DE4320524A1 - Spritzgießmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine zum wenigstens bereichs­ weisen Umspritzen eines Endlosbandes gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Elektrische oder elektronische Bauelemente werden bekanntlich mit Kunststoff umhüllt, um sie gegen mechanische Einwirkungen und ver­ schiedene Umgebungsbedingungen zu schützen bzw. auch, um mehrere Bauelemente formschlüssig miteinander zu verbinden.

Zum Umspritzen wird üblicherweise eine Spritzgießmaschine eingesetzt, die mit einer Formeinheit bestückt ist und bei der das zu umspritzende Gut in Form eines Endlosbandes über eine Führungsschiene zugeführt wird (DE-AS 25 14 488). Die Führungsschiene ist vertikal beweglich und führt vor Beginn des Spritzvorganges das zu umspritzende Gut in eine Form. Nach Beendigung des Spritzvorganges öffnet sich die Formeinheit und die Führungsschiene führt das umspritzte Gut aus der Form heraus. An­ schließend kann das Endlosband mit Hilfe einer Vorschubeinrichtung in der Führungsschiene weitergeschoben werden.

In vielen Fällen sind der Spritzgießmaschine weitere Bearbeitungsstatio­ nen vor- bzw. nachgeschaltet. So ist es denkbar, daß zum Beispiel eine Einrichtung zum Einsatz kommt, um das Endlosband an einer geeigneten Stelle in einzelne Teile abzuscheren. Die Bearbeitungsstationen werden in der Nähe der Spritzgießmaschine auf eigenen Fundamenten bzw. Gestel­ len montiert, weisen eigene Antriebe auf, und müssen sehr genau in Bezug auf die Spritzgießmaschine ausgerichtet und mit großem Aufwand mit dem Arbeitszyklus der Spritzgießmaschine koordiniert werden. Oft ist es dazu notwendig, das Endlosband zwischen den Bearbeitungsstationen zu puffern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießmaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine bessere Zusammenar­ beit mit anderen Bearbeitungsstationen erreicht werden kann.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Eine Spritzgießmaschine nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß auf einer zur Spritzgießmaschine gehörenden Trägereinheit wenig­ stens eine weitere Bearbeitungsstation zur Bearbeitung eines Endlosban­ des angeordnet ist, die Bearbeitungsstation durch die Antriebseinrich­ tung der Spritzgießstation antreibbar ist und Steuermittel vorhanden sind, um die Spritzgießstation und die Bearbeitungsstation wahlweise mit der Antriebseinrichtung zu koppeln.

Durch das direkte Zusammenmontieren von Spritzgießstation und Bear­ beitungsstationen auf nur einer Trägereinheit können aufwendige weitere Fundamente bzw. Gestelle mit den damit verbundenen Justierarbeiten entfallen. Ebenso ist es möglich, durch die gemeinsame Nutzung der glei­ chen Antriebseinrichtung auf weitere teure Antriebe zu verzichten. Die Spritzgießstation und die Bearbeitungsstationen sind dicht zusammen angebracht, so daß die Führung des Endlosbandes in einfacher Weise möglich ist und auf eine Pufferung zwischen den Stationen verzichtet wer­ den kann.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind zwei Bearbei­ tungsstationen auf der Trägereinheit angeordnet, und zwar eine erste Be­ arbeitungsstation vor und eine zweite Bearbeitungsstation hinter der Spritzgießstation In Bandtransportrichtung. Durch diese Anordnung ist es möglich, das zu umspritzende Endlosband vor dem Spritzgießprozeß mit der ersten Bearbeitungsstation vorbereitend zu bearbeiten und mit der zweiten Bearbeitungsstation nach dem Spritzgießprozeß fertigzustellen.

Die Bearbeitungsstationen können zum Beispiel Stanzstationen sein. Dann ist es möglich, das beispielsweise metallische Endlosband in der er­ sten Stanzstation vorzustanzen und - nach dem Spritzgießprozeß - In der zweiten Stanzstation fertigzustanzen, also zum Beispiel das fertige Teil vom Endlosband abzuschneiden. Möglich sind aber auch Biegestationen oder Gewindestationen als Bearbeitungsstationen.

Von Vorteil ist es, wenn die Bearbeitungsstationen und die Spritzgießsta­ tion hinsichtlich ihrer Arbeitszyklen zu unterschiedlichen Zeiten ansteu­ erbar sind. Diese Tatsache ermöglicht es, den Fertigungsprozeß hinsicht­ lich der Arbeitsgenauigkeit oder der Arbeitsgeschwindigkeit genauestens einstellen zu können. Insbesondere der Längenänderung des Endlosban­ des durch die lokale Erwärmung beim Spritzgießen kann damit Rechnung getragen werden, wie später an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Aber auch eine zeitgleiche Ansteuerung nur der Bearbeitungsstationen oder der Bearbeitungsstationen und der Spritzgießstation ist möglich, um auf diese Weise die Fertigungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Die Antriebseinrichtung weist vorzugsweise wenigstens eine Hydraulik­ pumpe auf. Das Hydraulikprinzip ermöglicht es, in einfacher Weise die An­ triebsenergie der Antriebseinrichtung auf die verschiedenen Bearbei­ tungsstationen und die Spritzgießstation zu verteilen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebseinrichtung zwei Hydraulikpumpen auf. Eine der Hydraulikpumpen stellt die Versor­ gung der kraftintensiven Verbraucher sicher, also zum Beispiel die Schneckeneinheit der Spritzgießstation oder den Antrieb der Schließein­ heit. Die zweite Hydraulikpumpe versorgt dann die bewegungsintensiven Bereiche, wie zum Beispiel das Öffnen und Schließen der Werkzeuge oder die Führung und den Antrieb des Endlosbandes.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Spritzgießmaschine eine Vorschubein­ richtung aufweist, die als Zahnkranz ausgebildet ist, dessen Zähne in Aus­ nehmungen des Endlosbandes eingreifen können. Besteht zum Beispiel das Endlosband aus zwei Teilen, so werden diese durch die Zähne der Vorschubeinrichtung schon vor der ersten Stanzstation genau zueinander po­ sitioniert. Der formschlüssige und damit sichere Vorschub des Endlos­ bandes erlaubt es, sehr langes Endlosband und damit sehr schwere Vor­ ratsrollen zu verwenden.

Das Endlosband verläuft in einer Führungsschiene, die relativ zu der Formeinheit und den in den Stanzeinheiten eingesetzten Stanzmatrizen bewegbar ist, wobei sich bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Er­ findung die Führungsschiene über alle Stationen erstreckt, wodurch sich das Endlosband sehr genau positionieren läßt.

Vorteilhafterweise wird die Trägereinheit als plattenförmiges Element, zum Beispiel als massive Grundplatte, ausgebildet, die zum Beispiel aus Stahl bestehen kann. Dies gewährleistet, daß die einzelnen Bearbeitungs­ stationen einfach und mit hoher Genauigkeit zueinander positioniert wer­ den können. Darüber hinaus weist das plattenförmige Element gute Dämpfungseigenschaften auf, womit schädliche Schwingungseinflüsse vermieden werden können.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Be­ zug auf die Zeichnung in beispielsweisen Ausführungsformen näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Spritzgießmaschine.

Fig. 2 eine vereinfachte Vorderansicht der Spritzgießmaschine, und

Fig. 3 eine vereinfachte Draufsicht einer zur Spritzgießmaschine gehö­ renden Vorschubeinrichtung.

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Spritzgießmaschine zum wenigstens bereichsweisen Umspritzen eines Endlosbandes, im wesentli­ chen bestehend aus einer als Grundplatte 1 ausgeführten Trägereinheit und darauf angebrachten Bearbeitungsstationen 2, 3 und 4. Die Bearbei­ tungsstationen sind eine Vorstanzstation 2, eine Spritzgießstation 3 und eine Fertigstanzstation 4.

Ein zu bearbeitendes, in der Fig. 1 nicht dargestelltes, kammartig ausge­ bildetes Endlosband wird in einer Führungsschiene 5 mit Hilfe eines Vor­ schubs 6 den Bearbeitungsstationen 2, 3, 4 in Pfeilrichtung zugeführt.

Zur Spritzgießstation 3 gehören nach Fig. 1 noch eine Schneckeneinheit 7 und eine Schließeinheit 8.

Angetrieben wird die Spritzgießstation 3 durch eine als Hydraulikpumpe 9 ausgeführte Antriebseinrichtung, die über Ventile 10, 11, 12 die Spritz­ gießstation 3 und die Stanzstationen 2, 4 versorgt. In einem anderen - nicht dargestellten - Ausführungsbeispiel weist die Spritzgießmaschine zwei Hydraulikpumpen auf, die unterschiedliche Funktionen wahrneh­ men können. So kann eine Hydraulikpumpe die kraft-intensiven Prozesse und die andere Hydraulikpumpe die weg-intensiven Prozesse versorgen oder Zusatzfunktionen ausführen.

Die Spritzgießmaschine wird durch eine zentrale elektrische Maschinen­ steuerung 13 gesteuert. Zur Steuerung des Vorschubs 6 kann noch eine der Maschinensteuerung 13 untergeordnete Vorschubsteuerung 14 ver­ wendet werden.

Die Hydraulikpumpe 9 versorgt außer der Spritzgießstation 3 mit der Schneckeneinheit 7 und der Schließeinheit 8 auch Hydraulikzylinder 15, 16 der Vorstanzstation 2, Hydraulikzylinder 17, 18 der Fertigstanzstation 4, sowie Hydraulikzylinder 19, 20 der Führungsschiene 5. Die Führungs­ schiene 5 benötigt die Hydraulikzylinder 19, 20, da sie senkrecht zur Vor­ schubrichtung beweglich ist und an- bzw. abgefahren werden kann, das heißt zu den Werkzeugen hin- bzw. von den Werkzeugen weggefahren wer­ den kann. Dieser Vorgang wird später erläutert.

Fig. 2 zeigt die Vorderansicht der Spritzgießeinheit der Spritzgießma­ schine in einer vereinfachten Darstellung. Soweit möglich, werden im fol­ genden die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.

Die Aufgabe der dargestellten Spritzgießmaschine besteht darin, zwei in früheren, für die Erfindung nicht relevanten Fertigungsprozessen herge­ stellte Endlosbänder 21 zusammenzuführen und zu verbinden, um daraus Verbindungskämme mit bestimmter Länge herzustellen. Dazu werden die beiden Endlosbänder 21 (in Fig. 2 nicht getrennt dargestellt, da überein­ anderliegend) vom Vorschub 6 erfaßt und in der Führungsschiene 5 vor­ wärts geschoben. In der Vorstanzstation 2 werden die beiden Bänder ge­ meinsam zur Erzielung der gewünschten Länge bzw. Polzahl gestanzt. Da­ nach werden die Endlosbänder 21 mit Hilfe des Vorschubs 6 weiter zur Spritzgießstation 3 geschoben, wo beide Bänder gemeinsam mit einem Kunststoffmaterial umspritzt werden und damit nach Erstarren des Kunststoffs formschlüssig zu einem Band verbunden sind. Anschließend wird dieses Band weiter bis zur Fertigstanzstation 4 geschoben, wo die fer­ tigen Querverbindungsstecker vom Band abgeschert werden.

Im folgenden werden die einzelnen Bereiche der Spritzgießeinheit detail­ lierter beschrieben.

Die Funktion des Vorschubs 6 wird aus Fig. 3 ersichtlich, die eine Drauf­ sicht der Vorschubeinrichtung und einen Ausschnitt der Führungsschie­ ne 5 zeigt. Der Vorschub 6 besteht aus einem Zahnkranz 22, dessen Zähne in Ausnehmungen der beiden Endlosbänder 21 eingreifen und die beiden Bänder 21 relativ zueinander positionieren. Der Zahnkranz 22 wird von ei­ nem Vorschubantrieb 23 angetrieben. Der Zahnkranz 22 wird nur zum Transport der Endlosbänder 21 und zur Positionierung der Endlosbänder 21 relativ zueinander verwendet. Danach wird er wieder vom Antriebsmo­ tor mittels einer Kupplung ausgekuppelt. Erst zum nächsten Arbeitstakt, bei dem ein Transport der Endlosbänder 21 notwendig ist, wird der Zahn­ kranz 22 wieder eingekuppelt.

Die Endlosbänder 21 werden über die Führungsschiene 5 zur auf der Grundplatte 1 angebrachten Vorstanzstation 2 geschoben. Dort greift we­ nigstens ein Fangstift 24 in die Endlosbänder 21 zum exakten Fixieren der Bänder 21 beim Schließen der Vorstanzstation 2 ein. Hydraulikzylinder 26 bewegen das über Führungssäulen 27 bewegliche Werkzeug der Vorstanz­ station 2, in das ein auswechselbarer Stanzstempel 25 eingesetzt ist. Der auswechselbare Stanzstempel 25 stanzt dann die Endlosbänder 21 ge­ meinsam auf die gewünschte Polzahllänge. Anschließend werden die End­ losbänder 21 durch den Vorschub 6 zur Spritzgießstation 3 verschoben.

In der Spritzgießstation 3 werden die beiden Endlosbänder 21 mit ge­ schmolzenem Kunststoff umspritzt und sind damit nach Erstarren des Kunststoffe s fest miteinander zu einem Band verbunden. Der Kunststoff wird in der Schneckeneinheit 7 aufgeschmolzen und dann in auswechsel­ bare Formnester 28, in denen auch die Endlosbänder 21 liegen, über ein Angußsystem 28a eingebracht. Die Endlosbänder 21 werden gegenüber dem Formnest mit Hilfe von Fangstiften 29 positioniert.

Die hinter der Spritzgießstation 3 angebrachte Fertigstanzstation 4 ist ähnlich aufgebaut wie die Vorstanzstation 2. Hier werden die Transport­ stege des Bandes abgestanzt, so daß die Querverbindungsstecker auf ihre gewünschte Länge zurechtgeschnitten werden können. Die Hydraulikzy­ linder 26 bewegen dabei einen über die Führungssäulen 27 beweglichen Stanzstempel 30.

Die Führungsschiene 5 ist senkrecht zur Vorschubrichtung, das heißt zur Grundplatte 1 hin beweglich verschiebbar. Sie hat zum einen die Aufgabe, die Endlosbänder 21 über die verschiedenen Fertigungsstationen zu füh­ ren, zum anderen legt sie die Endlosbänder 21 In die dafür vorgesehenen Formen der einzelnen Fertigungsstationen ab. Dazu bewegt sie sich zur Grundplatte 1 hin, so daß durch Aussparungen 31 die entsprechenden Formen der Fertigungsstationen hervortreten können und die Endlosbän­ der 21 aus der Führungsschiene 5 heben. Nach jedem Fertigungszyklus wird die Führungsschiene 5 wieder abgefahren, das heißt von der Grund­ platte 1 wegbewegt und hebt somit die Endlosbänder 21 aus den Formen der Fertigungsstationen heraus. Der Antrieb der Führungsschiene 5 er­ folgt über die in Fig. 1 dargestellten Hydraulikzylinder 19, 20.

Im folgenden wird der Arbeitsablauf anhand eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem ein Verbindungskamm gefertigt werden soll, be­ schrieben.

Die Führungsschiene 5 ist ab gefahren, das heißt die kammartigen Endlos­ bänder 21 liegen in der Führungsschiene 5. Der Vorschub 6 schiebt die Endlosbänder 21 mit Hilfe des Zahnkranzes 22 entsprechend der ge­ wünschten Polzahl, also zum Beispiel 7/8/9/10/12-polig, vor. Anschließend wird der Vorschub 6 über eine nicht dargestellte Kupplung ausge­ rückt.

Die Führungsschiene 5 wird an die Spritzseite, also in Richtung Grund­ platte 1, angefahren. Dadurch werden die Endlosbänder 21 in die Formen bzw. Matrizen der Fertigungsstationen abgelegt. Die Vorstanzstation 2 stanzt aus den Endlosbändern 21 die gewünschte Polzahllänge heraus. Anschließend stanzt die Fertigstanzstation 4 die zwischen den Einzelpolen vorhandenen Trägerstreifen heraus und trennt den fertigen Querverbindungsstecker vom Band ab. Hierbei ist zu beachten, daß im Bereich der Fertigstanzstation 4 bereits umspritztes Band vorliegt.

Anschließend schließt sich die Spritzgießstation 3 und umspritzt die bei­ den Endlosbänder 21 mit Kunststoff. Beim Öffnen der Spritzgießstation 3 wird gleichzeitig der Anguß entfernt.

Danach wird der Vorschub 6 eingekuppelt und die Führungsschiene 5 ab­ gefahren, das heißt, sie entfernt sich von der Grundplatte 1 und hebt somit die Endlosbänder 21 aus den jeweiligen Formen. Danach wiederholt sich der Arbeitszyklus. Ein vollständiger Arbeitszyklus mit der beschriebenen Spritzgießmaschine benötigt eine Zeitdauer von zirka 15 Sekunden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform stellt sich der Arbeitsablauf vereinfacht folgendermaßen dar: Vorstanzen - Fertigstanzen - Spritzgießen, wobei sich das Endlosband 21 über alle drei Fertigungsstationen er­ streckt. Die Fertigungsvorgänge laufen nacheinander ab.

Es sind aber auch Varianten des Arbeitsablaufes möglich:

• - Vorstanzen und Fertigstanzen gleichzeitig, danach Spritzgießen.
• - Vorstanzen, Fertigstanzen, Spritzgießen gleichzeitig.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Spritz­ gießen erst nach den Stanzvorgängen, damit sich die durch die Wärmeein­ bringung verursachte Längenänderung der Endlosbänder 21 nicht negativ auf das Stanzergebnis auswirkt. Sollte diese Längenänderung klein blei­ ben im Verhältnis zu den Abständen der Fertigungsstationen, ist es ohne Schwierigkeiten möglich, alle drei Fertigungsvorgänge gleichzeitig durch­ zuführen. Die Fangstifte 24, 29 stellen eine eindeutige Positionierung der Endlosbänder 21 relativ zu den Werkzeugen sicher. Dadurch würde sich die benötigte Zeitdauer (für einen Arbeitszyklus der Spritzgießmaschine) weiter reduzieren.

Claims (9)

1. Spritzgießmaschine zum wenigstens bereichsweisen Umspritzen ei­ nes Endlosbandes (21), das schrittweise einer Spriztgießstation (3) mit ei­ ner oberen und einer in einer Trägereinheit (1) liegenden unteren Spritz­ gießform zugeführt wird, wobei die Spritzgießstation (3) von einer An­ triebseinrichtung (9) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• - auf der Trägereinheit (1) wenigstens eine weitere Bearbeitungssta­ tion (2, 4) zur Bearbeitung des Endlosbandes (21) angeordnet ist,
• - die Bearbeitungsstation (2, 4) durch die Antriebseinrichtung (9) der Spritzgießstation (3) antreibbar ist, und daß
• - Steuermittel (13) vorhanden sind, um die Spritzgießstation (3) und die Bearbeitungsstation (2, 4) wahlweise mit der Antriebseinrichtung (9) zu koppeln.

2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bearbeitungsstationen (2, 4) auf der Trägereinheit (1) angeordnet sind und zwar eine erste Bearbeitungsstation (2) vor und eine zweite Bear­ beitungsstation (4) hinter der Spritzgießstation (3) in Bandtransportrich­ tung.

3. Spritzgießmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bearbeitungsstationen (2, 4) Stanzstationen sind.

4. Spritzgießmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bearbeitungsstationen (2, 4) und die Spritzgießstation (3) hinsichtlich ihrer Arbeitszyklen zu unterschiedlichen Zeiten ansteuer­ bar sind.

5. Spritzgießmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebseinrichtung wenigstens eine Hydraulikpumpe (9) aufweist.

6. Spritzgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung zwei Hydraulikpumpen aufweist.

7. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Vorschubeinrichtung als Zahnkranz (22) ausge­ bildet ist, dessen Zähne in Ausnehmungen des Endlosbandes (21) eingreifen.

8. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Füh­ rungsschiene (5) für das Endlosband (21), die relativ zu der Formeinheit und in den Stanzeinheiten eingesetzten Stanzmatrizen bewegbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß sich die Führungsschiene (5) über alle Sta­ tionen (2, 3, 4) erstreckt.

9. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trägereinheit (1) als plattenförmiges Element aus­ gebildet ist.