用于注射成型具有嵌件的模制件的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于注射成型具有嵌件的模制件的装置。

背景技术

这种装置的普通形式从DE 31 35 259 A1中已知。

该装置是一种注射成型装置，具有由两个半模组成的具有模腔的模具。通过该模具将金属轴作为嵌件插入所述模腔中并且用塑料包覆成型，用于生产塑料齿轮。在模具打开时通过弹出器弹出由注射成型生产的模制件，位于模腔和弹出器之间的圆柱形嵌件与位于模腔中并且已包覆注入的嵌件同轴地布置，通过弹出器的进给运动弹出模制件，同时将嵌件插入模腔中被弹出的包覆注入的嵌件的位置。因此，“弹出模制件”和“插入嵌件”两个操作的持续时间明显缩短，因为在插入的嵌件的作用下，弹出器的移动首先导致弹出已注射成型的模制件，随后插入的嵌件本身被推入模腔。

在根据DE 31 35 259 A1的这种已知装置中，在垂直或倾斜于垂直方向延伸的储藏匣的进给通道中，多个嵌件处于就绪状态。在这些进给通道中，嵌件轴向平行于弹出器叠置地排列成排，以便嵌件在重力作用下向位于进给通道下端的弹出站方向移动，其中嵌件与弹出器对齐。为了装载带有嵌件的储藏匣，储藏匣通过柔性线路连接到分离装置。

为了确保根据DE 31 35 259 A1已知装置的安全运行，建议将气动工作缸的活塞杆分配给储藏匣进给通道的上端，使堆叠在位于储藏匣进给通道中的杆状嵌件上的活塞杆在工作位置对顶部的嵌件施加进给压力。这是为了防止嵌件在不利情况下堵塞其沿进给通道的路径。

在根据DE 31 35 259 A1已知装置中，在模具中可以实现多个模腔，其中每个单独的模腔需要接收嵌件的储藏匣。

根据DE 31 35 259 A1的这种已知装置的缺点在于，尽管活塞杆作用在储藏匣进给通道中的顶部的嵌件上，但不能排除嵌件卡住的情况。

此外，US 4 443 173 A还描述了一种注射成型具有嵌件的模制件的装置，其中以法兰连接到模具的漏斗用嵌件无序地填充，其中漏斗端部平行转为多个通道，每个通道都终止在模具的模腔中。嵌件滑出漏斗，分别滑入通道，其中以机械装置控制嵌件进给进入相应模腔，该机械装置通过关闭模具的两个半模来激活。

在根据US 4 443 173 A的已知装置中，在嵌件进入分配给模腔的相应通道时也不能排除嵌件卡住。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种上述类型的装置，高度可靠地防止嵌件在储藏匣中卡住，而注射成型模制件的总加工时间仍然较短。

所述目的通过具有权利要求1特征的装置实现。

这种用于注射成型具有嵌件的模制件的装置包括：

-模具，其具有两个半模和至少一个模腔，

-嵌件装载装置，其具有至少一个嵌件推杆，所述嵌件推杆用于在所述至少一个模腔中的定位嵌件，

-至少一个储藏匣，其具有并排布置成排的嵌件，其中嵌件与所述至少一个嵌件推杆对齐；以及

-嵌件进给通道，其终止在至少一个模腔中，并且与所述至少一个嵌件推杆对齐的嵌件可以通过所述嵌件推杆从所述至少一个储藏匣中推入所述嵌件进给通道。

根据本发明规定：

-所述储藏匣具有水平对齐的嵌件接收面，所述嵌件接收面具有用于嵌件的相邻的存储位置，其中所述存储位置具有与所述嵌件轮廓相匹配的存储轮廓，

-储藏匣具有装载区域，所述装载区域具有自由进入的至少一个存储位置，所述存储位置用于用嵌件机械地装载所述装载区域；以及

-为了将嵌件定位在与嵌件推杆对齐的存储位置，存储在装载区域中的至少一个嵌件可以通过移位装置向相邻嵌件的方向移动，其中所述嵌件接收面上的嵌件可以被相继推到相应的相邻存储位置。

在根据本发明的装置中，储藏匣的嵌件接收面机械用嵌件装载到为此目的设置的存储位置，其中所述嵌件接收面相对于模具水平对齐，由此明显降低嵌件卡住的风险。为了确保单个嵌件在嵌件接收面上的安全位置，并且同时允许每个嵌件被推到直接相邻的存储位置，当释放与嵌件接收面上的嵌件推杆对齐的存储位置时，所述存储位置具有与所述嵌件的轮廓相匹配的存储轮廓。

嵌件接收面的水平对齐允许在嵌件接收面的平面中布置多个模腔。因此，对于多个这种模腔，只需要一个储藏匣。

以功能可靠的方式将单个嵌件相继地进一步推入各自相邻的存储位置，相邻存储位置的距离优选设计成使得存储在这些相邻存储位置中的嵌件互相接触。在优选地具有圆形横截面的圆柱形嵌件中，这意味着相邻存储位置之间的距离对应于这种嵌件的直径。

由于嵌件接收面的水平对齐，嵌件接收面的装载可以以容易且快速地例如通过机器人机械地执行，因为储藏匣的装载区域是自由进入的，即例如装载区域超出于模具之外，并且因此通过机器人臂可以不受阻碍地到达。

为了防止嵌件在被进一步推入各自相邻的存储位置时被推动成相互叠置，根据进一步方案规定：

-所述储藏匣布置在固定的模制件中，

-所述储藏匣的嵌件接收面与所述固定的模制件的分隔壁一起形成储藏匣进口(Magazinschacht)，以及

-嵌件接收面和分隔壁之间的最小距离比所述嵌件垂直于分隔壁的延伸部分大几个1/10mm，特别是3/10mm至5/10mm。

这意味着例如在具有圆形横截面的圆柱形嵌件的情况下，所述嵌件接收面和所述分隔壁之间的最小距离仅比这种圆柱形嵌件的直径大几个1/10mm。

在本发明的进一步方案中，嵌件接收面具有由波谷和波峰形成的波形表面结构，其中波谷分别作为存储轮廓而与嵌件的轮廓相匹配。

波形表面结构的匹配以这样的方式进行，即波峰的半径至多等于波谷的半径，即表示凹陷的波谷不变得太平坦，从而防止嵌件滚出。

所提出的波形表面结构的替代方案包括锯齿形表面结构，其具有平缓的上升侧和陡峭的下降侧，其中嵌件分别被布置在作为嵌件接收表面上的与嵌件的轮廓相匹配的存储轮廓的陡峭的下降侧和平缓的上升侧之间。优选地，嵌件接收面的锯齿形表面结构的平缓的上升侧的角度在20°和30°之间。

本发明的另一个有利的进一步方案规定，

-所述模具具有至少一个另外的模腔，所述另外的模腔与至少一个模腔相邻布置在嵌件接收面的平面中，

-所述嵌件装载装置具有用于将嵌件定位在所述另外的模腔中的至少一个另外的嵌件推杆，以及

一设置终止于所述另外的模腔中的嵌件进给通道，与所述另外的嵌件推杆对齐的嵌件可以借助于所述另外的嵌件推杆从所述储藏匣中推入所述终止在另外的模腔中的嵌件进给通道中。

以此方式，可以从单个储藏匣同时地用嵌件供应多个模腔，其中只有嵌件装载装置具有另外的嵌件推杆。相反地，根据DE 31 35 259 A1的现有技术中已知的装置对于每个模具的模腔都需要一个储藏匣。

另一有利实施例规定，

-所述模具具有至少一个另外的模腔，所述另外的模腔布置在与至少一个储藏匣的嵌件接收面的平面平行的平面中，以及

-在所述平行的平面中根据前述权利要求在所述模具中布置另外的储藏匣。

因此，模具中存在多排重叠且平行布置的模腔，因此，对于水平延伸的每一排，都需要一个储藏匣。这些储藏匣中的每一个都有自由进入的装载区域，分别可以机械地，例如只通过单个机器人装载嵌件。

根据本发明的进一步方案，所述嵌件装载装置设计成弹出装置，其中所述嵌件推杆是弹出器。

在通过嵌件推杆将嵌件推入模腔中并且完成注射成型过程后，所述嵌件推杆在模具打开时通过作为弹出器的嵌件推杆将注射成型的模制件从模具中弹出。

作为最后提到的进一步方案的替代方案，设置移除装置，优选地为移除机器人，当模具打开时，可通过所述移除装置从模具移除注射成型的模制件。

这种装置的优点是防止模制件因脱落而造成的损坏。如果设置多个模腔，则这些模腔可以通过这种移除机器人以嵌套分离(nestgetrennt)的方式存储。

附图说明

下面参考附图根据实施例详细描述本发明。在图中示出：

图1至图5示出根据本发的明第一实施例的具有模具的装置在模制的不同工艺阶段的透视剖视图，

图6示出根据图1至图5的装置的储藏匣的透视图，

图7示出在模具中的根据图1至图5安装的储藏匣的局部视图，以及

图8示出具有锯齿形表面结构的储藏匣的嵌件接收面的示意图。

具体实施方式

根据图1至图5，用于注射成型具有圆柱形嵌件11(见图5)的模制件10的装置1包括：作为中心组件的具有两个半模2.1和2.2的模具2，设计为进给机器人20.1的操作工具20，通过操作工具装载具有嵌件11的模具2，为进给机器人20.1提供嵌件11的输送装置30，以及设计为移除机器人9.1的移除装置9，移除装置从打开的模具2中移除注射成型模制件10(见图5)。

装置1的所列部件，即模具2、进给机器人20.1、输送装置30和移除机器人9.1，位于与图1至图5所示座标系的x-y平面相对应的支承面上。

模具2具有两排各三个模腔(也称为模套)，即第一水平排具有模腔3.11、3.12和3.13，相对于垂直方向(z方向)位于第一排下方并平行于第一排的第二排具有模腔3.21、3.22和3.23。这些模腔设计为圆柱形空腔，其中嵌件11与模腔空腔的圆柱形轴线对齐。

模腔3.11、3.12、3.13、3.21、3.22和3.23基本上由图1所示的模具2的固定半模2.2形成。半模2.1是模具2的移动部分。

与模腔3.11、3.12、3.13、3.21、3.22和3.23的空腔的圆柱体轴线对齐，水平嵌件进给通道7、7.1和7.2分别通向模腔，其中模腔3.21、3.22和3.23的进给通道未在图1至图5中可见。如果半模2.1的具有模腔3.11、3.12、3.13、3.21、3.22和3.23的一侧被指定为前部，则嵌件进给通道7、7.1和7.2以及用于模腔3.21、3.2和3.23的嵌件进给通道终止于模具2的半模2.2的后部。

固定半模2.2具有沿嵌件进给通道7、7.1和7.2(下文中还包括模腔3.21、3.22和3.23的嵌件进给通道)方向可滑动的嵌件装载装置4，嵌件装载装置对于每个嵌件进给通道7、7.1和7.2都具有嵌件推杆4.1、4.2、4.3，并且同样对模腔3.21、3.22和3.23的每个嵌件进给通道都具有嵌件推杆(图1至图5中没有参考标记)。在y方向上使用嵌体装置4，将嵌体推杆4.1、4.2和4.3推入嵌体进给通道7、7.1和7.2中，以便将嵌件11插入模腔3.11、3.12和3.13中和/或将注射成型模制件10从模腔3.11、3.12和3.13中弹出，如下所述(同样适用于模腔3.21、3.22和3.23)。

为了进给嵌件10，半模2.2在嵌件进给通道7、7.1和7.2的平面内以及模腔3.21、3.22和3.23的嵌件供给通道的平面内分别具有用于第一排模腔3.1、3.12和3.13的储藏匣5和用于模腔3.21、3.22和3.23的另外的储藏匣6，模腔装载有多个圆柱形嵌件11。

水平对齐的储藏匣5和6的优点在于，储藏匣5和6可以分别配备有多个相邻的模腔3.11、3.12和3.13，以及3.21、3.22和3.23。

储藏匣5和6在x-y平面中具有矩形轮廓，具有两个纵向侧和两个短侧，其中纵向侧垂直于嵌件进给通道7、7.1和7.2的方向对齐。两个储藏匣5和6在模具2上方的半模2.2的端面2.10上突出。在端面2.10上突出的储藏匣5的这一部分形成装载区域5.13，来自输送装置30的嵌件11通过进给机器人20.1存储在装载区域中。这同样适用于另外的储藏匣6。

在储藏匣5内置在半模2.2中的状态下，嵌件11以这样的方式安装在储藏匣5中，即嵌件11分别与嵌件进给通道7、7.1和7.2对齐。因此，存储在这些位置的嵌件11可以分别借助于嵌件推杆4.1、4.2和4.3分别通过嵌件进给通道7、7.1和7.2分别被推入模腔3.11、3.12和3.13。这同样适用于另外的储藏匣6。

图6中详细示出了储藏匣5(同样适用于另外的储藏匣6)，并且图7详细示出了储藏匣内置在半模2.2中的状态。

根据图6和图7，储藏匣5包括具有嵌件接收面5.1的支撑板5.2，嵌件11存储在支撑板5.2上。这个嵌件接收面5.1为每个嵌件11提供了存储位置5.11，存储位置分别具有与嵌件11的外部轮廓相匹配的存储轮廓5.12，使得嵌件11彼此直接相邻。为此，嵌件接收面5.1具有由波谷和波峰形成的表面结构，其中波谷作为存储位置5.11的存储轮廓5.12与嵌件11的轮廓适配，即嵌件11外表面的一部分位于波谷形成的凹槽中。

波谷和其之间的波峰具有几何形状，使得直接相邻的嵌件11彼此相邻并彼此接触。因此，两个相邻存储位置5.11的距离a1对应于嵌件11的直径2r，如图7所示。

模腔3.11、3.12和3.13的间距是嵌件11的直径2r的整数倍，因此嵌件推杆4.2和4.3分别与嵌件11的存储位置5.11精确对齐，即作为存储轮廓5.12与波谷对齐。

作为存储轮廓5.12的波谷由具有半径R1的圆弧形波谷形成，用于产生嵌件接收面5.1的波形表面结构，同样波峰是具有半径R2的圆弧形。为了确保由嵌件接收面5.1上的波谷形成的凹槽不会变得太平坦，并且因此存在嵌件11滚动的风险，波谷之间的波峰不得太低，因为波峰的半径R2不得大于波谷的半径R1(R2≤R1)。

根据图7，当储藏匣5内置在固定半模2.2中时，与侧壁2.30一起形成储藏匣进口2.3，使得嵌件11可以从储藏匣5的装载区域5.13出发，通过表面结构的波峰经由嵌件接收面5.1相继从存储位置5.11被推动到相邻的存储位置5.11。

为了确保插入件11在推入相邻存储位置5.11时要克服的冲程不会变得太大，波峰的半径R2也不能太小。因此，从波谷过渡到波峰的切线坡度应小于45°。因此，将嵌件11推入相邻存储位置5.11所需的推力应沿嵌件11的滑动运动方向作用。

作为波形表面结构的替代，嵌件接收面5.1可具有如图8所示的包括陡峭的下降侧和平缓的上升侧的锯齿表面结构，其中嵌件11分别布置在嵌件接收面5.1上的陡峭的下降侧和平缓的上升侧之间，作为与嵌件11的轮廓相匹配的存储轮廓5.12。平缓的上升侧的角度β决定了嵌件11的位置稳定性和推动力，并且应在20°和30°之间。嵌件11应在锯齿轮廓中足够深，以防止其滚走，即使工具移动引起振动。嵌件接收面5.1的锯齿形表面结构的锯齿的尖端S是圆形的，以避免嵌件接收面5.1的磨损。

下面在模制件10的生产描述的框架中，还将说明配备嵌件11的储藏匣5的装载。

图1显示了具有打开模具1的装置1的状态，其中注射成型模制件10(图1中未显示)先前通过移除机器人9.1从模腔3.11、3.12、3.13、3.21、3.22和3.23中移除。

在与嵌件进给通道7、7.1和7.2对齐的储存位置5.11，根据图1没有存储嵌件11。这些存储位置5.11在图1为清楚显示标识为“黑色”。三个嵌件11存储在装载区域5.13中。

在随后的生产步骤中或在随后的加工阶段中，通过用于储藏匣5的移位装置8.1将嵌件11从装载区域5.13推入储藏匣进口2.3，从而使与嵌件推杆4.1、4.2和4.3对齐的图1所示的空存储位置5.11充满嵌件11。这同样适用于储藏匣6。存储在那里的嵌件11通过另外的移位装置8.2从储藏匣6的装载区域推入相应的储藏匣进口。

两个移位装置8.1和8.2分别具有纵向致动器8.11和8.21以及横向致动器8.12和8.22。

通过两个横向致动器8.12和8.22，纵向致动器8.21或8.22分别沿y方向移动，即沿嵌件推杆4.1、4.2和4.3的方向移动，使得两个纵向致动器8.11和8.21分别具有储藏匣5或6，因此横向于嵌件进给通道7、7.1和7.2。

通过纵向致动器8.11，力锁定地将压力施加到边缘侧，即沿相邻嵌件11的方向施加于最后插入的嵌件11，使得相应的后续嵌件11被相继推入相邻的存储位置5.11，直到与嵌件推杆4.1、4.2和4.3对齐的存储位置5.11分别填充有嵌件11。这同样适用于纵向致动器8.21。因此，在储藏匣5的装载区域5.13中以及在另外的储藏匣6的相应装载区域中没有嵌件11。图2显示了模具2的这种状态。

借助于纵向致动器8.11对嵌件11的进一步推动通过储藏匣进口2.3的相应尺寸和储藏匣5的嵌件接收面5.1的波形表面结构以及另外的储藏匣6的相应方式来实现。

为此，根据图7，储存位置5.11的波峰和限制储藏匣进口2.3的z方向高度的侧壁2.30之间的距离a2对应于圆柱形嵌件11的圆形表面的直径2r，以便嵌件11可以经由波峰进入相邻的储存位置5.11。距离a2仅比嵌件11的直径2r稍大，即仅为几个1/10mm，特别是3/10mm至5/10mm。

在存储位置5.11重新加载嵌件11的情况下，模具2关闭(见图3)，注射成型过程开始，同时通过进给机器人20.1的机器臂20.2将用于储藏匣5的嵌件11和用于另外的储藏匣6的嵌件11从输送装置30的螺旋输送机30.1中的收集板30.10中移除，并分别插入储藏匣5的装载区域5.13以及另外的储藏匣6的相应装载区域中，并重复直到两个储藏匣5和6的装载区域被完全装备。在此之前启动移位装置8.1和8.2，使得两个横向致动器8.12和8.22将两个纵向致动器8.11和8.21沿y方向，即与模具2的半模2.2相对移动，因此进给机器人20.1可以自由进入储藏匣5的装载区域5.13和另外的储藏匣6的相应装载区域。

为了检查两个储藏匣5和6是否完全配备了嵌件11，只需要传感器，传感器监测嵌件接收面5.1上的最后存储位置5.11。这个最后存储位置5.11相对于装载区域5.13位于储藏匣5的相对端。这同样适用于另外的储藏匣6。一旦这种传感器在最后存储位置5.11处检测到嵌件11，两个储藏匣5和6中的所有存储位置5.11都必须配备嵌件11。

嵌件11通过输送装置30的线性进给装置30.2被进给到螺旋输送机30.1。

根据图4，嵌件装载装置4朝向半模2.2移动，由此嵌件推杆4.1、4.2和4.3以及模腔3.21、3.22和3.23的相应嵌件推杆进入相应的嵌件进给通道7、7.1和7.2为模腔3.21、3.22和3.23设置的嵌件进给通道，从而嵌件11从与相应的嵌件推杆对齐的存储位置被推入模腔3.11、3.12、3.13、3.21、3.22和3.23中。模具2的这种状态也如图4所示。

当注射成型过程完成时，使用嵌件装载装置4将注射成型模制件10与嵌件推杆4.1、4.2和4.3以及用于模腔3.21、3.22和3.23的相应嵌件推杆一起弹出。为此，将嵌件装载装置4设置为弹出装置，具有嵌件推杆4.1、4.2和4.3以及用于模腔3.21、3.22和3.23的相应嵌件推杆作为弹出器。

根据图4，嵌件推杆4.1、4.2和4.3以及用于模腔3.21、3.22和3.23的相应嵌件推杆设计为，为了将嵌件11推入模腔3.11、3.12、3.13、3.21、3.22和3.23中，嵌件装载装置4不会完全移动到半模2.2(图4中未显示)，而嵌件装载装置4和半模2.2之间的距离仍然存在。这个中间位置由推回销(图中未示出)限定，当模具2关闭时推回销支撑在固定半模2.2上。这限制了嵌件装载装置4的位置。为了在模具2打开的情况下弹出模制件10，通过克服上述距离将嵌件装载装置4完全移动至半模2.2，由此借助于嵌件推杆4.1、4.2和4.3以及用于模腔3.21、3.22和3.23的相应嵌件推杆将模制件10弹出到例如传送带上。

随后，嵌件装载装置4与半模2.2的方向相反地移动，由此嵌件推杆4.1、4.2和4.3被拉出嵌件进给通道7、7.1和7.2(以及用于模腔3.21、3.22和3.23的相应嵌件推杆)，因此与这些嵌件推杆对齐的存储位置5.11是空的，即没有嵌件11。这些自由存储位置5.11在图5中标记为黑色区域。

如果嵌件推杆4.1、4.2和4.3以及用于模腔3.21、3.22和3.23的相应嵌件推杆的弹出距离缩短，则模制件10不会被弹出到传送带上，而是通过移除机器人9.1从模腔3.11、3.12、3.13、3.21、3.22和3.23中移除。为此，移除机器人9.1具有移除适配器9.2，通过移除适配器可同时从半模2.2移除六个模制件10。

附图标记列表

1注射成型装置

2模具

2.1模具2的半模

2.10半模2.1的侧壁

2.2模具2的半模

2.3半模2.1的储藏匣进口

2.30限定储藏匣进2.3的半模2.1的侧壁

3.11模具2的模腔

3.12另外的模腔

3.13另外的模腔

3.21另外的模腔

3.22另外的模腔

3.23另外的模腔

4嵌件装载装置

4.1嵌件装载装置4的嵌件推杆

4.2嵌件装载装置4的嵌件推杆

4.3嵌件装载装置4的嵌件推杆

5储藏匣

5.1嵌件接收面

5.11嵌件接收面5.1的存储位置

5.12存储位置5.11的存储轮廓

5.13储藏匣5的装载区域

5.2储藏匣5的支撑板

6另外的储藏匣

7嵌件进给通道

7.1另外的嵌件进给通道

7.2另外的嵌件进给通道

8.1移位装置

8.11移位装置8.1的纵向致动器

8.12移位装置8.1的横向致动器

8.2另外的移位装置

8.21另外的移位装置8.2的纵向致动器

8.22另外的移位装置8.2的横向致动器

9移除装置

9.1移除机器人

9.2移除适配器

10模制件

11模制件10的嵌件

20操作工具

20.1进给机器人

20.2进给机器人20.1的机器臂

30输送装置

30.1输送装置30的螺旋输送器

30.10螺旋输送器30.1的收集板

30.2输送装置的线性进给装置

a1距离

a2距离

a3距离

R1波谷的半径

R2波峰的半径

r嵌件11的半径

S嵌件接收面5.1的锯齿轮廓的尖端

β锯齿轮廓的平缓的上升侧的角度。