Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Spritzgiessformen, insbesondere Verdeckelungsvor- richtungen für Spritzgiessformen zum Herstellen von Scharnierverschlüssen.

Aus dem Stand der Technik sind Verdeckelungsvorrichtungen (Verdeckler) zum Verdeckein von Scharnierverschlüssen innerhalb einer Spritzgiessform bekannt. Neben Ausführungsformen, die erst nach dem Öffnen der Spritzgiessform von der Seite her einfahren, sind Verdeckelungsvorrichtungen bekannt, die in der Spritzgiessform integriert sind. Diese integrierten Verdeckelungsvorrichtungen sind in den Formhälften versenkt angeordnet und verbleiben in der Spritzgiessform wenn diese schliesst. Ein Vorteil der integrierten Verdeckelungsvorrichtungen besteht darin, dass diese eine kürzere Zykluszeit ermöglichen, da schon während dem Auffahren der Spritzgiessform verdeckelt werden kann. Ausserdem sind wesentlich weniger lange Fahrwege notwendig, was sich ebenfalls positiv auf die Zykluszeit auswirkt.

US4340352 der Fa. Global Precision Inc. wurde 1 982 publiziert und bezieht sich auf eine von der Seite her einfahrenden Verdeckelungsvorrichtung. Eine über ein Scharnier mit einem Deckel unterteil verbundene Kappe wird über einen Stift angehoben. Anschliessend fährt von der Seite ein an einem Schlitten montierter Schliessarm ein. Dieser hebt über eine Kulissenscheibe gesteuert die Kappe an und schliesst diese.

WOO228622A der Fa. Schoettli AG wurde 2002 publiziert und betrifft eine Vorrichtung, die nach dem Öffnen eines Spritzwerkzeuge mit mehreren Kavitäten in Aktion tritt. Die Verschlussunterteile werden auf einem Kern sitzend zunächst nur wenig aus ihren Kavitäten herausgehoben. Die über ein Scharnier mit dem Verschlussunterteil verbundenen Verschlussoberteile (Deckel) werden dabei komplett ausgestossen und freigestellt. Für das Schliessen der Deckel wird nach dem Öffnen der Form ein Rahmen zwischen die Formteile eingefahren. Am Rahmen sind Arme mit Seh Ii esswalzen angeordnet, mittels denen die Verschlüsse geschlossen werden können. Die Vorrichtung weist einen vergleichsweise komplizierten Aufbau auf.

US5744082A der Fa. Marland MoId Inc. wurde 1 998 publiziert und betrifft eine in einer Spritzgiessform integrierte Verdeckelungsvorrichtung. Ein beweglicher Teil der Kavität ist um eine Achse drehbar gelagert und kann nach geöffneter Form zum Schliessen der Kappe um 1 80° rotiert werden. Die Vorrichtung weist diverse Nachteile auf. Einerseits erfordert sie eine komplizierte Formtrennung. Anderseits kann der Verschluss beim Schliessen nicht aus- weichen. Aus diesem Grund ist diese Vorrichtung nur für gewisse Verschlussgeometrien einsetzbar.

EPl 38671 2 der Fa. BVA SRL. wurde 2004 publiziert und betrifft einen in einer Spritzgiessform integrierten Verdeckelungsmechanismus, der über Kurvenbahnen integriert ist. Der Verdeckelungsmechanismus ist beim Spritzgiessen kemseitig in einer der Formebenen inte- griert versenkt. Nach dem Öffnen der Form soll eine Schliessstange entlang einer Kulisse unter die Kappe bewegt werden, diese Anheben und dann Schliessen. Es ist nicht klar, mit welchem Mechanismus und wie die Stange bewegt werden soll.

Aus dem Stand der Technik sind Verdeckler bekannt, die in eine Spritzgiessform integriert sind. Sie weisen pro Verschlussreihe eine an den Enden gelagerte und auf einem fest defi- nierten Radius um eine Achse drehbare Schliessstange auf. Die Schliessstange und die Achse sind zudem mittels einem aussen gelagerten Schlitten parallel zur Haupttrennebene der Spritzgiessform seitlich verfahrbar. Bei geschlossener Spritzgiessform ist die Schliessstange in einer Nut angeordnet. Nach dem die Form genügend weit geöffnet ist, wird die Schliessstange durch Drehen um die Achse aus der Nut angehoben und mittels dem Schlitten unter die Kappen der vorgängig aus der Kernseite freigestellten Scharnierverschlüsse bewegt. An- schliessend werden die Verschlüsse durch Rotieren der Schliessstange um die Achse geschlossen. Ein Nachteil dieser Verdeckelungsvorrichtungen besteht darin, dass sie eine nur sehr beschränkte Flexibilität aufweisen. Ausserdem besteht ein Problem darin, dass die Schliessstange bei schnellen Zyklen nachschwingt und die Scharnierverschlüsse oder die Spritzgiessform Schaden erleiden kann.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu zeigen mittels denen innerhalb einer Spritzgiessform Montagevorgänge von mehrteiligen Kunststoffteilen möglich ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu zeigen mittels dem ein sehr effizientes Verdeckein von Scharnierverschlüssen möglich ist.

Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen definierte Erfindung gelöst.

In einer Ausführungsform dient die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Montieren von zwei oder mehr Kunststoffteilen innerhalb einer Spritzgiessform mit einer ersten und einer zweiten Formhälfte, welche entlang einer Trennebene in einer Öffnungsrichtung geöffnet werden kann.

Beim Montagevorgang kann es sich beispielsweise um ein Schliessen (Verdeckein) eines offen gespritzten Scharnierverschlusses handeln. Dabei wird ein Verschlussoberteil (Kappe), das über ein Scharnier mit einem Verschlussunterteil integral verbunden ist, mittels der Vorrichtung auf das Verschlussunterteil aufgesetzt und geschlossen.

Die Vorrichtung weist in der Regel eine Stange auf, die an mindestens einem Arm in einem festen oder variablen Abstand um eine Achse drehbar angeordnet ist. Die Vorrichtung weist eine Stellvorrichtung auf, welche zum Verstellen des Abstandes zwischen der Stange und der Achse dient. In der Regel findet die Verstellung des Abstandes zwischen Achse und Stange statt, während sich die Stange um die Achse dreht. Bei Bedarf kann alternativ oder als Ergänzung eine Bewegung in Längsrichtung der Stange überlagert werden. Ebenfalls besteht die Möglichkeit bei Bedarf eine weitere Dreh- oder Translationsbewegung zu überlagern.

In einer Ausführungsform weist der Arm, an dem die mindestens eine Stange befestigt ist, eine Linearführung auf, entlang derer die Stange mittels der Stellvorrichtung in radialer Richtung oder versetzt dazu verschiebbar ist.

Eine Möglichkeit besteht darin, eine oder mehrere Kulissenscheiben zum Verstellen des Abstandes zwischen der Stange und der Achse zu verwenden. Die Stange kann direkt mit der Kulissenscheibe zusammenwirken oder über Rollen oder Walzen gegenüber dieser abge- stützt sein, um die Reibung und den Abrieb zu minimieren.

Um ein Abheben der Stange zu vermeinen, kann die Stange mittels einer Feder gegen die mindestens eine Kulissenscheibe gepresst werden.

Bei Bedarf kann die Kulissenscheibe austauschbar gestaltet sein. Damit besteht die Möglichkeit, den Bewegungsablauf einfach anzupassen und zu optimieren. Im Unterschied zum Stand der Technik weist die erfindungsgemässe Vorrichtung eine wesentlich höhere Flexibilität auf.

Bei gewissen Montagevorgänge, z.B. beim Verdeckein von Scharnierverschlüssen, kann es vorteilhaft sein, wenn eine oder mehrere Stangen auf einem in etwa parallel zur Trennebene der Spritzgiessform verschiebbaren Schlitten angeordnet sind. Damit besteht die Möglichkeit, nach dem Öffnen der Spritzgiessform und dem Freistellen der zu verdeckelnden Verschlüsse, die Stange mittels dem Schlitten in eine optimale Position unterhalb der Kappe zu bewegen, bevor der Montagevorgang beginnt. Je nach Ausführungsform können die Kulissenscheiben auf dem Schlitten und/oder an einer der Formhälften angeordnet sein. Da die Kurvenschei- be sehr einfach und flexibel angepasst werden kann, können auch komplizierte Schliessab- läufe abgebildet werden.

Bei sehr dynamischen Vorgängen und ab einer gewissen freien Länge der Stange kann es von Vorteil sein, wenn mindestens ein mechanischer Anschlag vorhanden ist, welcher in einer definierten Position den Weg der Stange in mindestens einer Raumrichtung begrenzt. Der mindestens eine mechanische Anschlag kann zwischen zwei Kavitäten angeordnet sein, um die Stange in ihrer Endposition zu fangen, resp. abzubremsen und um ein Nachschwingen zu der Stange in ihrer Endposition zu vermeiden. Alternativ oder in Ergänzung kann der mechanische Anschlag einen Dämpfer beinhalten, welcher die Bewegung der Stange dämpft. Je nach Ausführungsform kann mindestens ein mechanischer Anschlag am Schlitten und/oder an einer der Formhälften angeordnet sein.

Bei Bedarf kann eine der Stangen mit einem Greifer ausgestattet sein, der zum Manipulieren der Kunststoffteile dient. Beispielsweise kann der Greifer als vorstehende Nase ausgebildet sein, die zumindest bereichsweise zum Führen eines Kunststoffteils geeignet ist. Bei Ver- Schlüssen mit einem hohen Ausguss kann die Nase der Greifer so ausgestaltet sein, dass er mit dem Verschluss wirkverbindbar ist, respektive kontrolliert an diesem einhängt, um ihn beim Schliessen gesteuert durch die Verstellvorrichtung über den Ausguss zu heben. Dadurch wird eine Kollision aktiv vermieden.

Um bei sehr dynamischen Vorgängen das Nachschwingen der Stange zu vermeiden, kann diese aus einem leichten und steifen Material gefertigt sein. Gute Resultate werden mit Faserverbundmaterialien, wie z.B. Kohlefasern erzielt. Die Stange kann auch als Rohr ausgebildet sein. Um eine bessere Kühlung zu erhalten, kann das Innere des Rohrs zum Durchführen eines Kühlmediums, z.B. Pressluft vorgesehen werden. Die Pressluft kann durch dafür vorgesehen Öffnungen gezielt an Stellen geleitet werden, die zusätzlich gekühlt werden müssen. Die Erfindung wird anhand der in den nachfolgenden Figuren beschriebenen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung in einer

Spritzgiessform von schräg oben;

Fig. 2 Details der Vorrichtung und der Spritzgiessform aus Figur 1 ;

Fig. 3 Die Vorrichtung in vergrösserter Darstellung von schräg hinten in einer Zwischenposition;

Fig. 4 Die Vorrichtung in vergrösserter Darstellung von schräg vorne in einer Zwischenposition.

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 von schräg oben. Figur 2 zeigt die Vorrichtung gemäss Figur I ₁ allerdings sind gewisse Teile ausgeblendet, damit der Aufbau der Vorrichtung besser zu erkennen ist. In den Figuren 3 und 4 ist die Vorrichtung 1 losgelöst von einer Spritzgiessform 2 und vergrössert dargestellt.

Die Vorrichtung 1 ist im Innern der Spritzgiessform 2, zwischen einer ersten und einer zwei- ten Formhälfte 3, 4, angeordnet. Im Innern sind Reihen von Kavitäten 23 zum Herstellen von Verschlüssen 6 zu erkennen.

Die Formhälften 3, 4 sind soweit auseinander gefahren, so dass die Vorrichtung 1 zum Einsatz kommen kann. Die Vorrichtung 1 ist dafür ausgelegt, dass sie auch bei geschlossener Form 2 im Innern der Form 2 verbleiben kann.

Die dargestellte Vorrichtung 1 dient zum Verschliessen (Verdeckein) von Scharnierverschlüssen 5, die auf einem Kern 6 der ersten Formhälfte 3 angeordnet und gegenüber dieser frei- gestellt sind. Eine entsprechend angepasste Vorrichtung mit einem entsprechend ähnlichen Aufbau kann z.B. auch zur Montage von mehrteiligen Komponenten vorgesehen werden. Bei Bedarf kann die Stange 1 0 oder Bereiche davon in eine oder mehrere Kavitäten integriert sein. Bei Bedarf kann die Stange selber oder an ihr befestigte Teile eine Aussenwand einer Kavität bilden. Die nur schematisch dargestellten Scharnierverschlüsse 5 weisen einen Verschlussunterteil 7 und einen Verschlussoberteil 8 (Kappe) auf, die über ein Scharnier 9 miteinander wirkverbunden sind. Die Vorrichtung 1 eignet sich für die unterschiedlichsten Typen von Scharnieren und ist nicht auf einen einzelnen Scharniertyp beschränkt.

In den Figuren 1 bis 4 sind jeweils zwei Reihen von Kavitäten 23 dargestellt. Pro Kavitäten- reihe ist eine Vorrichtung 1 mit einer Stange 1 0 vorgesehen, die parallel zu den Reihen von Kavitäten verläuft. Bei Bedarf können die Stangen 1 0 auch zwischen den Armen 1 1 abgestützt, respektive gelagert werden, um die freie Länge zu reduzieren. Eine Vorrichtung 1 weist in der Regel eine Stange 1 0 auf die in der gezeigten Ausführungsform an beiden Enden durch Arme 1 1 gehalten ist. Die Arme 1 1 ihrerseits sind auf einem Schlitten 1 2 parallel zu einer Trennebene 14 (y-Richtung) der Spritzgiessform 2 verschiebbar und um eine Achse 1 3 drehbar angeordnet. Der Schlitten 1 2 kann entlang einer Führungsschiene 1 5 verschoben werden. Die Führungsschiene ist hier gegenüber der einen Formhälfte fest angeordnet. Bei gewissen Ausführungsformen kann auf den Schlitten 1 2 verzichtet werden. Eine Stellvorrichtung 1 6, die hier durch eine Kurvenscheibe 1 7 umfasst, dient zum Verschieben der Stan- ge 1 0 bei deren Drehung um die Achse 1 3 in radialer Richtung entlang der Arme 1 1 . Zu diesem Zweck sind die Enden der Stange 1 0 in Linearlagern 1 8 gehalten. Die Enden der Stange 1 0 sind als Vierkant ausgebildet, welche ein ungewolltes Verdrehen der Stange 1 0 gegenüber den Armen 1 1 vermeiden. Die Kurvenscheiben 1 7 sind hier feststehend am Schlitten 1 0 angebracht. Über Federn 1 9 werden die Stange 1 0 von aussen gegen die Kur- venscheibe 1 7 gepresst. Bei Bedarf kann auch einen aussen oder eine innen und eine aussen angeordnete Kurvenscheibe (nicht näher dargestellt) verwendet werden. In den Figuren 3 und 4 ist der Schlitten 1 2 mit der Stellvorrichtung 1 6 und der Stange 1 0 vergrössert dargestellt.

Durch die Form der Kurvenscheibe 1 7 wird der Abstand zwischen der Stange 1 0 und der Achse 1 3 (strichpunktierte Linie) abhängig vom Drehwinkel um die Achse 1 3 definiert. Durch anpassen der Kurvenscheibe 1 7 kann sehr einfach der Schliessvorgang optimiert werden. Beispielsweise besteht die Möglichkeit die Verschlussoberteile 8 mittels an der Stange 1 0 angebrachten Greifern 20 zu ergreifen und geführt auf den Verschlussunterteil 7 aufzusetzen. In der gezeigten Ausführungsform sind die Greifer 20 als nasenförmige Elemente ausgestaltet, die an die Stange 1 0 geschraubt sind. Die Greifer 20 sind so ausgestaltet, dass sie in eine Öffnung des Verschlussoberteils 8 einhängen und den Verschlussoberteil auf einem durch die Kurvenscheibe 1 7 definierten Weg über den Verschlussunterteil 7 führen.

Wie zu erkennen ist, sind die Kurvenscheiben 1 7 innen liegend angeordnet und die Arme 1 1 greifen zwischen die Kurvenscheibe 1 7 und den Schlitten 1 2. Der Antrieb der Arme 1 1 erfolgt über ein Ritzel 21 und eine gegenüber dem Schlitten 1 2 verschiebbare Zahnstange 22.

Gegenüber der Figur 1 ist in Figur 2 der Schlitten 1 2 in minus y-Richtung verschoben, so dass die Stange 1 0 und die Greifer 20 unterhalb dem Verschlussoberteil 8 zu liegen kommen. Anschliessend wir die Zahnstange 22 gegenüber in plus y-Richtung gegenüber dem Schlitten 1 2 verschoben, so dass die Arme 1 1 über die Ritzel 21 angetrieben um die Achse 1 3 rotieren. Ab einem gewissen Winkel treten die Greifer 20 mit den Verschlussoberteilen 8 in Wirkverbindung und leiten diese auf kontrollierte Art und Weise von der Offenstellung in die Schliessstellung über.

Die Bewegung der Stange 1 0 und dem Arm 1 1 um die fix angeordnete Kurvenscheibe 1 7, sowie Antrieb mittels der Zahnstange 22 und dem Ritzel 21 sind in Figur 4 schematisch durch die Pfeile pl , p2 und p3 dargestellt. Indem die Zahnstange 22 gegenüber dem Schiit- ten 1 2 verschoben wird, wird das Ritzel 21 angetrieben, welches die Bewegung auf die am Schlitten 1 2 um die Achse 1 3 drehbar gelagerten Arme 1 1 übertragen. Die Arme 1 1 bewegen die Stange 1 0 entlang der feststehend angeordneten Kurvenscheibe 1 7. Durch die Feder 1 9 wird die Stange 1 0 gegen die Kurvenscheibe gepresst. Infolge des variablen Durch- messers der Kurvenscheibe 1 7 ändert der Abstand der Stange 1 0 zur Achse 1 3 als Funktion der Form der Kurvenscheibe 1 7. Ein Vorteil der gezeigten Ausführungsform besteht im schlanken und einfachen Aufbau, der sich sowohl innerhalb einer Spritzgiessform als auch ausserhalb anordnen lässt. Durch die Austauschbare Kurvenscheibe kann der Verlauf sehr einfach eingestellt werden.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Spritzgiessform

3 Erste Formhälfte

4 Zweite Formhälfte

5 Schamierverschluss

6 Kern

7 Verschlussunterteil

8 Verschlussoberteil

9 Scharnier

10 Stange

1 1 Arm

1 2 Schlitten

1 3 Achse

14 Trennebene

1 5 Führungsschiene

1 6 Stellvorrichtung

1 7 Kurvenscheibe

18 Linearlager

1 9 Feder

20 Greifer

21 Ritzel

22 Zahnstange

23 Kavität