Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung einer Mehrzahl von Formteilen mit einer Kavitätenplatte, welche eine Mehrzahl von Kavitäten aufweist, deren Innenkontur zumindest einem Abschnitt der Außenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, und einer Kernplatte, welche eine Mehrzahl von Kernen aufweist, deren Außenkontur zumindest einem Abschnitt der Innenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, wobei die Kavitätenplatte und die Kernplatte relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Position, in welcher jeder Kern jeweils in einer Kavität angeordnet ist, und einer offenen Position, in welcher kein Kern innerhalb einer Kavität angeordnet ist, hin- und herbewegbar sind, wobei in der geschlossenen Position von jeder Kavität und dem darin angeordneten Kern ein Formraum zur Aufnahme einer plastifizierten Schmelze gebildet wird, wobei jedem Formraum ein Halsbackenpaar aus zwei Halsbacken zugeordnet ist, wobei die Innenkontur des Halsbackenpaares einem Abschnitt der Außenkontur des herzustellenden Formteils entspricht, wobei das Halsbackenpaar an der Kernplatte angeordnet ist und zwischen einer Halteposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares miteinander in Kontakt stehen, und einer Freigabeposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares nicht miteinander in Kontakt stehen, hin und her bewegt werden kann.

Das Spritzgießen ist eines der wichtigsten Verfahren zur Herstellung von Formteilen. Hierbei wird die im Allgemeinen ursprünglich als Pulver oder Granulat vorliegende Formmasse erhitzt, plastifiziert und unter hohem Druck in ein entsprechendes Formwerkzeug gedrückt. Die Formmasse erstarrt in dem Formwerkzeug und wird anschließend als Formteil aus dem geöffneten Werkzeug entnommen.

Unter Formteilen werden beispielsweise Behälter oder Vorformlinge verstanden, die in weiteren Bearbeitungsschritten zum gewünschten Objekt weiterverarbeitet werden. Ein Beispiel eines Vorformlings ist ein Hohlkörpervorformling zur Herstellung von PET-Flaschen. Die vorliegende Erfindung wird am Beispiel eines solchen Hohlkörpervorformlings erläutert, sie kann aber prinzipiell auch mit anderen Formteilen verwendet werden.

Handelsübliche PET-Flaschen werden im Allgemeinen durch Streckblasformen eines Hohlkörpervorformlings hergestellt. Dabei wird der Hohlkörpervorformling in einem ersten Schritt mittels Spritzgießen erstellt. Das sich an den Spritzgießvorgang anschließende Streckblasformen erfolgt dann in einem weiteren Herstellungsschritt. Dabei ist es durchaus üblich, dass die Orte für die einzelnen Herstellungsschritte räumlich deutlich auseinanderfallen. So wird beispielsweise der Hohlkörpervorformling an einem ersten Standort produziert, verpackt und zu einer zweiten Produktionsstätte versendet, an welcher das Streckblasformen stattfindet.

In den letzten Jahren geht der Trend dahin, die Hohlkörpervorformlinge in einer Produktionsstraße vom Spritzgießen bis zum fertigen Produkt zu prozessieren. Dies spart einerseits Zeit- als auch Transportkosten, andererseits bietet das Prozessieren der Vorformlinge am Produktionsstandort die weiteren Vorteile, dass Energie und Platz eingespart wird, da beispielsweise zusätzliche Sortierer oder andere Maschinen für das Handling der Vorformlinge entfallen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Streckblasfähigkeit des Vorformlings verbessert wird, da dieser durch den vorangegangen Spritzgießprozess noch gleichförmig durchgewärmt ist und daher nur noch ein Temperieren des Vorformlings jedoch kein erneutes Erwärmen erforderlich ist. Auch bei aseptischen Anwendungen bietet ein Produktionsstandort den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeit der Kontamination reduziert wird. Dafür sind aus dem Stand der Technik bereits Produktionsstraßen bekannt, die neben dem eigentlichen Spritzgießwerkzeug auch Vorrichtungen zur Weiterbehandlung wie Beschichtung o- der Streckblasformen der Hohlkörpervorformlinge aufweisen.

Problematisch ist an dieser Stelle jedoch, die Vorformlinge von einem Maschinenabschnitt zum nächsten Maschinenabschnitt zu transportieren. Werden die mit dem Spritzgießwerkzeug hergestellten Vorformlinge beispielsweise unsortiert auf ein Förderband ausgegeben, so ist bei dem nächsten Produktionsschritt eine erneute Ausrichtung der hergestellten Vorformlinge notwendig. Dies kostet wiederum zusätzliche Zeit, die insbesondere bei der Produktion von mehreren Tausend Vorformlingen innerhalb kürzester Zeit so gering wie möglich gehalten werden sollte.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Spritzgießwerkzeug zur Verfügung zu stellen, mit welchem möglichst effizient Formteile hergestellt und für einen weiteren Bearbeitungsprozess zur Verfügung gestellt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung einer Mehrzahl von Formteilen mit einer Kavitätenplatte, welche eine Mehrzahl von Kavitäten aufweist, deren Innenkontur zumindest einem Abschnitt der Außenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, einer Kernplatte, welche eine Mehrzahl von Kernen aufweist, deren Außenkontur zumindest einem Abschnitt der Innenkonturen der herzustellenden Formteile entspricht, wobei die Kavitätenplatte und die Kernplatte relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Position, in welcher jeder Kern jeweils in einer Kavität angeordnet ist, und einer offenen Position, in welcher kein Kern innerhalb einer Kavität angeordnet ist, hin- und herbewegbar sind, wobei in der geschlossenen Position von jeder Kavität und dem darin angeordneten Kern ein Formraum zur Aufnahme einer plastifizierten Schmelze gebildet wird, wobei jedem Formraum ein Halsbackenpaar aus zwei Halsbacken zugeordnet ist, wobei die Innenkontur des Halsbackenpaares einem Abschnitt der Außenkontur des herzustellenden Formteils entspricht, wobei das Halsbackenpaar an der Kernplatte angeordnet ist und zwischen einer Halteposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares miteinander in Kontakt stehen, und einer Freigabeposition, in welcher die beiden Halsbacken des Halsbackenpaares nicht miteinander in Kontakt stehen, hin und her bewegt werden kann, wobei die Kerne und die Kavitäten auf einer gekrümmten Bahn angeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Spritzgießwerkzeug arbeitet in einer bevorzugten Ausführungsform nach dem Prinzip eines aus dem Stand der Technik bekannten Vertikalwerkzeuges. Vertikal bedeutet, dass die Kernplatte auf einer vertikalen Achse oberhalb oder unterhalb der Kavitätenplatte angeordnet ist, sodass wenn die Kavitätenplatte und/oder die Kernplatte auf der gemeinsamen Achse bewegt werden, die Kerne, die auf der Kernplatte angeordnet sind, in die Kavitäten der Kavitätenplatte eintauchen, wenn sich die Kavitätenplatte und die Kernplatte aufeinander zu bewegen.

In der geschlossenen Position des Spritzgießwerkzeuges ist dann in jeder Kavität der Kavitätenplatte ein Kern der Kernplatte angeordnet. Dabei sind Kern und Kavität so ausgestaltet, dass der Kern die Kavität nicht vollständig ausfüllt, sondern sich zwischen Kavität und Kern der sogenannte Formraum ausbildet, der mit einer plastifizierten Schmelze gefüllt wird und die Form des Formteils bestimmt.

Halsbackenpaare werden typischerweise zur Ausformung eines Gewindes eines Formteils verwendet. Um das Formteil nach erfolgtem Spritzgießen zu entformen, ist es notwendig, das Formteil aus dem Formraum zu entnehmen, beispielsweise indem der Formkern aus der Kavität bewegt wird und die Halsbackenpaare das Formteil von dem Formkern abstreifen bevor die Halsbackenpaare in eine Freigabeposition auseinanderfahren, und das Formteil frei wird.

Zur Entnahme der Formteile aus dem Spritzgießwerkzeug ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Kernplatte in der offenen Position um eine Schwenkachse verschwenkbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine Entnahmevorrichtung vorgesehen, welche in der offenen Position zwischen der Kernplatte und der Kavitätenplatte bewegbar ist und dafür vorgesehen ist, eine Mehrzahl von hergestellten Formteilen von den Kernen oder den Kavitäten zu entnehmen.

In der offenen Position befindet sich kein Kern innerhalb einer Kavität, sodass es möglich ist, dass eine Entnahmevorrichtung zwischen die Kernplatte und die Kavitätenplatte bewegt wird. Diese Entnahmevorrichtung kann beispielsweise unterhalb der Kernplatte positioniert werden und die mit dem Spritzgießwerkzeug hergestellten Formteile, die noch an den Kernen haften, entnehmen und einem weiteren Bearbeitungsschritt oder einer Transportvorrichtung zuführen. Alternativ könnten die hergestellten Formteile, die sich noch in den Kavitäten befinden, auch von der Entnahmevorrichtung angesaugt werden.

Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass sich die Kernplatte und die Kavitätenplatte zumindest so weit auseinander bewegen lassen, dass eine Entnahmevorrichtung zwischen die Kernplatte und die Kavitätenplatte geführt werden kann.

Die Anordnung der Kerne und Kavitäten auf einer gekrümmten Bahn bietet zudem den Vorteil, dass die Entnahmevorrichtung an einer zentralen Position in dem Spritzgießwerkzeug angeordnet werden kann und somit alle Kerne bzw. Kavitäten zur Entnahme der Formteile innerhalb kurzer Zeit erreichbar sind. Die Entnahmevorrichtung ist in einer Ausführungsform dabei so ausgestaltet, dass mit der Entnahmevorrichtung mehrere Formteile gleichzeitig entnehmbar sind.

Eine Bewegung der Kern- oder Kavitätenplatten über die Bewegung zwischen der geschlossenen und offenen Position hinaus ist erfindungsgemäß nicht notwendig, da die Entnahmevorrichtung die Formteile aus dem Spritzgießwerkzeug an weitere Prozesseinrichtungen übergibt. Dies bietet den Vorteil, dass das Spritzgießwerkzeug stationär ausgebildet sein kann, wodurch beispielsweise die Zuführung der plastifizierten Schmelze deutlich vereinfacht wird, da die Zuführleitungen nicht bewegt werden müssen. Dies erleichtert die Abdichtung des Heißkanals, es treten weniger Leckagen auf und der Heißkanal ist in der Fertigung weniger komplex, da keine Drehdurchführung notwendig ist.

In einer weiteren Ausführungsform sind zwei Schieberelemente vorgesehen, welche derart angeordnet und konfiguriert sind, dass jeweils eine Halsbacke des Halsbackenpaares mit dem einen Schieberelement zusammenwirkt, während die andere Halsbacke des Halsbackenpaares mit dem anderen Schieberelement zusammenwirkt, sodass bei der Bewegung des Spritzgießwerkzeuges von der geschlossenen Position zu der offenen Position durch eine Bewegung der Schieberelemente die Halsbacken von ihrer verbundenen Position in die Freigabeposition bewegt werden.

Dabei ist es möglich, dass ein Schieberelement auch gleichzeitig Halsbacken von mehreren beispielsweise benachbarten Halsbackenpaaren betätigt, sodass durch die Bewegung eines Schieberelementes mehrere Halsbacken gleichzeitig bewegt werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist auch denkbar, dass jedem Formraum zwei einzelne Schieberelemente zugeordnet sind, die nur das Halsbackenpaar des jeweiligen Formraums bewegen. So kann ein Entformungsprozess für jeden Formraum einzeln erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform sind die Schieberelement in den Halsbackenpaaren integriert, d.h. die Halsbackenpaare weisen selbst eine entsprechende Möglichkeit auf, die Halsbacken relativ zueinander zu bewegen.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kerne und die Kavitäten auf einem Kreisbogen angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Schieberelemente kreisbogenförmig sind. Dies bietet den Vorteil, dass eine Entnahmevorrichtung, die im Mittelpunkt eines solchen Kreisbogens angeordnet ist, alle Formteile, die in einem Paar aus Kavität und Kern hergestellt worden sind, gleich schnell erreichen kann. Dafür ist beispielsweise nur eine Drehbewegung der Entnahmevorrichtung notwendig. Ein individuelles Anfahren jedes Kern-Kavitäten-Paares ist somit nicht erforderlich, wodurch Zeit eingespart werden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann auch die Schwenkachse der Kernplatte im Mittelpunkt des Kreisbogens angeordnet sein.

Die Bewegungsachse der Schieberelemente entspricht dabei einer radialen Richtung des Kreisbogens. Dies bietet den Vorteil, dass die Schieberelemente sich nicht gegenseitig in ihrer Bewegung behindern, wenn sie von der verbundenen Position in die Freigabeposition bewegt werden.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Kerne und die Kavitäten auf einem Kreisbogen mit einem Mittelpunktswinkel angeordnet, wobei der Mittelpunktswinkel <180° und vorzugsweise <120° ist. So wird sichergestellt, dass eine Bewegung der Schieberelemente nicht durch benachbarte Paare von Kavitäten und Kernen behindert wird. Zudem bietet das Spritzgießwerkzeug damit eine Seite, an welcher keine Kerne bzw. Kavitäten angeordnet sind, sodass hier die hergestellten Formteile besonders einfach entnommen werden können, wenn die Entnahmevorrichtung in einem Mittelpunkt des Kreisbogens oder die Kernplatte um eine zentrale Schwenkachse im Mittelpunkt des Kreisbogens verschwenkbar angeordnet ist.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Kerne und die Kavitäten auf zwei konzentrischen Kreisbögen mit unterschiedlichem Radius angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass mehr Formräume auf gleicher Fläche zur Verfügung gestellt werden können, sodass in einem Spritzgießvorgang mehr Formteile produziert werden können.

In einer weiteren Ausführungsform ist in diesem Fall eine Entnahmevorrichtung derart ausgestaltet und eingerichtet, dass die Entnahmevorrichtung sowohl Formteile von Kavitäten oder Kernen auf dem äußeren Kreisbogen als auch von Kavitäten oder Kernen auf dem inneren Kreisbogen entnehmen kann. Dies geschieht indem die Entnahmevorrichtung an den Radius des jeweiligen Kreisbogens angepasst wird. Insbesondere wenn die Entnahmevorrichtung mehrere einzelne Entnahmeelemente aufweist, wobei jedes Entnahmeelement ein Formteil entnimmt, kann der Radius der Entnahmevorrichtung beispielsweise geändert werden, indem entweder einzelne oder alle Entnahmeelemente beweglich angeordnet sind und somit auf Kreisbögen mit gleichen Radien wie die Kreisbögen, auf denen die Kerne bzw. Kavitäten angeordnet sind, angeordnet werden können. Beispielsweise kann jedes zweite Entnahmeelement derart ausfahrbar sein, dass es von dem inneren Kreisbogen auf den äußeren Kreisbogen gebracht werden kann, oder die Bogenlänge eines Kreisbogens, auf welchem die Entnahmeelemente angeordnet sind, ist durch bewegliche Entnahmeelemente an den Radius der konzentrischen Kreisbögen anpassbar.

Die Anpassbewegung der Entnahmeelemente wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform automatisch durch die Bewegung der Entnahmevorrichtung zwischen die Kavitätenplatte und die Kernplatte eingeleitet. Wird die Entnahmevorrichtung aus dem Zwischenraum der Kavitätenplatte und der Kernplatte wieder wegbewegt, können die Entnahmeelemente automatisch wieder auf einem bestimmten Ausgangsradius zurückbewegt werden.

Dies bietet den Vorteil, dass mit der gleichen Entnahmevorrichtung die Formteile von beiden konzentrischen Kreisbögen entnommen werden können.

In einer weiteren Ausführungsform spannen Enden der Kavitäten oder Kerne, die gemeinsam auf einem äußeren Kreisbogen der konzentrischen Kreisbögen angeordnet sind, eine erste Ebene auf, wobei Enden der Kavitäten oder Kerne, die gemeinsam auf einem inneren Kreisbogen der konzentrischen Kreisbögen angeordnet sind, eine zweite Ebene aufspannen, wobei die erste und die zweite Ebene parallel und in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Kavitäten bzw. Kerne auf den beiden unterschiedlichen Kreisbögen höhenversetzt angeordnet sind. So können beispielsweise die Kavitäten bzw. Kerne auf dem inneren Kreisbogen im Vergleich zu denen auf dem äußeren Kreisbogen tiefer liegend angeordnet sein.

Eine solche Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Schieberelemente, die ebenfalls auf den jeweiligen Kreisbögen angeordnet sind, sich nicht gegenseitig in ihrer Bewegung behindern, sondern ein Schieberelement der Kern-Kavitäten-Paare auf dem inneren Kreisbogen über ein Schieberelement der Kern-Kavitäten-Paare auf dem äu ßeren Kreisbogen bewegt werden kann oder umgekehrt.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Heißkanal vorgesehen, welcher einen Eingang zur Aufnahme einer plastifizierten Schmelze und mehrere Ausgänge zur Abgabe der plastifizierten Schmelze an die Kavitäten aufweist, wobei der Heißkanal derart angeordnet ist, dass der Eingang in einem Mittelpunkt des Kreisbogens angeordnet ist, wobei jeder Kavität ein Heißkanalabschnitt zugeordnet ist, welcher sich von einer in der Kavität vorgesehenen Pforte zu dem Eingang erstreckt, wobei vorzugsweise alle Heißkanalabschnitte gerade und gleich lang sind. Diese Anordnung lässt sich bei auf einem Kreisbogen angeordneten Kavitäten bzw. Kernen besonders leicht realisieren, indem der Eingang des Heißkanals im Mittelpunkt des Kreisbogens angeordnet ist. So wird sichergestellt, dass der Abstand des Eingangs des Heißkanals zu den einzelnen Kavitäten überall gleich ist. In diesem Fall sind wenig oder gar keine Umlenkungen und auch keine Kreuzungen oder Anordnungen auf unterschiedlichen Ebenen im Heißkanal notwendig, der Druckverlust im Heißkanal ist geringer und es muss weniger Volumen im Heißkanal geführt werden. Des Weiteren können Rohrheizkörper zum Temperieren des Heißkanals derart um den Heißkanal angeordnet werden, dass es auch zu keinen Kreuzungen der Rohrheizkörper untereinander oder mit den Heißkanalabschnitten kommt, sodass eine sehr homogene Temperaturverteilung im Heißkanal sichergestellt wird. Damit hat die plastifizierte Schmelze auch in jedem Formraum die gleiche Temperatur, da zu jedem Formraum die gleiche Wegstrecke zurückgelegt werden muss und damit eine identische Abkühlung erfolgt. Dies wiederum führt zu einer höheren Homogenität innerhalb der hergestellten Formteile, die bei einem Spritzgießvorgang hergestellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform bilden die Paare aus Kavität und zugeordnetem Kern zwei Gruppen, wobei sich die Innenkontur der Kavität und/oder die Außenkontur des Kerns der einen Gruppe von der Innenkontur der Kavität und/oder von der Außenkontur des Kerns der anderen Gruppe unterscheidet. So können in einem Spritzgießvorgang Formteile mit unterschiedlichen Konturen hergestellt werden.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges ist eine Transferkette mit Greifelementen zum Halten eines hergestellten Formteils vorgesehen. Dabei ist die Kernplatte derart ausgebildet, dass mit der Kernplatte die hergestellten Formteile in der offenen Position von den Kernen an die Greifelemente übergeben werden können oder die Entnahmevorrichtung ist derart ausgebildet, dass mit der Entnahmevorrichtung die hergestellten Formteile in der offenen Position von den Kernen oder aus den Kavitäten entnommen werden können und den Greifelementen übergeben werden können.

Dies bietet den Vorteil, dass die hergestellten Formteile nicht ungeordnet beispielsweise auf ein Förderband fallen, sondern von den Greifelementen in einer definierten Position gehalten werden. Damit ist ein erneutes Einsortieren der hergestellten Formteile vor dem nächsten Bearbeitungsschritt entbehrlich, sodass Zeit eingespart werden kann.

Im Falle eines Spritzgießwerkzeuges mit Kavitäten und Kernen, die auf zwei konzentrischen Kreisbögen angeordnet sind kann die Transferkette ebenfalls zweireihig ausgeführt sein, sodass Formteile des einen Kreisbogens an die erste Reihe der Transferkette übergeben werden und Formteile des anderen Kreisbogens an die zweite Reihe der Transferkette. Bei der Anordnung der Kreisbögen auf parallelen, beabstandeten Ebenen können insbesondere die Reihen der Transferkette ebenfalls auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein oder die Reihen der Transferkette sind auf einer Ebene angeordnet und der Höhenunterschied der entnommenen Formteile aufgrund der unterschiedlichen Ebenen der Kreisbögen wird von der Entnahmevorrichtung ausgeglichen.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Transferkette zumindest einen Transferkettenabschnitt auf, in welchem die Greifelemente auf einer Geraden angeordnet sind und wobei mit der Entnahmevorrichtung die hergestellten Formteile innerhalb dieses Transferkettenabschnitts den Greifelementen übergeben werden können.

Durch die Verwendung einer separaten Entnahmevorrichtung, die sich zwischen der Kavitätenplatte und der Kernplatte sowie der Transferkette bewegt, ist eine Bewegung der Kavitäten- und Kernplatte über eine Bewegung zwischen der geschlossenen und offenen Position hinaus nicht erforderlich, um die hergestellten Formteile zu der Transferkette zu befördern.

Aber auch wenn die Kernplatte verschwenkbar angeordnet ist, um die Formteile an die Transferkette zu übergeben, so ist während dem eigentlich Spritzgießvorgang, also wenn die Paare aus Kavitäten und Kernen in der geschlossenen Position angeordnet sind, keine Bewegung des Spritzgießwerkzeuges vorgesehen. In einer Ausführungsform werden daher alle Formräume des Spritzgießwerkzeuges gleichzeitig mit der plastifizierten Schmelze befüllt, während das Spritzgießwerkzeug keine Bewegung vollführt.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Weiterbehandlungselement vorgesehen, wobei die Entnahmevorrichtung die aus dem Spritzgießwerkzeug entnommenen Formteile an das Weiterbehandlungselement übergibt und wobei das Weiterbehandlungselement die Formteile an die Transferkette übergibt. Bei dieser Ausführungsform können beispielsweise die Formteile in dem Weiterbehandlungselement zunächst weiter abkühlen, bevor sie weiteren Bearbeitungsschritten zugeführt werden. Des Weiteren ist denkbar, dass die produzierten Formteile in dem Weiterbehandlungselement temperiert, beschichtet, umgeformt, entkeimt, bedruckt, mit Druck beaufschlagt, bestrahlt, befüllt, verschlossen, beschriftet, vermessen, auf die Qualität kontrolliert, gereinigt, chemisch behandelt, verpackt, gewogen, neu ausgerichtet, sortiert, aussortiert oder (zwischen-)gela- gert werden. Darüber hinaus können die hergestellten Formteile auch in einem weiteren Spritzgießvorgang mit einem anderen Kunststoff ergänzt werden, wenn beispielsweise Formteile mit unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt werden sollen. In einer weiteren Ausführungsform sind die Kerne und die Kavitäten auf einem Kreisbogen angeordnet, wobei die Entnahmevorrichtung kreisbogenförmig ausgestaltet ist und durch eine Drehbewegung, vorzugsweise um einen Mittelpunkt des Kreisbogens, zwischen die Kavitätenplatte und die Kernplatte bewegt wird. Die Drehbewegung bietet darüber hinaus den Vorteil, dass eine Übergabe der Formteile an einen Abschnitt einer Transferkette möglich ist, auf welcher die Greifelemente in einer Linie angeordnet sind.

Damit die Entnahmevorrichtung eine Drehbewegung vollführen kann, muss sichergestellt sein, dass der Raum zwischen Kavitäten- und Kernplatte frei ist und nicht beispielsweise durch Holme stückweise begrenzt wird. Derartige Holme, die sich zwischen der Kavitätenplatte und der Kernplatte erstrecken, kommen häufig bei Vertikalwerkzeugen zum Einsatz, um die Positionierungsgenauigkeit der Kerne gegenüber den Kavitäten zu erhöhen und damit Verschleiß der Werkzeugteile durch Reibung zu minimieren. Die Holme würden jedoch eine Drehbewegung der Entnahmevorrichtung behindern, sodass es sich bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges um ein holmenloses Werkzeug bzw. insgesamt um eine holmenlose Spritzgießmaschine handelt.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Kernplatte und die Kavitätenplatte derart zueinander bewegbar ausgestaltet, dass die Kernplatte auch während dem Spritzgießvorgang in der Kavität bewegt wird, sodass beispielsweise sehr dünnwandige Formteile, insbesondere dünnwandige Behälter hergestellt werden und damit Materialkosten eingespart werden können. Das allgemeine Prinzip dieses Spritzgießens dünnwandiger Formteile ist in der EP 2 483 050 B1 beschrieben.

Darüber hinaus wird das der Erfindung zugrunde liegende Problem durch ein Spritzgießsystem mit mindestens einem Spritzgießwerkzeug gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und einem Extruder gelöst, wobei der Extruder über einen Schmelzekanal mit dem Spritzgießwerkzeug verbunden ist, sodass in einem Betrieb des Spritzgießsystems die plastifizierte Schmelze von dem Extruder in das Spritzgießwerkzeug geleitet wird.

In einer Ausführungsform ist dabei der Formraum in der geschlossenen Position der Kavitätenplatte und der Kernplatte stationär gegenüber dem Extruder angeordnet. Dies bietet den bereits beschriebenen Vorteil, dass kein Anschluss zwischen einem sich bewegendem Bauteil, beispielsweise dem Formraum, und dem Heißkanal geschaffen werden muss, um die plastifizierte Schmelze in den Formraum zu leiten. Derartige Anschlüsse sind zu einen komplex in der Herstellung und zum anderen anfällig für Leckagen. Indem der Formraum in der geschlossenen Position stationär gegenüber dem Extruder angeordnet ist, das Spritzgießwerkzeug während dem Spritzgießvorgang, in dem vorzugsweise alle Formräume gleichzeitig befüllt werden, also keine Bewegung vollführt, können diese Nachteile vermieden werden. In einer weiteren Ausführungsform weist das Spritzgießsystem mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge sowie den mindestens zwei Spritzgießwerkzeugen zugeordnete Einspritzzylinder auf, wobei die mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge über einen Schmelzekanal mit dem Einspritzzylinder verbunden sind, wobei die Einspritzzylinder über mindestens einen weiteren Schmelzekanal mit dem Extruder verbunden sind, wobei in einem Betrieb des Spritzgießsystems die Einspritzzylinder abwechselnd von dem Extruder mit der plastifizierten Schmelze versorgt werden, sodass entweder das eine der mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge in der geschlossenen Position ist und das andere Spritzgießwerkzeug der mindestens zwei Spritzgießwerkzeuge in der offenen Position ist oder umgekehrt.

Es versteht sich, dass auch mehr als zwei Spritzgießwerkzeuge in einem System zusammengefasstwerden können. Die Beschickung von zwei oder mehr Spritzgießwerkzeugen mit einem Extruder bietet den Vorteil, dass der Extruder kontinuierlich plastifizierte Schmelze produzieren kann. Wird hingegen nur ein Spritzgießwerkzeug befüllt, muss die Extrusion immer wieder gestoppt werden bis der Spritzgießvorgang im Werkzeug abgeschlossen ist und von neuem beginnen kann. Stehen zwei oder mehr Spritzgeißwerkzeuge zur Verfügung, kann das eine Werkzeug mit plastifizierter Schmelze beschickt werden, während das andere Werkzeug bereits befüllt ist und der Spritzgießvorgang beendet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten werden anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren deutlich. Gleiche Bauteile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges in einer Draufsicht.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Auschnittes des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges zu verschiedenen Zeitpunkten des Entformungsvorgangs.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges mit getrennten Schieberelementen.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung des Heißkanals einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges. Figur 5 zeigt die schematische Darstellung aus Figur 4 mit zusätzlichen Rohrheizkörpern, die um dem Heißkanal angeordnet sind.

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges, wobei die Kerne bzw. Kavitäten auf zwei konzentrischen Kreisbahnen angeordnet sind.

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges.

Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges mit Weiterbehandlungselement.

Figur 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießsystem zu einem ersten Verfahrenszeitpunkt.

Figur 10 zeigt das Spritzgießsystem aus Figur 8 zu einem zweiten Verfahrenszeitpunkt.

Figur 11 zeigt das Spritzgießsystem aus Figur 8 zu einem dritten Verfahrenszeitpunkt.

Das erfindungsgemäße Spritzgießwerkzeug, welches in Figur 1 in einer Draufsicht dargestellt ist, weist eine Kavitätenplatte 2 mit einer Mehrzahl von Kavitäten 3 sowie eine Kernplatte 4 mit einer Mehrzahl von Kernen 5 auf. Wie dem Querschnitt eines Werkzeugsausschnittes in Figur 2 zu entnehmen ist, werden die Kavitäten 3 der Kavitätenplatte 2 über einen Heißkanal 9 mit plastifizierter Schmelze versorgt, um eine Mehrzahl von Vorformlingen 1 herzustellen, wenn die Kerne 5 in der geschlossenen Position des Werkzeuges in den Kavitäten 3 angeordnet sind (Fig. 2 links).

In Figur 2 rechts ist das Spritzgießwerkzeug in einer offenen Position dargestellt, d.h. es ist kein Kern 5 innerhalb einer Kavität 3 angeordnet. Wird hingegen die Kavitätenplatte 2 bzw. die Kernplatte 4 relativ zu der jeweils anderen Platte in eine geschlossene Position bewegt, so ist in jeder Kavität 3 ein Kern 5 angeordnet, sodass ein Formraum zur Aufnahme der plastifizierten Schmelze gebildet wird (Figur 2 links).

Gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind die Kerne 5 und die Kavitäten 3 auf einer Kreisbahn 6 angeordnet. Eine Entnahmevorrichtung 14 ist kreisbogenförmig ausgestaltet und kann in der offenen Position der Kernplatte 4 und der Kavitätenplatte 2 durch eine Drehbewegung zwischen die beiden Platten 2, 4 bewegt werden, um die hergestellten Vorformlinge 1 von den Kernen 5 oder den Kavitäten 3 zu entnehmen. Wenn dies erfolgt ist, gibt die Entnahmevorrichtung 14 die Vorformlinge 1 an eine Transferkette 12 weiter. Die Transferkette 12 transportiert die hergestellten Vorformlinge zu einem nachfolgenden Maschinenabschnitt, in welchem die Vorformlinge 1 weiterbearbeitet werden.

Die Transferkette 12 weist zu diesem Zweck Greifelemente auf, mit welchen die hergestellten Vorformlinge 1 gehalten werden. Dadurch ist ein Einsortieren der hergestellten Vorformlinge 1 im nachfolgenden Bearbeitungsschritt nicht notwendig, sondern die Vorformlinge 1 werden direkt in der richtigen Orientierung an den nachfolgenden Bearbeitungsschritt weitergegeben.

Die Transferkette 12 weist zudem einen Transferkettenabschnitt auf, in welchem die Greifele- mente, wie den Figuren zu entnehmen ist, auf einer Geraden angeordnet sind. Die Entnahmevorrichtung 14 übergibt die hergestellten Vorformlinge 1 in den in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsformen innerhalb dieses Transferkettenabschnitts den Greifelementen.

Das Spritzgießwerkzeug gemäß den gezeigten Ausführungsformen weist weiterhin Halsbackenpaare 15,16 auf, die jedem Paar aus Kern 5 und Kavität 3 zugeordnet und an der Kernplatte 4 angeordnet sind und deren Innenkontur ein Innengewinde aufweist, wobei die Innenkontur einem Abschnitt der Außenkontur des herzustellenden Vorformlings 1 entspricht.

Dabei ist das Halsbackenpaar 15, 16 mithilfe von Schieberelementen 7, 8 zwischen einer Halteposition, in welcher die beiden Halsbacken 15, 16 des Halsbackenpaares miteinander in Kontakt stehen, und einer Freigabeposition, in welcher die beiden Halsbacken 15, 16 des Halsbackenpaares nicht miteinander in Kontakt stehen, hin- und herbewegbar. In den beiden linken Abbildungen der Figur 2 befinden sich die Schieberelemente 7, 8 bzw. die Halsbackenpaare 15, 16 in der Halteosi- tion. In der zweiten Abbildung von rechts der Figur 2 vollführen die Schieberelemente 7, 8 hingegen eine Bewegung, die die Halsbackenpaare 15, 16 von der Halteposition und die Freigabeposition verschiebt, die in der rechten Abbildungen der Figur 2 gezeigt ist.

Der Spritzgießvorgang läuft also so ab, dass zunächst der Kern 5 vollständig in der Kavität 3 angeordnet ist und eine plastifizierte Schmelze in der Formraum eingefüllt wird. Sobald die plastifizierte Schmelze zu erstarren beginnt, wird die Kernplatte 4 von der Kavitätenplatte 2 wegbewegt, wobei zunächst der Vorformling noch von dem Halsbackenpaar 15, 16 am Formkern 5 gehalten wird. Wenn der Formkern 5 aus der Kavität 3 geführt ist, vollführen die Schieberelemente 7, 8 eine Bewegung, die die Halsbackenpaare 15, 16 von der Halteposition in die Freigabeposition bewegt, sodass der Vorformling 1 entnommen werden kann.

Die Schieberelemente 7, 8 sind derart ausgestaltet, dass ein Schieberelement 7 jeweils mit einer Halsbacke 15 eines Halsbackenpaares zusammenwirkt, während die andere Halsbacke 16 des Halsbackenpaares mit dem anderen Schieberelement 8 zusammenwirkt. Dabei bewegt gemäß der in den Figuren 1 sowie 4 bis 6 gezeigten Ausführungsformen ein Schieberelement 7 mehrere Halsbacken 15, 16 verschiedener Halsbackenpaare, sodass mit einer Bewegung der Schieberelemente 7, 8 mehrere Halsbackenpaare von ihrer Halteposition in die Freigabeposition oder umgekehrt bewegt werden.

Im Gegensatz dazu ist in Figur 3 eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher jedem Paar aus Kern 5 und Kavität 3 zw. dem daraus gebildeten Formraum einzelne Schieberelemente 7, 8 zugeordnet sind. Damit bewirkt jedes Schieberelement 7, 8 nur eine Bewegung einer einzigen Halsbacke 15, 16, sodass das Öffnen der Halsbackenpaare unabhängig von den benachbarten Paaren aus Kern 5 und Kavität 3 erfolgt.

Die Schieberelemente 7, 8 werden bei der Öffnungsbewegung in radialer Richtung zu der Kreisbahn 6 bewegt, wobei die Schieberelemente 7, 8 derart ausgestaltet sind, dass sie sich nicht gegenseitig in ihrer Bewegung behindern. Zu diesem Zweck sind die Schieberelemente 7, 8 kreisbogenförmig ausgeführt.

Darüber hinaus sind die Kerne 5 und die Kavitäten 3 auf einem Kreisbogen 6 derart angeordnet, dass ein Mittelpunktswinkel des Kreisbogens 6 kleiner als 180° ist. Hierdurch wird vor allem sichergestellt, dass ein Paar aus Kern 5 und Kavität 3 die Öffnungsbewegung der Schieberelemente 7, 8 nicht behindert, wenn die Bewegung der Schieberelement, wie beispielsweise in Figur 1 dargestellt, nicht in radialer Richtung zu der Kreisbahn 6 erfolgt.

In Figur 4 ist gezeigt, wie die Kavitäten 3 mit dem Heißkanal 9 verbunden sind, um eine plastifizierte Schmelze in die Formräume zu leiten, wenn sich das Spritzgießwerkzeug in seiner geschlossenen Position befindet.

Zu diesem Zweck weist der Heißkanal 9 einen Eingang 10 zur Aufnahme der plastifizierten Schmelze sowie mehrere Ausgänge 11 zur Abgabe der plastifizierten Schmelze an die Kavitäten 3 auf, wobei der Heißkanal 9 derart ausgestaltet ist, dass jeder Kavität 3 ein Heißkanalabschnitt 9‘ zugeordnet ist. Zudem ist der Eingang 10 des Heißkanals im Mittelpunkt des Kreisbogens 6 angeordnet.

Der Heißkanalabschnitt 9‘ erstreckt sich von dem Eingang 10 des Heißkanals 9 zu einer in der Kavität 3 vorgesehenen Pforte zum Eintritt der plastifizierten Schmelze. Durch die Anordnung des Eingangs 10 des Heißkanals 9 im Mittelpunkt des Kreisbogens 6 sind alle Heißkanalabschnitte 9‘ gleich lang. Dies hat den Vorteil, dass die plastifizierte Schmelze beim Eintritt in die Kavitäten 3 bei jeder Kavität den gleichen Umgebungseinflüssen ausgesetzt ist. Dies führt wiederum zu einer höheren Homogenität innerhalb eines Spritgießvorgangs hergestellter Vorformlinge 1 .

In Figur 5 ist zudem gezeigt, wie Rohrheizkörper 17 um den Heißkanal 9 angeordnet sind, um die Temperatur im Heißkanal 9 homogen zu halten. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Heißkanals 9 bietet den Vorteil, dass die Rohrheizkörper 17 schlangenförmig um die Heißkanalabschnitte 9‘ angeordnet werden können, wodurch es zu keinen Kreuzungen der Rohrheizkörper untereinander oder mit den Heißkanalabschnitten 9‘ kommt, sodass eine sehr homogene Temperaturverteilung im Heißkanal 9 sichergestellt wird

In der Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges dargestellt, wobei die Kerne 5 und die Kavitäten 3 auf einer Ebene auf zwei konzentrischen Kreisbögen 6, 6‘ mit unterschiedlichen Radien angeordnet sind.

Dabei ist ein zusätzliches Schieberelement 8‘ vorgesehen, welches sowohl die Halsbackenpaare der Paare aus Kernen 5 und Kavitäten 3 bewegt, die auf der äußeren Kreisbahn 6 angeordnet sind, als auch die Halsbackenpaare der Paare aus Kavitäten 3 und Kernen 5, die auf der inneren Kreisbahn 6‘ angeordnet sind.

Zum Entformen der hergestellten Vorformlinge 1 werden daher in einer Ausführungsform zunächst die Schieberelemente 8‘ und 8 von dem Schieberelement 7 entfernt, sodass die Vorformlinge 1 auf der äußeren Kreisbahn 6 entformt werden können und anschließend werden die Schieberelemente 7 und 8‘ von dem Schieberelement 8 entfernt, sodass die hergestellten Vorformlinge 1 auf der inneren Kreisbahn 6‘ entformt werden können. Der Entformungsprozess der Vorformlinge 1 auf dem äußeren Kreisbogen 6 erfolgt also zeitversetzt zu dem Entformungsprozess der Vorformlinge 1 auf dem inneren Kreisbogen 6‘.

Die entfernten Vorformlinge 1 werden mithilfe der Entnahmevorrichtung 14 auch bei dieser Ausführungsform an eine Transferkette 12 weitergeleitet. Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform besteht die T ransferkette 12 jedoch aus zwei parallelen Bahnen, auf welchen jeweils Greifelemente zur Aufnahme der Vorformlinge 1 angeordnet sind. Dabei werden die Vorformlinge 1 der äußeren Kreisbahn 6 auf einer anderen Bahn der Transferkette 12 angeordnet als die Vorformlinge 1 der inneren Kreisbahn 6‘.

Alternativ können, wie in Figur 7 dargestellt, die Schieberelemente 7, 8 der konzentrischen Kreisbögen 6, 6‘ auch auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein, sodass sowohl den Kavitäten 3 und Kernen 5 auf der inneren Kreisbahn 6‘ als auch den Kavitäten 3 und Kernen 5 auf der äußeren Kreisbahn 6 jeweils Paare aus Schieberelementen 7, 8, 7‘, 8‘ zugeordnet sind und ein Entformen der Vorformlinge 1 gleichzeitig erfolgen kann, indem ein Schieberelement 7, 8, welches der äußeren Kreisbahn 6 zugeordnet ist, über ein Schieberelement 7‘, 8‘, welches der inneren Kreisbahn 6‘ zugeordnet ist, bewegt werden kann.

Zudem können beispielsweise auf der inneren Kreisbahn 6‘ die Innenkonturen der Kavitäten 3 und/oder die Außenkonturen der Kerne 5 anders ausgestaltet sein als auf der äußeren Kreisbahn 6, sodass in der geschlossenen Position ein anderer Formraum gebildet wird und Vorformlinge 1 mit einer anderen Au ßen- und Innenkontur hergestellt werden. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Vorformlinge, die in dem oberen rechten Quadranten des Spritzgießwerkzeuges hergestellt werden, eine andere Außenkontur aufweisen, als Vorformlinge 1 , die in dem oberen linken Quadranten des Spritzgießwerkzeuges hergestellt werden. Bei beiden Ausführungsformen werden in einem Spritzgießvorgang unterschiedliche Vorformlinge 1 hergestellt.

In Figur 8 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeuges dargestellt, wobei das Spritzgießwerkzeug im Wesentlichen dem in Figur 1 gezeigten Spritzgießwerkzeug entspricht, außer dass die Entnahmevorrichtung 14 die hergestellten Vorformlinge nicht direkt an die Transferkette 12 übergibt, sondern zunächst an ein Weiterbehandlungselement 13, in welchem die hergestellten Vorformlinge 1 beispielsweise weiter gekühlt oder anderweitig nachbehandelt werden. Das Weiterbehandlungselement 13 übergibt dann die weiterbehandelten Vorformlinge 13 an die Transferkette 12.

In den Figuren 9 bis 11 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spritzgießsystems mit zwei Spritzgießwerkzeugen, einem Extruder 18 und zwei den Spritzgießwerkzeugen zugeordneten Einspritzzylindern 19, 20 gezeigt.

Der Extruder 18 ist über Schmelzekanäle 21 mit den Einspritzzylindern 19, 20 verbunden. Die Verbindung ist durch Ventile 22 derart ausgestaltet, dass entweder der eine Einspritzzylinder 19, 20 mit plastifizierter Schmelze versorgt wird oder der andere Einspritzzylinder 20, 19.

In Figur 9 ist der Fall gezeigt, dass der Einspritzzylinder 19 des linken der beiden Spritzgießwerkzeuge gerade mit plastifizierter Schmelze befüllt wird, während die im Spritzgießwerkzeug hergestellten Vorformlinge 1 mithilfe der Entnahmevorrichtung 14 an die Transferkette 12 übergeben werden. Das linke Spritzgießwerkzeug befindet sich also zu dem in Figur 9 dargestellten Verfahrenszeitpunkt in der offenen Position. Das rechte der beiden Spritzgießwerkzeuge befindet sich hingegen in der geschlossenen Position und wird durch den Einspritzzylinder 20 mit plastifizierter Schmelze versorgt. In Figur 10 ist dann der Verfahrenszeitpunkt dargestellt, zu welchem der Einspritzvorgang in dem rechten Spritzgießwerkzeug abgeschlossen ist, d.h. der Einspritzzylinder 20 vollständig entleert ist. Bei dem linken Spritzgießwerkzeug sind zudem alle hergestellten Vorformlinge 1 an die Transferkette 12 übergeben.

In Figur 11 ist dann das entsprechend umgekehrte Verhalten zu Figur 8 dargestellt. Der Einspritzzylinder 20 des rechten Spritzgießwerkzeuges wird befüllt, während die in diesem Werkzeug hergestellten Vorformlinge mit Hilfe der Entnahmevorrichtung 14 des rechten Spritzgießwerkzeuges an die Transferkette 12 übergeben werden. Zu diesem Zweck findet sich das rechte Werkzeug in seiner offenen Position. Gleichzeitig erfolgt bei dem linken Spritzgießwerkzeug ein neuer Einspritzvorgang, d.h. das linke Werkzeug befindet sich in seiner geschlossenen Position.

So kann ermöglicht werden, dass mit dem Extruder 18 ohne Unterbrechung plastifizierte Schmelze extrudiert wird und so innerhalb kürzerer Zeit mehr Vorformlinge 1 mit höherer Qualität hergestellt werden können.

Bezugszeichen Vorformling Kavitätenplatte Kavität Kernplatte Kern gekrümmte Bahn/ äußerer Kreisbogen ‘ innerer Kreisbogen , 8, 7‘, 8‘ Schieberelemente Heißkanal ‘ Heißkanalabschnitt 0 Eingang Heißkanal 1 Ausgang Heißkanal 2 Transferkette 3 Weiterbehandlungselement 4 Entnahmevorrichtung 5,16 Halsbacken 7 Rohrheizkörper 8 Extruder 9,20 Einspritzzylinder 1 Schmelzekanal 2 Ventil