DE69622224T2 - Verfahren und Vorrichtung für Mechanismus zum genauen Abtrennen eines Angusses - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf die Bearbeitung kleiner Teile, insbesondere auf das Abtrennen kleiner Kunststoffteile von einem Gießkopf. Mit zunehmender Miniaturisierung von Instrumenten steigen auch die Präzisionsanforderungen an die als Gussteil hergestellten Komponenten dieser Instrumente. Bei der Herstellung kleiner Teile mit hoher Maßgenauigkeit (z. B. von Linsen für kleine Instrumente, etwa Arthroskope, usw.) müssen sowohl das eigentliche Gießverfahren als auch das Abtrennen des Teils vom Gießkopf sehr genau ausgeführt werden. Das Abtrennen von Teilen vom Gießkopf, auch Abtrennen des Formeingusses genannt, schafft im Fertigungsprozess oft Probleme, die in ihrer Komplexität dem eigentlichen Gießverfahren in nichts nachstehen. Verschärft werden diese Probleme noch, wenn es sich im Vergleich zur Größe des verwendeten Gießkopfs und Formeingusssystems um kleine Teile handelt.
• FR 1.484.753 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen des Formeingusses von einer Vielzahl von durch Formeingussabschnitte mit einem gemeinsamen Gießkopfsystem verbundenen Kunststoff-Gussteilen. Diese Vorrichtung umfasst einen bewegbaren Arm zum korrekten Positionieren des Gießkopfes mit den Teilen und ein zum Abtrennen des Formeingusses zusammenwirkendes Messerpaar.
• US-A-3,540,639 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Entfernen des Formeingusses von einer Vielzahl von Kunststoff-Gussteilen, die über Formeingussabschnitte mit einem gemeinsamen Gießkopfsystem verbunden sind, wobei die Teile durch Spannungsabriss des Formeingussabschnitts abgetrennt werden.
• US-A-2,392,459 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen der einzelnen Perlen von einem relativ großen Element, an dem eine Vielzahl geformter Kunststoff-Gussperlen anhaftet.
• Zum präzisen mechanischen Abtrennen von Gussteilen von einem Gießkopf muss zunächst das Gießkopfsystem mit den zugehörigen Teilen aus der Gießmaschine entnommen und abgekühlt werden. Nach dem Abkühlen wird das Teil im Optimalfall an dem Punkt vom Gießkopf abgetrennt, an dem theoretisch der Formeinguss mit dem Teil verbunden ist. Diesen theoretischen Punkt nennt man Formeinguss/Teile- Schnittstelle.
• Durch Unterschiede im Abkühlprozess können jedoch in unterschiedlichem Maße regellose Verformungen der Gießköpfe auftreten. Da die Gießköpfe dann nicht mehr gleich sind, ist die Einstellung automatischer Formeinguss-Abtrennvorrichtungen schwierig, wenn man keine Beschädigung der Teile beim Entfernen des Formeingusses riskieren will. Man hat bereits versucht, verformungsfreie und dadurch gleichmäßigere Gießköpfe herzustellen. Es hat sich aber gezeigt, dass die Verformung der Gießköpfe nicht verringert werden kann, ohne eine entsprechend stärkere Materialdehnung und -spannung im Teil in Kauf zu nehmen.
• Die erwünschte Gleichmäßigkeit bei automatisierten Giesverfahren lässt sich daher nur schwer so erreichen, dass die vom Gießkopf abgetrennten Teile bereits in ihrer fertigen und (innerhalb zulässiger Toleranzen) annähernd identischer Form vorliegen. Erfolgt der Schnitt zu nahe am Teil, kann die Oberfläche des Teils beschädigt werden. Erfolgt der Schnitt zu weit vom Teil entfernt, bleibt zu viel Angussmaterial am Teil zurück. Außerdem ist es schwierig, die Messer oder sonstigen Schneidflächen so zu positionieren, dass sie während des Schneidprozesses an dem dem Teil nächstliegenden Bereich des Formeingusses angreifen. Ferner besteht die Möglichkeit, dass sich die gegenüberliegenden Schneidkanten nicht präzise punktgenau treffen, was zu Beschädigungen der Schneidflächen oder zumindest zu vorzeitiger Abnutzung der Schneiden führt. In diesem Fall entsteht dann an dem Teil eine Angusskerbe, die einen zusätzlichen Schneide- oder Poliervorgang erforderlich macht, um einen Präzisionsschnitt direkt an der Oberfläche des Teils zu erreichen. Die präzise Bearbeitung ist bei vielen Anwendungen wichtig, ganz besonders aber auf dem Gebiet der Präzisionsoptik, wo Linsenabweichungen von nur 1140 mm bereits die Gebrauchstüchtigkeit des Teils beeinträchtigen und zu Ausschuss und einer Erhöhung der Herstellungskosten führen können.
• Weitere Probleme entstehen beim Abtrennen von Teilen von Gießköpfen, wenn die Schneidflächen zur Unterstützung beim Schneiden wärmeempfindlicher Materialien, zum Beispiel von Kunststoffen, erwärmt werden. Häufig werden hierzu die Messer erwärmt, wobei an der mit der erwärmten Schneidfläche in Berührung kommenden Formeinguss/Teile-Schnittstelle eine wesentliche Materialerweichung eintritt. Wenn das abgetrennte Teil und der Formeinguss nach dem Schneidvorgang in unmittelbarer Nähe zueinander verbleiben, können der Formeinguss und das abgetrennte Teil wieder aneinander anhaften.
• Hinzu kommt noch, dass beim Wegziehen des Formeingusses bzw. des Teils (nach dem Schneidvorgang) von einer erwärmten Schneidfläche selbst bei einem extrem sauberen Schnitt "Zugfäden" oder strangartige Anhängsel aus dem Kunststoff entstehen können. Diese Zugfäden müssen dann vom Teil abgeschnitten und aus der Formeinguss-Abtrennvorrichtung entfernt werden.
• Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung der in Anspruch 1 oder 4 beschriebenen Art zum Herstellen präziser und sauberer Schnitte an der Formeinguss/Teile-Schnittstelle ohne die Notwendigkeit weiterer Polier- oder Schneidevorgänge. Erfindungsgemäß ist die Präzision der endgültigen Schnittposition des Teils am Formeinguss von den gleichmäßigen Abmessungen der abzutrennenden Teile oder des Gießkopfs relativ unabhängig.
• Oberflächenunregelmäßigkeiten, Dellen, Kerben oder andere Schnittfehler werden dadurch vermieden, dass das Abtrennen der Teile vom Gießkopf mit Hilfe speziell konstruierter, gegenüberliegender, beheizter Klingen erfolgt, deren Überlappen durch integrierte Messeranschläge verhindert wird, welche einen punktgenauen Kontakt garantieren. Diese Konstruktion minimiert die Abnutzung der Klingen und verlängert damit die Standzeit der Klingen.
• Ferner wird durch die Erfindung das abgetrennte Teil zuverlässig in einer vorbestimmten Position in einer Klemmkammer gehalten, was die automatische Entnahme des Teils erleichtert und die Automatisierung des gesamten Abtrennprozesses ermöglicht.
• Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Gießkopf mit einem daran am Formeinguss anhaftenden Teil in engen Kontakt mit einer bewegbaren Formeinguss-Abtrennvorrichtung gebracht. Die Vorrichtung weist eine Schneidkammer zur Aufnahme des Teils auf. Die Kammer umfasst eine Zugangsöffnung, durch die sich der Formeinguss und das Gussteil erstrecken. Außerdem umfasst die Vorrichtung an einer ersten bzw. zweiten Seite der Formeinguss/Teile-Schnittstelle positionierte erste und zweite Schneidflächen. Positionierstifte gelangen an der Außenfläche des Gießkopfes in Eingriff und bringen eine ausreichende Kraft auf, um den Gießkopf in Richtung der bewegbaren Formeinguss-Abtrennvorrichtung zu biegen. Anschließend wird die Vorrichtung so bewegt, dass das Teil senkrecht über der Kammer zu liegen kommt. Der Gießkopf und das Teil werden dann von einer Klemmeinrichtung vertikal in eine Schneidposition abgesenkt, wodurch das Teil in der Kammer positioniert wird. Außerdem wird auf das in der Kammer befindliche Teil mittels einer Klemmeinrichtung eine horizontale Kraft in Richtung der Zugangsöffnung der Kammer ausgeübt. Dies stellt sicher, dass das Teil während des Schneidvorgangs sicher in der Schneidposition gehalten wird. Dann greift ein Antriebsmechanismus an den beiden Schneidflächen an und bewegt sie aufeinander zu und durch die Formeinguss/Teile- Schnittstelle hindurch bis zu einer Stoppstelle. An dieser vorbestimmten Stoppstelle ist der Schneidvorgang abgeschlossen und das Teil sauber an der Formeinguss/Teile- Schnittstelle vom Gießkopf abgetrennt.
• Nach dem Schneidvorgang biegt sich bzw. federt der Formeinguss von der Kammer und dem darin gehaltenen abgetrennten Teil weg. Durch diese Federwirkung wird das Problem der "Fadenbildung" oder des erneuten Anhaftens zwischen dem Teil und dem Angussmaterial vermieden. Das noch immer in einer vorbestimmten Position in der Kammer gehaltene Teil ist jetzt zum automatischen Entnehmen bereit. Das automatische Entnehmen erfolgt vorzugsweise mittels eines automatischen Roboterarms oder einer anderen automatischen Einrichtung, wie dies für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich ist. Auf diese Weise kann das abgetrennte Teil ungeachtet der ursprünglichen Geometrie und einer eventuellen Verformung (Verwerfung) des Gießkopfs aus einer vorhersagbaren Position in der bewegbaren Formeinguss-Abtrennvorrichtung entnommen werden.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine Draufsicht des Systems;
• Fig. 2 eine Draufsicht der Abtrennstation;
• Fig. 3 eine vergrößerte Draufsicht einer Abtrennvorrichtung;
• Fig. 4 einen Aufriss der Positionierstifte;
• Fig. 5 eine Draufsicht der Abtrennvorrichtung in Schneidstellung (geöffnete Messer);
• Fig. 6 einen Aufriss des Schneidmechanismus (geöffnete Position);
• Fig. 7 einen Aufriss des Schneidmechanismus (geschlossene Position);
• Fig. 8 eine Draufsicht der Abtrennvorrichtung während des Schneidvorgangs (geschlossene Messer); und
• Fig. 9 eine Draufsicht der Schneidvorrichtung nach dem Schneiden in der Teile- Entnahmeposition.
• Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In Fig. 1 ist die Arbeitsstation 8 zum Abtrennen von Präzisionsteilen von einem Gießkopf an der Formeinguss/Teile-Schnittstelle von oben gesehen dargestellt. Zum Aufnehmen des Gießkopfs 12 mit den daran anhaftenden Teilen 10 aus der (nicht dargestellten) Form, in der der Gießkopf 12 gegossen wurde, dient ein Roboterarm 16. Der Gießkopf 12 wird zum Kühlen auf eine Kühlplatte 14 gesetzt, die auf einer der Umgebungstemperatur gleichen oder unterhalb dieser liegenden Temperatur gehalten werden kann. Der Gießkopf 12 weist einen Körperabschnitt 12a auf, von dem aus sich Abzweige 12b zu T-förmigen Endabschnitten 12c erstrecken. Am Ende der T-förmigen Abschnitte 12c des Gießkopfes 12 befinden sich die Formeingüsse 11 (s. Fig. 3). Die Formeingüsse 11 sind jeweils, wie in Fig. 3 zu erkennen ist, mit einem Teil 10 verbunden. Die Abtrennstation 18 umfasst vier Abtrennvorrichtungen 19a-19d.
• In Fig. 2 sind die Abtrennstation 18 und die vier Abtrennvorrichtungen 19a-19d dargestellt. In der Mitte der Abtrennstation 18 befindet sich eine zentrale Spindel 22. Die zentrale Spindel 22 ist am Sockel der Abtrennstation 18 befestigt und erstreckt sich von diesem ausgehend in vertikaler Richtung (und senkrecht dazu). Die Spindel 22 weist eine Reihe von Öffnungen 22a auf, auf die der Körperabschnitt 22a des Gießkopfs 12 aufgesetzt wird. Die Abzweige 12b des Gießkopfs 12 werden zwischen die Abtrennvorrichtungen 19a-19d und die Positionierstifte 20 eingesetzt. Die Abtrennstation 18 weist acht Positionierstifte 20 auf. Die Positionierstifte 20 erstrecken sich vertikal und senkrecht zur horizontalen Ebene der Abtrennstation 18. An den Abtrennvorrichtungen 19a- 19d sind mittels entsprechender Befestigungsmittel, vorzugsweise Halteplatten 42a, Kniehebelklemmen 42 befestigt, die in der Zeichnung in ihrer "unteren" oder Halteposition dargestellt sind.
• In Fig. 3 ist zu erkennen, dass das Teil 10 am T-förmigen Abschnitt 12c des Gießkopfs 12 am Formeinguss 11 anhaftet. Der Gießkopf 12 befindet sich etwa 1 bis etwa 2 cm über der Abtrennvorrichtung, für den Fachmann ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, dass er auch in jeder anderen beliebigen Höhe angeordnet sein könnte. Die Abtrennvorrichtung 19a ist in Richtung des Pfeils "A" bewegbar, wobei die Bewegungslänge nicht kritisch ist, vorzugsweise aber höchstens etwa 5 cm beträgt. An der Abtrennvorrichtung 19a sind mittels (nicht dargestellter) Befestigungsmittel Positionierplatten 25 befestigt. Die Positionierplatten 25 weisen einen langgestreckten Abschnitt 26 auf, der sich in Richtung des Gießkopfs 12 erstreckt. Die Spitze 27 der Positionierplatte ist derart ausgelegt, dass sie mit dem T-förmigen Abschnitt 12c des Gießkopfs 12 in Berührung steht. Ein Antriebsmechanismus 28, der zum Beispiel mittels einer Feder 37 betätigt sein kann, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, greift automatisch an der Abtrennvorrichtung 19a an und bewegt diese in Richtung des Gießkopfs 12, bis die Spitze 27 der Positionierplatte 25 auf den T-förmigen Abschnitt 12c des Gießkopfs auftrifft. Die Vorrichtung 19a weist zwei Kammern 30 auf, die von zwei Aufnahmen 31 umgeben sind, die sich zu gegenüberliegenden Lippen 32 der Kammer hin verjüngen und eine Durchgangsöffnung 33 freilassen. Eine nockenbetätigte Klemmvorrichtung 35 ist mit einem zur Abtrennvorrichtung 19a gehörenden Betätigungszylinder 36 verbunden. Die nockenbetätigte Klemmeinrichtung 35 weist zwei am Schwenkpunkt 40 angebrachte Köpfe 38 auf. In unmittelbarer Nähe der Kammern 30 befindet sich jeweils ein Klingenpaar 60, 61 mit scharten Schneidflächen.
• Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, weisen die Positionierstifte 20 jeweils eine flache Nut 21 auf. In der flachen Nut 21 sind die Gießköpfe gehalten, die innerhalb der Nut unterschiedliche Durchmesser aufweisen können. Wie vorstehend bereits beschrieben wurde, wird der Gießkopf 12 in der Halteposition 23 in einer gewissen Höhe über der Abtrennvorrichtung 19a gehalten. Die Stifte sind mit einem Greifermechanismus 24 verbunden, der in einer für den Fachmann einsehbaren Weise durch (nicht dargestellte) Antriebsmittel betätigt wird, um die Stifte nach außen und voneinander weg auszufahren, wie dies durch den Pfeil "B" angedeutet ist. Bei dem Greifermechanismus 24 handelt es sich vorzugsweise um einen PHD-Parallelgreifer Serie 190 (PHD, Fort Wayne, Indiana). Mittels einer Kniehebelklemme 42, die sich entlang der vertikalen Achse in Richtung des Pfeils "C" bewegt und - wie in Fig. 2 dargestellt - durch Halteplatten 42a jeweils fest an den Abtrennvorrichtungen befestigt ist, wird der Gießkopf in eine Schneidposition 23a abgesenkt. Das Absenken des Gießkopfs 12 erfolgt derart, dass das Teil 10, wie in Fig. 5 dargestellt, in die Kammer 30 eingesetzt wird. Die Stifte 20 können jeweils wieder in ihre Ausgangsposition zurückgezogen werden.
• Fig. 6 und 7 zeigen die bevorzugten Messerkörper 60 und 61, die jeweils in für den Fachmann ohne weiteres ersichtlicher Weise mit Schrauben 64, 65 oder mittels anderer Befestigungsmittel an bewegbaren Blöcken 62, 63 befestigt sind. Die Blöcke 62, 63 bewegen sich seitlich in der durch die Pfeile "D" und "E" angedeuteten Richtung aufeinander zu und voneinander weg. Die Blöcke sind mit einem Pendel- oder Schwenkmechanismus 66 verbunden, der mittels Befestigungsstiften 67 mit einem Verbindungsgestänge 68 verbunden ist, das seinerseits mit einem pneumatisch, hydraulisch oder in anderer Weise mechanisch angetriebenen Betätigungszylinder 69 verbunden ist, wobei die durch den Schneidmechanismus 70 aufgebrachte Kraft ausreicht, die Teile in der gewünschten Weise abzutrennen, wie dies für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich ist. Die Messer 60, 61 weisen scharfe Klingenkanten 47 und integrierte obere Klingenanschläge 72 und untere Klingenanschläge 74 auf. Fig. 6 zeigt den bevorzugten Schneidemechanismus 70 in der geöffneten Stellung, in der er zur Aufnahme des (nicht dargestellten) Teils mit Gießkopf bereit ist. Fig. 7 zeigt den Schneidemechanismus 70 in der geschlossenen Stellung. Die scharfen Klingenkanten 47 treffen sich vorzugsweise mit einer Toleranz von etwa 1/40 mm in der Mitte der Schnittstelle zwischen dem Formeinguss 11/Teil 10 (wie in Fig. 3 dargestellt), wodurch das Teil 10 vom Gießkopf 12 abgetrennt wird.
• Einsetzbar in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jede Materialschneideeinrichtung mit gegenüberliegenden Schneidflächen. Um jedoch kleine Kunststoffteile präzise zu schneiden, weist der in Fig. 6 und 7 dargestellte bevorzugte Schneidemechanismus zwei sich gegenüberliegende Messer 60, 61 auf, deren gegenüberliegende Schneidkanten 47 zwischen oberen 72 und unteren 74 integrierten Klingenanschlägen angeordnet sind. Wenn die beiden gegenüberliegenden Schneidkanten aufeinander zu bewegt werden und das dazwischenliegende Teil durchschneiden, gelangen die sich gegenüberliegenden integrierten oberen 72 und unteren 74 Klingenanschläge schließlich aneinander in Anlage. Dann befinden sich die Schneidflächen 47 der beiden gegenüberliegenden Messerkörper 60 und 61 in ihrem präzisen Treffpunkt (Punktkontakt). Die integrierten oberen und unteren Klingenanschläge verhindern, dass die Klingen sich noch weiter auf die jeweils andere Schneidfläche zu bewegen oder diese beschädigen. Diese bevorzugte Konstruktion führt zu einem sauberen Schnitt an dem Teil und verringert das Risiko der Beschädigung des Gießkopfs oder des Überlappens der Klingen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform treffen sich die Messerklingen derart, dass sich zwischen ihnen im Bereich der dem Teil nächstliegenden zusammengeführten Klingen ein Winkel von etwa 180º bildet.
• Bei einer anderen Ausführungsform könnte eine Schneidfläche mit einem gegenüberliegenden Amboss zusammenwirken, der dann speziell so konstruiert sein müsste, dass er sich eng an eine Seite des abzutrennenden Teils anlegt. Auf diese Weise würden die Klinge und der Amboss so lange von gegenüberliegenden Seiten des dazwischen befindlichen Teils aufeinander zu bewegt werden, bis das Teil vom Gießkopf abgetrennt ist. Es versteht sich, dass entweder der Amboss oder die Klinge auch in einer festen Position verbleiben könnten, während das jeweils andere Teil, d. h. die Klinge oder der Amboss, zum Ausführen des Schnitts bewegt würde.
• Im Betrieb arbeiten die vier Abtrennvorrichtungen 19a-19d gleichzeitig. Der im folgenden unter Bezugnahme auf eine Vorrichtung beschriebene Arbeitsgang kann gleichzeitig mit allen vier Vorrichtungen ausgeführt werden. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, nimmt ein automatisch gesteuerter Roboterarm 16 einen Gießkopf aus einer offenen Form auf und setzt ihn für eine ausreichend lange Abkühlzeit auf eine Kühlplatte. Größe und Geometrie des Gießkopfs 12 sind wegen des ungleichmäßigen Schrumpfens während des Abkühlprozesses unterschiedlich. Anschließend nimmt der Roboterarm den Gießkopf 12 mit den daran anhaftenden Teilen 10 auf und positioniert ihn über der zentralen Spindel 22 und den Positionierstiften 20. Dann wird der Betätigungszylinder, wie ohne weiteres ersichtlich ist, automatisch und pneumatisch aktiviert, so dass er die Abtrennvorrichtung 19a vorwärts auf den Gießkopf 12 zu bewegt, wobei letzterer in einer Höhe von etwa 1 bis etwa 2 cm über der Abtrennvorrichtung 19a positioniert ist. Die genaue Höhe ist jedoch nicht kritisch. Der Gießkopf 12 muss nur so hoch über den Vorrichtungen stehen, dass die Vorrichtungen unter den feststehenden, hängenden Gießkopf 12 gleiten können. In dieser hängenden Position des Gießkopfs 12 gelangt die Spitze 27 des langgestreckten Abschnitts 26 der Positionierplatte 25 am T-förmigen Abschnitt 12c des Gießkopfs 12 in Anlage. Die Spitze 27 ist so dimensioniert, das sie sich sowohl in der Halteposition 23 als auch in der Schneidposition 23a mit dem T-förmigen Abschnitt 12c des Gießkopfs 12 in Anlage befindet. Um die Breite der Spitze 27 innerhalb angemessener Abmessungen zu halten, beträgt daher der ideale Abstand, in dem der Gießkopf 12 über den Vorrichtungen 19a-d von der zentralen Spindel 22 und den Stiften 20 gehalten wird, nur etwa 1 bis 2 cm. Die Spitze 27 der Positionierplatte 25 gelangt daher am T-förmigen Abschnitt 12c des Gießkopfs 12 in Anlage und verhindert jede weitere Vorwärtsbewegung der Abtrennvorrichtung 19a. Jetzt befindet sich das an der Formeinguss/Teile-Schnittstelle abzutrennende Teil 10 oberhalb und außerhalb der Zugangsöffnung 33 der Kammer 30. Unter Formeinguss/Teile-Schnittstelle ist der genaue Punkt zu verstehen, an dem das Teil 10 an den Formeinguss 11 angrenzt. Jetzt greift der Greifermechanismus 24 an den Positionierstiften 20 an und übt eine nach außen gerichtete Kraft auf die Stifte 20 aus. Die Stifte 20 bewegen sich vom Greifermechanismus 24 um eine Strecke von weniger als 1 cm, vorzugsweise zwischen 0,1 bis 1 cm, nach außen. Dadurch biegen die Stifte 20 die Gießkopfabzweige 12 ausreichend weit durch, so dass das am Gießkopf 12 anhaftende Teil 10 direkt über der Kammer 30 zu liegen kommt, s. Fig. 5. Wie in Fig. 2 und 4 zu sehen ist, werden die Kniehebelklemmen 42 von oberhalb des Gießkopfs 12 abgesenkt und gelangen am T- förmigen Abschnitt 12c des Gießkopfs 12 in Anlage, so dass sie den Gießkopf 12 von der Halteposition 23 in die Schneidposition 23a drücken. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass hierzu jeder Klemmmechanismus verwendbar ist, der auf den T-förmigen Abschnitt 12c des Gießkopfs 12 abgesenkt und von ihm fort bewegt werden kann. Gemäß Fig. 5 befindet sich das Teil 10 in der Schneidposition 23a innerhalb der Kammer 30. Die Stifte 20 sind am Gießkopf 12 in Anlage. Sobald das Teil 10 sich innerhalb der Kammer befindet, werden - wie in Fig. 8 zu erkennen ist - die Positionierstifte 20 in ihre Ausgangslage zurückgezogen und sind somit nicht mehr am Gießkopf 12 in Anlage, wie dies durch den jetzt zwischen den Stiften 20 und den Gießkopfabzweigen 12 in Fig. 8 sichtbaren Spalt 80 erkennbar ist. Die natürliche Biegsamkeit des Gießkopfabzweigs 12 erzeugt eine aus der Zugangsöffnung 33 der Kammer weg und zum Stift 20 hin gerichtete Kraft. Die Biegekraft unterstützt die Positionierung des Teils 10 in der Kammer, so dass es an den Lippen der Kammer in Anlage kommt. Um die richtige Positionierung des Teils 10 in der Kammer noch besser sicherzustellen und eine ausreichende Widerstandskraft am Teil 10 während des Abtrennvorgangs zu gewährleisten, werden die nockenbetätigten Klemmen 35 hydraulisch, durch mechanische Federkraft oder pneumatisch betätigt, so dass sie die Klemmenköpfe 38 gegen die Teile 10 drücken. Welcher nockenbetätigter Klemmmechanismus genau gewählt wird, ist nicht kritisch. Jetzt befindet sich das Teil 10 in der Schneidposition in gleichem Abstand zwischen den beiden sich gegenüberliegenden, vorzugsweise beheizten Messerklingen 60, 61. Die Messerklingen 60, 61 sind mit einem Block mit Hebelmechanismus 62, 63 verbunden und mit diesem in Eingriff (s. Fig. 6 und 7). Wie in Fig. 8 zu erkennen ist, werden die erwärmten Klingen 60, 61 mit ausreichender Kraft zusammengeführt, so dass sie das Teil 10 am Formeinguss 11 schnell und sauber vom Gießkopf 12 abtrennen. Nach Abschluss des Schneidevorgangs federt der abgetrennte Gießkopf 12 dank der Durchbiegung des Gießkopfs 12 von dem in der Kammer gehaltenen abgetrennten Teil 10 weg. Die erwärmten Messer 60, 61 können sich wahlweise, vorzugsweise mit pneumatisch gesteuerter Kraft und Geschwindigkeit, synchron aufeinander zu bewegen und fest schließen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung 19a dann mechanisch in die in Fig. 9 dargestellte Stellung zurückbewegt werden. Der Roboterarm 16 nimmt dann das abgetrennte Teil 10 aus der Kammer 30 auf. Es ist unter Umständen nicht unbedingt nötig, dass die Vorrichtung 19a sich in ihre "Ausgangs"-Stellung zurückbewegt. Es versteht sich, dass der Roboterarm so programmiert werden kann, dass er das abgetrennte Teil 10 in jeder gewünschten Position aus der Kammer 30 entnimmt.
• Die schnelle Federbewegung des abgetrennten Gießkopfs 12 vom Teil 10 weg verhindert, dass das Teil 10 und der Gießkopf 12 nach dem Schneidvorgang wieder aneinander anhaften oder dass "Ziehfäden" auftreten können. Nach dem Abtrennen oder dem Schneidevorgang wird die Kniehebelklemme 42 angehoben, und die Abtrennvorrichtung 19a wird (bei immer noch mittels der Klemmköpfe 38 in der Kammer 30 gehaltenem Teil 10) in eine vorbestimmte feste Position zurückbewegt, wodurch das Teil 10 in drei Richtungen präzise ausgerichtet wird. Das Roboter-Handhabungsgerät 16, das ursprünglich den Gießkopf 12 für die Abtrennvorrichtungen 19a-d bereitgestellt hat, kehrt zurück und ergreift sowohl den Gießkopf 12 als auch die abgetrennten Teile 10, die jetzt aus den Abtrennvorrichtungen 19a-d abtransportiert werden. Je nach Ausbildung des Gießkopfs 12 und der Teile 10 kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Gießkopf 12 von der zentralen Spindel 22 abgehoben, um eine bestimmte Gradzahl gedreht und auf andere Öffnungen 23 der Spindel 22 abgesenkt werden, um einen zweiten Teilesatz 10 zum Abtrennen an der Abtrennvorrichtung 19 bereitzustellen. Diese Drehung ist bei der in den Zeichnungen dargestellten Gießkopfausbildung erwünscht, weil, wie für den Fachmann ersichtlich ist, an den Enden des Gießkopfs 12 an beiden enden des T-förmigen Abschnitts 12c jeweils ein Teil 10 vorhanden ist.
• Der für die Bewegung der Abtrennvorrichtung in die Schneideposition erforderliche geringe Druck wird von einer luftbetätigten Einrichtung, vorzugsweise einem Druckluftzylinder bereitgestellt. Allerdings kann die Kraft, wie für den Fachmann ersichtlich, durch beliebige geeignete Mittel, zum Beispiel auf hydraulische, elektrische oder sonstige Weise bereitgestellt werden. Diese Position ist variabel, und ein leichter Druck kann auch von einer mit dem Betätigungszylinder 28 ausgerichteten Feder 37 (s. Fig. 5) erzeugt werden. Durch diesen Druck wird die Vorrichtung 19a in der endgültigen Schneideposition bezüglich der Teile 10 positioniert. Es ist nicht von kritischer Bedeutung, ob die Vorrichtung vor oder nach dem Durchbiegen der Gießkopfabzweige 12 durch die Stifte 20 in ihre Position unterhalb der Teile 10 gebracht wird.
• In Fig. 7 und 8 liegt die Schneidposition des Teils 10 fest, da Klemmarme (42 in Fig. 2, hier jedoch nicht dargestellt) vertikal abwärts auf den T-förmigen Abschnitt 12c der unmittelbar neben den Teilen 10 befindlichen Gießkopfabzweige 12b wirken. Bei der in Fig. 2 dargestellten Klemme 40 kann es sich, wie für den Fachmann ersichtlich ist, um jede beliebige Klemmeinrichtung handeln, vorzugsweise jedoch um die unter der Bezeichnung DE-STA-CO Modell 812 (DE-STA-CO, Troy, Michigan 48007) im Handel erhältliche Kniehebelklemme. Die Kniehebelklemme 42 ist nahe an den Abzweigen 12c des Gießkopfs 12 positioniert und drückt die beiden benachbarten Abzweige gleichzeitig nach unten. Dadurch werden die Teile 10 präzise in der vertikalen Ebene ausgerichtet, während die Kammer 30 und die horizontalen nockenbetätigten Klemmköpfe 38 das Teil 10 präzise in der horizontalen Ebene ausrichten.
• Es versteht sich, dass die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren zum Abtrennen von Teilen von Gießköpfen aus den unterschiedlichsten Materialien, einschließlich Kunststoff, eingesetzt werden können. Der Kunststoff kann entweder von duroplastischer oder thermoplastischer Art sein. Besonders bevorzugte Kunststoffe für das Gießen kleiner optischer Komponenten sind Styrol und Acryle.

Claims (7)

1. Verfahren zum Abtrennen eines Gussteils (10) von einem Gießkopf (12) am Formeinguss bzw. an der Teileschnittstelle in einer Vorrichtung mit ersten und zweiten, einander gegenüberliegenden Klingenkanten (47), die auf einer ersten und zweiten Seite des Formeingusses bzw. der Teileschnittstelle angeordnet sind, mit folgenden Schritten:

- Verbringen des Gießkopfes (12), der an einem Eingussbereich anhaftende Gussteile (10) aufweist, in engen Kontakt mit einer bewegbaren Gusstrennvorrichtung (19); und

- Ineingriffbringen der Klingenkanten (47) derart, dass die Schneidflächen gegeneinander und durch den Formeinguss bzw. die Teileschnittstelle in Bewegung gebracht werden, bis sie eine vorbestimmte Stoppstelle erreichen;

gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Positionieren des Gießkopfes (12) mit dem Gussteil (10) relativ zur Gusstrennvorrichtung (19) durch

- Bereitstellen in der Vorrichtung einer Schneidkammer (30) zum Festhalten des Gussteils (10), wobei die Kammer (30) eine Zugangsöffnung (33) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie Formeinguss (11) und Gussteil (10) aufnimmt;

- Ineingriffbringen von Positionierstiften (20), so dass sie die Außenfläche des Gießkopfes (12) kontaktieren, und Zuführen von ausreichend Kraft, um den Gießkopf (12) nach innen gegen die bewegbare Gusstrennvorrichtung (19) zu verbiegen;

- Bewegen der Gusstrennvorrichtung (19) in eine Richtung, in der das Gussteil (10) senkrecht über der Kammer (30) zu liegen kommt;

- Ineingriffbringen einer ersten Klemme (42), um das Gussteil senkrecht in der Kammer (30) festzuklemmen;

- Ineingriffbringen einer zweiten Klemme (38), um Horizontalkraft zuzuführen und das Gussteil weiter in der Kammer (30) auszurichten; und

- Sauberes Abtrennen des Gussteils (10) vom Gießkopf (12).

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:

- Herausholen des abgetrennten Gussteils aus einer bestimmbaren Stelle in der Kammer (30) mittels einer wiederholbar automatisierten Einrichtung.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussteil (10) aus einem warmgehärteten Material besteht.

4. Vorrichtung zum Abtrennen eines Gussteils (10) von einem Gießkopf (12) am Formeinguss bzw. an der Teileschnittstelle mit folgenden Komponenten:

- einem automatisierten Mechanismus (8, 16), welcher zum Verbringen des Gießkopfes (12), der an einem Formeinguss anhaftende Gussteile (10) aufweist, in engen Kontakt mit einer bewegbaren Gusstrennvorrichtung (19) dient und erste und zweite, einander gegenüberliegende Klingenkanten (47) aufweist, die auf einer ersten und zweiten Seite des Formeingusses (11) angeordnet sind; und

- einer Doppelklingen-Schneidvorrichtung (60, 61), die gegeneinander und

- durch den Formeinguss bzw. die Teileschnittstelle bis zu einer vorbestimmten Stoppstelle bewegt werden, um das Gussteil (10) sauber vom Gießkopf zu trennen;

gekennzeichnet durch

- eine Kammer (30) für das Gussteil (10), wobei die Kammer (30) eine Zugangsöffnung (33) aufweist, durch die ein Teil des Formeingusses (11) und des Gussteils (10) verläuft;

- eine Greifervorrichtung (24), welche die Positionierstifte (20) mit der Außenfläche des Gießkopfes (12) in Eingriff bringt, wodurch der Gießkopf (12) gebogen wird;

- einen Antriebsmechanismus (28), welcher die Gusstrennvorrichtung (19) in eine Richtung bewegt, in der das Gussteil senkrecht über der Kammer (30) zu liegen kommt;

- eine erste Klammer (42), die den Gießkopf (12) senkrecht in die Schneidstellung niederdrückt und das Gussteil in der Kammer (30) ausrichtet;

- eine zweite Klammer (35, 38), welche Horizontalkraft zuführt, um das Gussteil (10) gegenüber der Zugangsöffnung (33) in der Kammer (30) auszurichten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klingenkanten (47) abgeschrägte Messerkanten sind, die sich treffen und einen Winkel von etwa 180º über den Bereich der zusammengeführten Klingen bilden, die dem Gussteil (10) am nächsten liegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der automatisierte Mechanismus ein Roboterarm (16) ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klingenkanten (47) integrierte Messeranschläge aufweisen, um den Kontakt der gegenüberliegenden Klingenkanten sicherzustellen.