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Dokumentenidentifikation DE10152815C1 18.06.2003
Titel Handlinggerät für eine Kunststoff-Spritzgiessmaschine sowie Greifer für ein solches
Anmelder HEKUMA GmbH, 85386 Eching, DE
Erfinder Herbst, Richard, 85402 Kranzberg, DE
Vertreter Zumstein & Klingseisen, 80331 München
DE-Anmeldedatum 19.10.2001
DE-Aktenzeichen 10152815
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.06.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.06.2003
IPC-Hauptklasse B29C 45/42
IPC-Nebenklasse B23Q 7/04   B65D 85/57   G11B 23/033   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handlinggerät für eine Kunststoff-Spritzgießmaschine. Das Handlinggerät besitzt einen Greifer zum Entnehmen von spritzgegossenen Kunststoffteilen aus der Spritzgießmaschine. Der Greifer weist zumindest ein Greifelement (32) auf, welches das spritzgegossene Kunststoffteil beim Entnehmen durch Ansaugen festhält. Ferner sind Mittel vorhanden, um am Ort des Greifelements (32) einen Unterdruck zum Ansaugen des Kunststoffteils bereitzustellen. Das erfindungsgemäße Handlinggerät ist dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel zumindest einen Lüfter (54) beinhalten, der am Greifer angeordnet ist (Fig. 2).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Handlinggerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Greifer für ein solches Handlinggerät mit zumindest einem Greifelement, welches ein Kunststoffteil durch Ansaugen festhält.

Ein Handlinggerät sowie ein Greifer der genannten Art sind beispielsweise aus der DE 199 15 770 A1 bekannt.

Die genannte Druckschrift beschreibt ein gattungsgemäßes Handlinggerät, dessen Greifer ein Kunststoffteil beim Entformen aus der Spritzgießmaschine durch Ansaugen festhält. Die Druckschrift offenbart jedoch keine Details, wie dieses Ansaugen praktisch realisiert ist, da dort ein anderer Aspekt eines gattungsgemäßen Handlinggerätes im Vordergrund stand.

Ferner ist aus DE 296 06 853 U1 eine Greifereinrichtung zur Entnahme von dünnwandigen Spritzgussteilen aus einem Spritzgusswerkzeug bekannt, welche aus zwei einander gegenüberliegenden Entnahmehänden besteht, die ihrerseits jeweils mit mehreren Greifereinrichtungen ausgestattet sind, welche mehrere axial bewegliche Sauggreifer aufweisen, mittels denen ein Spritzgussteil an eine Auflageplatte herangezogen werden kann. Eine solche Greifereinrichtung ist insbesondere zur Entnahme von Böden oder Deckeln von CD-Hüllen aus einem Spritzgusswerkzeug vorgesehen.

In der Praxis wird bei gattungsgemäßen Handlinggeräten der zum Ansaugen erforderliche Unterdruck über ein Schlauchsystem erzeugt, das am Ort des Greifelements eine Ansaugöffnung besitzt. Innerhalb des Schlauchsystems herrscht ein Unterdruck, der über ein Gebläse erzeugt wird, welches an einer geeigneten Stelle des Handlinggerätes, jedoch außerhalb des Greifers angeordnet ist. Diese bekannte Realisierung besitzt den Vorteil, daß für die Erzeugung des Unterdrucks große und leistungsstarke Lüfter verwendet werden können, die ein relativ großes Luftvolumen umwälzen. Andererseits müssen die Schläuche bei den bekannten Handlinggeräten mit dem bewegten Greifer mitgeführt werden, was die mechanische Bewegungsfreiheit einschränken kann.

Bei modernen Kunststoff-Spritzgießmaschinen ist die Minimierung der Zykluszeiten ein wichtiger Konstruktionsparameter, da geringe Zykluszeiten eine höhere Produktivität ermöglichen. Die Zykluszeit ist dabei die Zeitspanne, die eine Kunststoff- Spritzgießmaschine insgesamt für einen Produktionsvorgang benötigt, und zwar bis zu dem Zeitpunkt, bis sie für den nächsten Produktionsvorgang erneut zur Verfügung steht. Für die Minimierung der Zykluszeit spielt folglich auch eine Rolle, wie schnell die spritzgegossenen Kunststoffteile aus dem Werkzeug der Spritzgießmaschine entformt werden können. Dies wiederum hängt auch davon ab, wie schnell das Handlinggerät die spritzgegossenen Kunststoffteile aufnehmen und aus dem Bereich zwischen den Werkzeughälften heraustransportieren kann.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Handlinggerät der eingangs genannten Art anzugeben, das eine weitere Reduktion der Zykluszeiten von Kunststoff-Spritzgießmaschinen ermöglicht. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Greifer für ein entsprechendes Handlinggerät anzugeben.

In Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird diese Aufgabe bei einem Handlinggerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die genannten Mittel zumindest einen Lüfter beinhalten, der am Greifer angeordnet ist. In Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 wird diese Aufgabe durch einen Greifer für ein solches Handlinggerät gelöst, bei dem ein Lüfter zum Erzeugen eines Unterdrucks am Ort des Greifelements am Greifer angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Handlinggerät ist somit zumindest ein Lüfter zum Erzeugen des erforderlichen Unterdrucks im Greifer integriert. Diese Maßnahme ermöglicht es erstmals, die Bewegungsbahnen des Greifers unabhängig von mitzuführenden Schläuchen zu gestalten. Anders ausgedrückt kann auf lange Schläuche, die bei der Bewegung des Greifers mitgeführt werden müssen, nun erstmals verzichtet werden, was ungehinderte und damit schnellere Bewegungen des Greifers ermöglicht. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Anordnung raumsparend und kleinbauend realisiert werden. Hierdurch läßt sich eine weitere Verringerung der Zykluszeiten erreichen, da die Werkzeughälften der Kunststoff-Spritzgießmaschine beim Entformen der Kunststoffteile weniger weit geöffnet werden müssen. Infolge der kürzeren Wege trägt dies ebenfalls zu einer Beschleunigung des Produktionsvorgangs bei.

Die erfindungsgemäße Anordnung besitzt darüber hinaus den Vorteil, daß der zum Ansaugen benötigte Unterdruck im wesentlichen dort erzeugt wird, wo er tatsächlich benötigt wird. Infolgedessen können Druckverluste aufgrund großer Schlauchlängen reduziert werden, was insgesamt eine reduzierte Lüfterleistung ermöglicht. Die erfindungsgemäße Anordnung kann daher auch energiesparender betrieben werden. Außerdem werden Ausfälle und Funktionsstörungen des Handlinggerätes infolge von Beschädigungen an den durch Bewegung beanspruchten Schläuchen vermieden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der zumindest eine Lüfter an dem Greifelement angeordnet.

Durch diese Maßnahme werden Druckverluste noch weiter minimiert, da die abgesaugte Luft nur noch sehr kurze Wege zurücklegen muß. Dementsprechend kann das Handlinggerät noch energiesparender betrieben werden. Die Vorteile der Erfindung kommen insgesamt noch stärker zum Tragen.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Greifer mehrere Greifelemente auf.

Durch diese Maßnahme ist eine weitere Reduzierung der Zykluszeiten möglich, da der Greifer so in einem Arbeitsgang mehrere Kunststoffteile gleichzeitig aus dem Werkzeug der Kunststoff- Spritzgießmaschine entformen kann.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Greifer ferner mehrere Lüfter auf, wobei jeder Lüfter mit einem Greifelement gekoppelt ist.

Diese Maßnahme setzt den Grundgedanken der Erfindung konsequent weiter fort, da die Erzeugung des zum Ansaugen erforderlichen Unterdrucks weiter dezentralisiert ist. Aufgrund der Maßnahme ist die Verwendung kleinerer Lüfter möglich. Der benötigte Bauraum sowie Druckverluste in Schlauchleitungen lassen sich weiter minimieren.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das zumindest eine Greifelement zum Festhalten von flächigen Kunststoffteilen, insbesondere von CD-Boxen, ausgebildet.

Bei dieser Ausgestaltung kommen die Vorteile der Erfindung besonders stark zur Geltung, da vor allem flächige Kunststoffteile sehr gut durch Ansaugen festgehalten werden können. Ein besonders bevorzugter Anwendungsfall der Erfindung ist die Entnahme und das Festhalten von CD-Boxen, da diese aufgrund ihrer genormten Abmessungen und flächigen Ausbildung sehr gut mit handelsüblichen Lüftern angesaugt und festgehalten werden können.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das zumindest eine Greifelement eine Ansaugplatte mit einer Vorderseite und einer Rückseite auf, wobei die Vorderseite eine Anlagefläche für das Kunststoffteil beinhaltet und wobei der Lüfter auf der Rückseite der Ansaugplatte angeordnet ist.

Die Anlagefläche muß dabei nicht notwendigerweise eine ebene Fläche sein, sondern sie kann an die äußere Form des festzuhaltenden Kunststoffteils angepaßt sein. Bevorzugt ist die Anlagefläche komplementär zu mindestens einer Seite des Kunststoffteils geformt, wodurch sich ein besonders fester Halt beim Ansaugen ergibt. Durch die Anordnung des Lüfters auf der Rückseite der Ansaugplatte ergeben sich andererseits optimal kurze Wege und somit minimalste Druckverluste beim Erzeugen des benötigten Unterdrucks. Außerdem führt die genannte Maßnahme zu einer sehr flachbauenden Anordnung, wodurch der erforderliche Öffnungshub der Spritzgießmaschine weiter reduziert werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Ansaugplatte zumindest eine im Bereich der Anlagefläche angeordnete Fensteröffnung auf, hinter der der Lüfter angeordnet ist.

Anstelle einer Fensteröffnung können in der Ansaugplatte grundsätzlich auch einzelne Bohrungen geringeren Durchmessers angeordnet sein, durch die das festzuhaltende Kunststoffteil angesaugt wird. Durch eine Fensteröffnung wird demgegenüber jedoch ein besonders hoher Wirkungsgrad erreicht. Die Saugwirkung ist daher besonders stark ausgeprägt.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die Ansaugplatte mehrere im Bereich der Anlagefläche angeordnete Fensteröffnungen auf, die durch Stege voneinander getrennt sind.

Durch diese Maßnahme kann das zu entnehmende Kunststoffteil besonders sicher festgehalten werden, da ein besonders großes Luftvolumen angesaugt wird. Andererseits erhält die Ansaugplatte infolge der Stege eine hinreichende Stabilität, und das Kunststoffteil wird beim Ansaugen gegen Beschädigungen durch Kontakt mit den Rotorblättern des Lüfters geschützt.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Lüfter eine Luftdurchtrittsfläche auf und die Gesamtfläche der Fensteröffnungen beträgt mindestens 50%, bevorzugt mindestens 70%, der Luftdurchtrittsfläche des Lüfters.

In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß dieses Verhältnis der Fensteröffnungen zu der Luftdurchtrittsfläche des Lüfters, d. h. der senkrecht zum Luftstrom stehenden Querschnittsöffnung des Lüfters, einen hohen Wirkungsgrad bei guter Stabilität ergibt. Die Kunststoffteile können daher auch mit vergleichsweise kleinen Lüftern sicher festgehalten werden. Die Verwendung kleiner Lüfter ermöglicht es in der Folge, den Greifer des Handlinggerätes besonders leicht und flachbauend zu realisieren, wodurch sich die Zykluszeiten der gesamten Anlage, wie beschrieben, weiter minimieren lassen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Handlinggerätes beim Entformen von CD-Boxen aus dem Werkzeug einer Spritzgießmaschine,

Fig. 2 ein Greifelement eines Handlinggerätes zum Entformen von CD-Boxen in einer Draufsicht,

Fig. 3 das Greifelement gemäß Fig. 2 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, und

Fig. 4 den Greifer eines Handlinggerätes mit zwei Greifelementen.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung mit einem Handlinggerät in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Die Vorrichtung 10 beinhaltet eine Kunststoff-Spritzgießmaschine, von der hier der Einfachheit halber nur schematisch zwei Werkzeughälften 12 und 14 dargestellt sind. Die Werkzeughälften 12 und 14 können in Richtung des Pfeils 16 geöffnet bzw. geschlossen werden. Im geschlossenen Zustand ragen Formkerne 18 der Werkzeughälfte 12 in entsprechende Formhohlräume 20 der Werkzeughälfte 14. Dabei füllen die Formkerne 18 die entsprechenden Formhohlräume 20 nicht vollständig aus. Der verbleibende Hohlraum wird beim Spritzgießen mit einer Kunststoffschmelze (hier nicht dargestellt) gefüllt, die nach dem Aushärten das geformte Kunststoffteil ergibt. Im vorliegenden Fall handelt es sich gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel bei den Kunststoffteilen um an sich bekannte CD-Boxen.

Mit der Bezugsziffer 22 ist ein erfindungsgemäßes Handlinggerät bezeichnet, dessen Greifer 24 in Richtung des Pfeils 26 zwischen die geöffneten Werkzeughälften 12, 14 einfahren kann, um hergestellte Kunststoffteile 28, hier also die CD-Boxen, zu entnehmen.

Außer dem Greifer 24 selbst beinhaltet das Handlinggerät 22 bekanntermaßen weitere Einheiten, wie beispielsweise einen oder mehrere Antriebe sowie eine Steuereinheit. Darüber hinaus kann das Handlinggerät 22 mehrstufig ausgebildet sein, d. h. die vom Greifer 24 entnommenen Kunststoffteile 28 werden an weitere nachgeordnete Greifer übergeben, um eine sich anschließende Weiterverarbeitung der Kunststoffteile durchführen. Die weiteren Einheiten des Handlinggeräts 22 sind an sich jedoch bekannt und daher hier der Übersichtlichkeit halber nur schematisch mit den Block 30 skizziert.

Der Greifer 24 des Handlinggeräts 22 besitzt in einer nachfolgend noch ausführlicher dargestellten Weise zwei Greifelement 32, 34, mit denen zeitgleich zwei Kunststoffteile 28 aus den entsprechenden Formhohlräumen 20 der Werkzeughälfte 14 entformt werden können. Der Greifer 24 ist jedoch nicht auf zwei Greifelemente 32, 34 beschränkt. Je nach konkretem Anwendungsfall kann der Greifer 24 auch mehr oder weniger Greifelemente 32, 34 besitzen.

Der Aufbau der Greifelemente 32, 34 ist nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 sowie am Beispiel des Greifelements 32 erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche Elemente.

Das Greifelement 32 ist zum Festhalten von CD-Boxen ausgebildet. Es besitzt eine flache Ansaugplatte 40 mit einer rechteckigen Grundfläche, die im wesentlichen der Größe einer CD-Box entspricht. An den vier äußeren Ecken der Ansaugplatte 40 sind winkelförmige Vorsprünge 42 angeordnet, durch die eine CD-Box 28 beim Entformen auf der Ansaugplatte zentriert und gegen seitliches Verrutschen gesichert wird. Die Vorderseite 44 der Ansaugplatte 40 bildet dabei eine Anlagefläche für die CD-Box.

Im Bereich der Anlagefläche 44 sind insgesamt fünf Fensteröffnungen 46, 48 angeordnet, wobei vier kreisausschnittförmige Fensteröffnungen 46 die kreisförmige Fensteröffnung 48 umgeben. Die Fensteröffnungen 46, 48 sind durch Stege 50 voneinander getrennt, wobei deren Gesamtfläche jedoch klein im Vergleich zur Gesamtfläche der Fensteröffnungen 46, 48 ist.

Auf der Rückseite 52 der Ansaugplatte 40 ist ein Lüfter 54 befestigt. Der Lüfter 54 ist ein handelsübliches Bauteil, das in vergleichbarer Form in vielen elektrischen Geräten, wie beispielsweise Netzteilen für PCs, zu Kühlzwecken eingesetzt wird. Die Rotorblätter 56 des Lüfters 54 sind in Fig. 2 durch die Fensteröffnungen 46 zu sehen.

Mit der Bezugsziffer 58 ist in Fig. 2 die Luftdurchtrittsfläche des Lüfters 54 bezeichnet, d. h. die Querschnittsfläche des Lüfters 54, durch die ein abgesaugtes Luftvolumen hindurchströmt.

Die Luftdurchtrittsfläche 58 entspricht hier im wesentlichen der von den Rotorblättern 56 überstrichenen Kreisfläche. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Fensteröffnungen 46, 48 praktisch deckungsgleich zu der Luftdurchtrittsfläche 58 angeordnet, und die Gesamtfläche der Fensteröffnungen 46, 48 läßt einen Großteil der Luftdurchtrittsfläche 58 frei. Lediglich die Stege 50 verdecken einen Teil der Luftdurchtrittsfläche 58.

Der Lüfter 54 besitzt in an sich bekannter Weise zwei elektrische Anschlußleitungen, über die er mit Strom versorgt wird. Die Umdrehungszahl des Lüfters 54 und damit die Saugkraft lassen sich hierüber variieren. Im Gegensatz zu bisherigen Handlinggeräten müssen bei dem erfindungsgemäßen Handlinggerät lediglich die Anschlußleitungen 60 bzw. eine Verlängerung davon bei den Bewegungen des Greifers mitgeführt werden.

In Fig. 4 ist der Greifer 24 des Handlinggeräts 22 aus Fig. 1 in einer Draufsicht dargestellt. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Elemente wie zuvor.

Der Greifer 24 besitzt zwei Greifelemente 32, 34 der zuvor beschriebenen Art. Die Greifelemente 32, 34 sind dabei an zwei Streben 70, 72. befestigt, die in an sich bekannter Weise mit einem Antrieb (hier nicht dargestellt) des Handlinggeräts 22 koppelbar sind. Der Abstand und die Position der Greifelemente 32, 34 entspricht dabei exakt der Position und den Massen der Formhohlräume 20, aus denen die hergestellten Kunststoffteile entformt werden sollen.

Wenngleich der Greifer 24 hier im Hinblick auf das Entformen von Kunststoffteilen aus dem Werkzeug 12, 14 der Spritzgießmaschine beschreiben wurde, versteht es sich, daß der Greifer 24 umgekehrt auch Teile in die Formhohlräume 20 der Spritzgießmaschine einlegen kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Kunststoffteile in mehreren Durchgängen sprutzgegossen werden. Ebenso können mit dem Greifer 24 auch Zubehörteile vor dem eigentlichen Spritzgießvorgang in die Formhohlräume 20 eingelegt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Handlinggerät für eine Kunststoff-Spritzgießmaschine (12, 14), mit einem Greifer (24) zum Entnehmen von spritzgegossenen Kunststoffteilen (28) aus der Spritzgießmaschine (12, 14), wobei der Greifer (24) zumindest ein Greifelement (32, 34) aufweist, welches das spritzgegossene Kunststoffteil (28) beim Entnehmen durch Ansaugen festhält, und mit Mitteln, um am Ort des Greifelements (32, 34) einen Unterdruck zum Ansaugen des Kunststoffteils (28) bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel zumindest einen Lüfter (54) beinhalten, der am Greifer (24) angeordnet ist.
  2. 2. Handlinggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Lüfter (54) an dem Greifelement (32, 34) angeordnet ist.
  3. 3. Handlinggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (24) mehrere Greifelemente (32, 34) aufweist.
  4. 4. Handlinggerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (24) mehrere Lüfter (54) aufweist, wobei jeder Lüfter (54) mit einem Greifelement (32, 34) gekoppelt ist.
  5. 5. Handlinggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Greifelement (32, 34) zum Festhalten von flächigen Kunststoffteilen (28), insbesondere von CD-Boxen, ausgebildet ist.
  6. 6. Handlinggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Greifelement (32, 34) eine Ansaugplatte (40) mit einer Vorderseite (44) und einer Rückseite (52) aufweist, wobei die Vorderseite (44) eine Anlagefläche für das Kunststoffteil (28) beinhaltet und wobei der Lüfter (54) auf der Rückseite (52) der Ansaugplatte (40) angeordnet ist.
  7. 7. Handlinggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugplatte (40) zumindest eine im Bereich der Anlagefläche (44) angeordnete Fensteröffnung (46, 48) aufweist, hinter der der Lüfter (54) angeordnet ist.
  8. 8. Handlinggerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugplatte (40) mehrere im Bereich der Anlagefläche (44) angeordnete Fensteröffnungen (46, 48) aufweist, die durch Stege (50) voneinander getrennt sind.
  9. 9. Handlingsgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (54) eine Luftdurchtrittsfläche (58) aufweist und daß die Gesamtfläche der Fensteröffnungen (46, 48) mindestens 50%, bevorzugt mindestens 70%, der Luftdurchtrittsfläche (58) des Lüfters (54) beträgt.
  10. 10. Greifer für ein Handlinggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit zumindest einem Greifelement (32, 34), welches ein Kunststoffteil (28) durch Ansaugen festhält, gekennzeichnet durch einen Lüfter (54) zum Erzeugen eines Unterdrucks am Ort des Greifelements (32, 34), wobei der Lüfter (54) am Greifer (24) angeordnet ist.






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