专利名称：后处理和冷却半成品的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在从注塑机的开放半模中取出半成品后用于后处理和冷却半成品的方法，其中还处于热状态下的半成品借助取出装置的水冷冷却套由开放的模具中取出。本发明还涉及一种在从注塑机的开放半模中借助取出装置的水冷冷却套取出半成品后用于后处理和冷却半成品的装置。
背景技术：
在制造注塑件时对于整个循环的所有时间冷却时间是个决定性因素。主冷却功率发生在浇注半模中。两个浇注半模在浇注过程中剧烈水冷，使还在大致280℃的模具中的注塑件的温度至少在边缘层可降至在70℃至120℃的范围。在外层中很快地经过所谓的玻璃温度约140℃。近来，到取出注件之前的真正的浇注过程在制造厚壁半成品时可减至大约12至15秒，对于薄壁半成品降至10秒以下。这对于半硬化的半成品优化了质量。半成品必须在半模中强烈固化，使半成品以较大的力被抛出辅助件(Auswurfhilfe)抓紧，并可不变形或损伤取出装置地移交。取出装置具有与注塑件外尺寸适配的形状。在浇注半模中的强烈的水冷首先在大壁厚时从外向内进行并根据物理条件强烈延时。即所述温度70℃至120℃不在整个横截面上一致达到。结果是，只要强烈水冷通过模具进行，材料横截面中快速的回热由内向外进行。后冷却主要因为两个原因。第一，形状稳定支承状态之前的形状改变应当避免表面损伤和大致支承点等。第二，必须防止在高温区过慢地进行冷却，例如通过回热局部必须调整有害的晶体形成。目标是最终半成品的材料的均匀非晶质的状态。剩余温度应当低得使在与上千松开的倒入件的较大分装连接中在接触点上不会产生粘附损伤。注塑件也在轻度回热之后不允许表面温度超过40℃。在从注塑机中取出半成品后的后冷却与在注模中的主冷却一样重要。
US-PS 4 592 719(Bellehache et al.)提出，半成品的生产率如下提高用空气冷却。在运输或处理时通过适当的流动导向，向内及向外，将空气用作冷却空气以最大冷却作用在半成品上。取出装置具有与在注塑循环中生产的件一样多的抽吸管并移入两个开放半模之间。然后抽吸管移到半成品上。同时通过抽吸导管空气开始在每个吹成型件(Blasformteil)的整个被抽吸管包围的环绕面区域流动，使在转交到抽吸套的时刻用空气从外面冷却抽吸管。取出装置在完全转交浇注循环所有的注塑件后由半模运动空间移出。半模马上在此空置并为了随后的浇注循环再次封闭。取出装置在驶出运动后从水平位置到垂直位置偏置半成品。同时传送装置精确驶到取出装置上的转交位置。传送装置具有与取出装置所具有的抽吸管同样多的内抓持器。恰好在转交所有注塑件之后和重新打开半模之前取出装置摆回驶入位置，使为紧接着的装料可从模具中取出注塑件。传送装置在中间时间将注塑件转交给输送装置，并不带半成品地返回到转交位置以进行后面紧邻的装料。
由申请人以前的申请WO 00/24562(Nestal)已知，例如避免搁置单个注塑件和相应双插头，使在优化冷却作用时提高生产率。
EP 0 947 304(Husky)提出了一个任务，即改善冷却效率和半成品的质量并缩短总循环时间。该文献首先描述在较差后冷却时晶体形成的问题。提出通过受控和强制的吹嘴基本上用空气冷却内部拱顶部分，其中在由开放半模中取出半成品后马上进行冷却，由此应当避免局部晶体形成。
US-PS 6 332 770(Husky)通过由局部对流冷却作用的冷却解决EP 0 947 304中的问题。内部冷却芯轴一直导入到内部拱顶部分中。首先半成品的拱顶部分由此通过对流冷却处理。借助可导入半成品的芯轴用对流接触冷却的方案的缺点是，精确、机械强制地将芯轴导入至与相应半成品内壁面产生接触的难题，及首先必需的引入100个或更多芯轴的精确性。具有所有运动的整个机器必须高精度地构成，由此每个单个半成品均匀且无压力损伤地接触。
JS-PS 8-103948(Footier KK)中描述了由生产工具中取出半成品后后冷却半成品地特别有利的方案。可得知，还在生产工具中的半成品的完全冷却延长了整个注塑循环。必须滞后很久打开模具，使生产率大大地降低。因此提出一种完全分离的后冷却器用于在从生产工具中取出半成品后还热着的半成品。这允许通过简单的结构达到高冷却效率。半成品转交到具有大量冷却销的冷却器上。在此每个半成品同时内部及外部冷却。通过在内部具有吹气通道的冷却销进行内冷却。导入冷却销的相对运动通过取出机器人强制进行。冷却销优选具有吹气口。吹气射束直接垂直于半成品拱顶状封闭的底，然后可在对置方向上沿半成品内壁导向及在半成品开放端自由流出。该解决方案实现尽可能短的注塑循环时间、整个生产的很高的效率并避免结晶，特别在浇注区域并由此实现以尽可能高的效率产生高质量的半成品。
每个所述的解决方案各有优点。但这里优点以特殊的限制或巨大的花费为代价。在冷却半成品时重要的目标是除防止晶体形成外还有尽可能保持形状。在冷却中存在使半成品弯曲及不完全轴对称的危险。结果可能是单个半成品保持在后冷却器中，使得在紧邻的装料时产生所述双插头。由此第二半成品套在其冷却套上。还得出，整个后冷却可分成两段。第一阶段紧接在从半模中取出半成品后，第二阶段为持续较长的后冷却。真正的困难的阶段是强烈影响半成品最终质量的第一阶段。最新的重要知识指出，完全抑制晶体形成不是目的，而是要将整个半成品中的结晶的份额保持的尽可能低。
本发明的任务在于，缩短注塑循环时间并保持尽可能高的质量的同时优化冷却，并使半成品的晶体形成份额尽可能小，而无大的过程技术花费或用于制造注塑机的更多成本。
发明内容
本发明的方法的特征在于，半成品在注塑循环时间中经受强烈冷却，该冷却包括吹出成型件的的整个内侧及整个外侧，然后进行注塑循环时间多倍的后冷却，其中半成品在从浇注模中取出时动态导入至与冷却套完全壁接触并延时内冷却。
本发明的装置特征在于，其具有强烈冷却站及后冷却站，强烈冷却站具有用于内冷却的可导入半成品的冷却销，其中冷却套的内形状与浇注模的相应内形状相适应，使半成品在从浇注模中取出后尽可能无缝地动态可插到冷却套中直至完全靠置在冷却销上。
业已表明，第一后冷却阶段特别难，因为半成品形状稳定性不足。吹成型件相对于螺纹件容易由螺纹轴“弯曲”的危险在取出位于水平工作的注塑机中平放位置的半成品的阶段事实上是个真正的问题。这首先在于在注塑模内的冷却时间最少，半成品还较热和相应软。如果半成品在后冷却第一阶段中位于平放位置，那么它倾向于向下设在相应冷却套件上。通过下区域中改善的冷却接触冷却套在下面强烈冷却，使在半成品中出现应力，而半成品有弯曲的倾向。如果在后冷却的第一阶段中对于在浇注模中冷却缩短时单个半成品容易变形，那么不能矫正逐渐固化半成品相应的形状改变。
本发明主要基于这样一种冷却构思，即单个半成品在后冷却中仅用吹成型件导入冷却套。在此螺纹部分伸出冷却套。这有很大优点，半成品通过直线运动导入取出装置的冷却套，并可再次拉出。新的解决方案提出特别在强烈冷却的阶段中在从浇注模中取出后紧接着与冷却套最佳接触，并由此实现短的最大的强烈的温度下降及稳定为接着的最终冷却的第一后冷却阶段中的半成品。直到冷却套中的完全壁接触的半成品的动态输入，紧接在从浇注模中取出后，但在长时间的最终冷却之前，有以下关键的优点冷却效应由物理条件决定，在刚从浇注模中取出后热半成品与冷却套之间的温度差冷却效应为最大。在此，半成品受迫地充分完全地在冷却套的内面上的靠置由于直接热传导的最大值而产生尽可能大的赢余。进行半成品外侧的非常快速的冷却。形成晶体的份额降至最低。还热着的半成品在从浇注模中取出后为保持形状精确性以尽可能小的缝隙推到冷却模上。在取出后快速冷却的半成品由此在紧接着的对称性处理时保持形状精确性。
第一探测性试验显示新的解决方案在完全保持质量参数情况下可缩短浇注循环时间半秒，这对应生产率提高约5％。由于半成品以更高温度从模具中取出，因此比现有技术更快地从模具中取出。在后冷却的第一阶段中可用最小的空气压力将还软的吹成型件靠置在冷却套的内壁上。
本发明还提出，通过冷却销的内冷却通过抽吸空气和/或吹出空气进行，其中抽吸空气和吹出空气通过阀门可控地接通或切断。特别有利地，内冷却借助冷却空气通过布置在可控运动的支承板上的冷却销实现，在完全驶出取出装置后冷却销同步输入半成品内部，其中冷却空气主动地吹入和/或吸出。冷却销的运动时间上按注塑循环的节奏进行并控制输入运动的行程和/或力。
冷却套的内径比还热着的半成品的外尺寸最高大大约百分之几毫米。通过适当地控制抽吸空气和吹出空气可产生充气压力并将半成品完全靠置在冷却套的整个内壁面上。在半成品第一次靠置在冷却套的内壁面上后，面接触保持更多个秒，由此将冷却作用最大化。同时产生每个单个半成品的矫正效应(Kalibrationeffekt)。矫正效应在制造半成品时有可能产生现有技术不能达到的生产标准和质量标准。半成品在从浇注模中取出后马上再次压成精确形状(Form)，使得在由浇注模到冷却套的第一次关键处理后切断可能的尺寸改变，特别是由于单侧平放在冷却套中造成半成品的弯曲。矫正效应使半成品更早地从模具中取出并由此实现更短的浇注循环时间及改善后冷却的第一阶段。这特别在尽可能快地穿过(Durchfahren)玻璃温度的方面及由此在尽可能快地穿过有害的晶体形成方面有利。接着的后冷却可容易地相对于所有质量参数在所需的时间内实现，产生最高质量的半成品及同时提高注塑机的生产率。本发明提出多个实施方式及多种有利方案。它们分别在权利要求5至9和11至22中提出。
第一特别有利的实施方式特征在于，通过冷却销产生较小充气压力。鉴于半成品与冷却套内壁之间尽可能好的热传导，力求使半成品尽可能无缝地置入冷却套。在现有技术中公知了一种解决方案，其中半成品为外锥形，其中开始时仅部分装入半成品，用相应的负压分步地吸在对侧上，持续地在整个后冷却时间上保持与冷却套良好的壁接触。显著的缺点在于，半成品的底部分仅从外面很差地得以冷却。在新的解决方案中，完全的装入动态地尽可能无时间延迟地、基本上在几秒钟内中完成。壁接触可以较小充气压力在剩余强烈冷却时进行。为产生充气压力每个冷却销都具有空气吹出口并相对于各半成品轻度密封。在此控制吹出空气和抽吸空气，使在强烈冷却时在每个半成品中产生轻度负压，半成品与冷却套内壁相适配并由此矫正半成品。
新的解决方案的重要的目标是在剧烈冷却中冷却分阶段进行。在从浇注模中取出半成品后尽可能快地消除半成品中存在的温度差异。同时使整个半成品件中的晶体份额尽可能降低，其中半成品为接着的后冷却进入完全形状稳定状态。如果半成品在后冷却开始时其整个外部形状具有尽可能好的对称性，可几乎安全地排除由于弯曲的半成品和对应的操作故障引起的所谓双插头危险。
按照第二实施方式，内冷却借助抽吸空气通过传输抓持器上的冷却销完成，冷却销在取出装置完全驶出后同步进入半成品内部，其中在强烈冷却后在从取出装置向分开的后冷却站传输半成品时保持抽吸空气激活直到将半成品转交到后冷却器上。每个冷却销在强烈冷却时与真空泵相连，真空泵主动通过冷却销抽吸加热的冷却空气。剧烈的内冷却在至少2至7秒钟内保持冷却时间或后冷却时间的约3％至10％直到产生半成品外表面足够的强度。强烈的冷却仅为整个后冷却的一部分。而剧烈冷却时温度平均下降20℃至40℃。强烈冷却阶段的剧烈延长是不利的，因为传热在半成品材料中不会增加。
冷却销为管状，吸出孔在冷却销最前面，其中冷却销为强烈冷却导入半成品中，使相对于内拱顶状的半成品底保留用于吸出冷却空气的缝孔。所有冷却销是支承板的一部分，支承板与真空源相连，以从半成品内部吸出冷却空气。冷却销具有由底座构成的套，套一方面有用于冷却空气的吹出孔，另一方面通过支承板可与压缩空气源彼此相连，其中套优选在小于抽吸管长度的一半上导向移动。支承板具有两个腔，第一腔与真空源相连，第二腔与压力空气源相连，其中抽吸管延伸通过第二腔，第一腔直接与套和抽吸管之间的空间相连。不但对于抽吸空气而且对于吹出空气都设有可控阀，从而可优化时间上投入。在强烈冷却阶段激活抽吸空气和吹出空气。通过不但在抽吸侧也在压力侧选择压力和量，可确定压力零点。在此最佳的是，确定抽吸管上的压力零点，使半成品的整个内部空间可轻度过压，由此产生以上提到的矫正效应。
新的解决方案具有带有冷却套的取出装置和传输抓持器的为此可运动至密封的支承板，该支承板带有冷却空气接头。支承板设有带有密封环的冷却销，冷却销的数量与冷却套的数量相应，冷却销对于每个半成品在半成品内部形成密封位置用以产生半成品内部的轻度充气压力。密封位置相对于半成品开放端部设置，并作用在吹气芯轴输入运动的结尾。在单个冷却销与半成品螺纹件的外边缘之间密封位置优选通过软质密封件产生，螺纹件的边缘保持在弹性密封件上。
第三个实施方式的特征在于，用于内部冷却的装置具有可控地移动的支承板的可装在半成品中的冷却销，其中单个冷却销相对于半成品在输入运动方向上变形，使每个冷却销以可控的力可导入直到与半成品的内拱顶部分接触。冷却销可由吹气芯轴构成并具有可移动的接触头和可延伸至接触头的空气孔，该空气孔连入在吹气芯轴与接触头之间大小可变的吹气室。有利的是每个冷却销为产生可控的压紧力而具有压缩弹簧。冷却销有接触冷却头，用以机械接触和接触冷却各半成品的相应内拱顶部分，其中可通过吹空气和/或通过压缩弹簧产生受控的力。接触头优选套状设在最大抽出位置和套上位置之间的冷却销上且可自由移动。
作为最简单和最经济的构造设计，每个冷却销具有一个可移动的接触头。为此对于每个冷却销设有延伸至接触头的吹空气孔，该吹空气孔可接入大小可变的空气腔中。每个接触头套状设在最大抽出位置和套上位置之间的冷却销上且自由移动，其中抽出位置通过吹出空气和/或压缩弹簧产生，套上位置通过负压产生。接触头可在接触端区域上具有至少一个吹出空气孔，该吹出空气孔与吹出空气腔相连。接触端在半成品浇注区封闭，用以纯机械接触各半成品拱顶部分的最里面的部分。每个冷却销优选具有可固定在支承板上的吹气芯轴底座，吹气芯轴底座带有沿吹出空气方向管状的延伸部分，其中接触头可相对于管状延伸部分移动。接触头和吹气芯轴底座至少接近圆柱状，使在圆柱形状与半成品内侧之间形成窄位置以提高流出的吹出空气的速度。在吹出芯轴底座处设有可与真空源相连的横孔，以保证可靠地将半成品从冷却套中取出及转交给真正的后冷却。
新的解决方案具有后冷却站及强烈冷却站，其中在强烈冷却站上半成品内侧及半成品外侧在注塑循环时间中可强烈冷却。强烈冷却站由可结构上独立控制的取出站或由后冷却器的部分构成，该部分具有冷却套数量，相应于注塑循环多次装料优选为四次装料。整个后冷却具有一个控制装置，用于控制处理半成品和冷却销所需的、循环有节拍地投入压缩空气和抽吸空气所需的所有运动，还具有一个带冷却套的取出机器人、一个具有支承板的传输抓持器，该传输抓持器可控地相对于冷却销运动，其中通过传输抓持器在取出机器人的冷却套中强烈冷却后半成品可转交到后冷却器以完全冷却。
另一优选实施方式特征在于，外水冷冷却套具有一个内形状，该内形状通过包括鼓起的底部分与半成品形状对应，冷却套通过包括鼓起的底部分形成尽可能的薄壁，使通过整个冷却套和由冷却套在半成品外侧上通过短时靠置产生最大热传导或热传递。
按照壁厚浇注循环为10至15秒，包括整个后冷却的整个循环持续30至60秒。机器的生产能力由浇注循环时间决定。在后冷却第一阶段发生矫正，其中在第一阶段中吹入1至10巴的压缩空气，用以产生足够的充气压力，例如0.1至0.2巴。
优选地半成品的冷却从半模中取出后至完成冷却之间不中断。冷却销具有由软橡胶制成的密封环。以这种方式可保证，在螺纹件上不产生变形力。有利的是，在冷却销驶入时，产生局部冷却和表面强化，这在第一阶段发生在开放螺纹端及半成品底部分。
新的解决方案将后冷却分成两个独立可控的阶段-第一强烈冷却限制在注塑循环的时间段中。在下一循环运行时发生强烈冷却，时间例如为5至15秒。
-真正的后冷却需要多倍时间，至少3至4倍注塑时间。强烈冷却经济上意义不大，因为半成品壁厚内部的传热受的影响较小。
新的解决方案提出利用不同的冷却作用-用空气必要时用接触冷却进行内冷却-借助水冷冷却套进行外冷却，以及利用机械解决方案，该机械解决方案并不是固定的，而是在机械接触拱顶状半成品内侧的情况时可变形。由此用尽可能小的时间花费实现效益和质量的最大值，该任务以较小的附加结构花费解决。
以下，借助几个实施例来详细描述本发明，其中图1用于制造半成品的注塑机的示意总体视图，其具有取出装置及输送抓持器，并设有多个冷却销；图2和图3完成浇注循环后的各步骤；图2中完成将还热的半成品从开放的半模中取出，图3为强烈冷却半成品；图4取出装置中强烈冷却阶段俯视放大图；图5a具有封闭接触头的冷却销的实施例；图6a至6d由吹气嘴构成的在不同状态上的冷却销，图6a为带有吹气嘴的支承板件，图6b为单个吹气嘴，图6c为半成品，图6d为矫正位置上的吹气嘴；图7单个半成品的真正矫正阶段中的状态的例子；图8关于半成品的矫正的解决方案及关于热传递的水冷冷却套的设计；
图9a具有封闭接触头的冷却销的实施例；图9b图9a的冷却销的接触头；图10大比例的单个冷却销；图11半成品和冷却销；图12在半成品或冷却套内的冷却位置中的冷却销；图13a和13b冷却销的另一实施例，图13b为沿图13a箭头VIII方向的视图；图14a由吹气芯轴构成的冷却销；图14b和14c分别为相应按照图14a的解决方案的另一设计；图15a和15b具有带有接触头的中心抽吸管的冷却销；图16a至16d具有变形接触头的吹吸解决方案的不同情况；图17a至17d为矫正和冷却半成品内侧具有可膨胀的芯轴套的解决方案。
具体实施例方式
图1是具有机架1的为制造半成品的整个注塑机，在机架上支承有固定的模具夹紧板2和注塑单元3。支承板4和可运动的模具夹紧板5可轴向移动地支承在机架1上。固定的模具夹紧板5和支承板4通过四个穿过并引导可移动的模具夹紧板5的横梁6彼此相连。在支承板4和可移动的模具夹紧板5之间有一个驱动单元7用以产生闭合压力。固定的模具夹紧板2和可移动的模具夹紧板5分别带有半模8和9，半模8和9中分别设有多个部分模具8’和9’，部分模具8’和9’一起形成空腔以产生相应数量的套状注塑件或半成品。部分模具8’由芯轴构成，在打开半模8和9后套状半成品10附着在芯轴上。注塑件在该时刻还处在热的因此半凝固状态下并用虚线示出。在最终冷却状态下的同样的注塑件10在图1左上方表示，那里该注塑件10刚好由后冷却装置9中取出。上横梁6为更好表示细节在开放的半模之间间断表示。A至D是半成品后冷却的不同阶段。
“A”是从两个半模中取出浇注件或半成品10。半凝固的套状件在此借助冷却套21由可放在半模之间的空间中及下降到位置“A”中的取出装置11容纳并借助取出装置提升到转交位置“B”。
“B”是强烈冷却阶段，其中冷却销或吹气芯轴22保持在可控运动的支承板上并插入到半成品10中(图2b)。
“C”是从传送抓持器12向后冷却装置19转交半成品10。
“D”是由后冷却装置中19卸下冷却的并处于完全稳定状态下的半成品。
图1为处理半成品的主步骤。由位置“B”彼此垂直叠置的套状半成品10被传送抓持器12或12’转接，并通过在箭头P方向将传送装置12偏置到一个位置，按照阶段“C”水平并排排列。传输抓持器12由可绕轴13摆动的带有保持板15的保持臂14构成，冷却销22的支承板16与保持板15隔有水平间距。支承板16借助两个可控和可调节的伺服电机17和18之一可按照箭头平行于保持板15断开，使在状态“B”上管状注塑件10被从取出装置11取出，并在摆动到状态“C”的位置上可移到其上的后冷却装置19上。各转交通过扩大保持板15与支承板16之间的间距实现。仍高于70℃的热半成品10在后冷却装置19中最终冷却，然后移动后冷却装置19后，在状态“D”中卸料并输送到传送带20上。输送抓持器的摆动运动、用于插入冷却销的直线装载运动和后冷却装置的横向移动和纵向移动由电伺服驱动装置进行，使各运动可及时并且在行程上具有最高的精确性地控制。伺服电机可在行程上和速度上还在安装力上可调节/控制，使可以最高的细度和精确性进行处理和特别进行插入运动。
注塑件10从约280℃至120℃的最大的温度降发生在封闭模具8和9中，为此必须保证很大的冷却水通过量。取出装置11在用虚线表示等待状态，由此标志着浇注阶段结尾。附图标记30为具有相应的输入或输出导管的水冷装置，该水冷装置用于以箭头简化地表示并作为公知的条件。附图标记31/32表示空气侧，其中31用于吹入或输入压缩空气而32由于真空或抽吸空气。在注塑模具8和9中半成品在浇注循环中同时在内和在外冷却。在取出装置11的冷却套中首先仅进行外冷却。另一关键点是在后冷却装置19区域中处理。后冷却装置可在取出阶段“A”中按照箭头L水平独立从接收位置运行到输出位置(虚线表示)。后冷却装置19具有注塑半模上相对于凹坑数多倍的容量。由此在两个、三个或多个注塑循环后输出最终冷却半成品10，使相应的后冷却时间相对于浇注循环延长。对于从传送抓持器12向后冷却装置19转交半成品可最后附加横向移动及置于合适的位置上。
在图2和图3中同样示意表示两个具有各冷却插入件的状态。图2表示从半模中取出半成品10的开始。从部分模具8’推开半凝固半成品的辅助件未示出。具有冷却销22的支承板16位于拉回位置。在图3中两个半模8和9位于封闭状态，因此在真正的浇注阶段中。此外图3表示用于新的解决方案的核心功能的状态。传输抓持器12在按照图2的位置，其中具有冷却销22的支承板16在驶出状态。在此冷却销22完全导入冷却套21中，而半成品在冷却套中强烈冷却。其他的后冷却在后冷却器中进行，接着半成品用传送抓持器形状稳定地由取出装置中取出，并输入后冷却器中。
图4为强烈冷却阶段。作为例子仅示出五个冷却位置。在强烈冷却阶段中半成品10在内部及在外部冷却。半成品在该阶段中通过取出装置11的空间23中负压持续地保持或吸在冷却套底部分上。图4为通过两个分离的空气系统使用吹出空气和抽吸空气。作为例子，仅示出五个冷却位置。在强烈冷却阶段中，半成品10在外面及内部冷却。半成品在该阶段通过取出装置11的空间42中的负压持续地保持或吸在冷却套内底部分上。空间23可按照需求通过阀24/25由负压向过压转换。在强烈冷却阶段中，持续保持负压，由此半成品保持充分吸入。在强烈冷却结束时，转换成过压，由此半成品用压缩空气卸下。在半成品内侧上在强烈冷却阶段及传送时通过连接到真空源上抽吸空气，并由此半成品吸在冷却销的密封件上。为向后冷却器传送半成品打开压缩空气阀26而关闭真空阀27。
图5a为放大的冷却销22。冷却销的概念为冷却空气吸入抽吸管35的嘴34。为此抽吸管35与支承板16的负压腔36通过连接孔37相连。抽吸管35延伸至密封螺钉38并通过O型圈39密封。支承板16阴影状由后壁40、中壁41和前壁42构成。负压腔36由后壁40和中壁41构成。密封螺钉38用螺纹44固定地旋入中壁41中。冷却销22通过冷却销底座43和螺纹44旋入前壁42中并具有带有吹出孔46的罩45。在罩45与抽吸管35之间有在螺纹区域通过孔47与压力腔48相连的环状空气通道49，使压缩空气通过压缩腔48、孔47、环空间29及吹出孔46吹入半成品内部。通过中间壁41及前壁42限定压力腔48。
图5b、5c和5d为三个工作状态。图5b为强烈冷却状态，其中完全激活抽吸空气。可按需要部分或全部接通吹出空气。图5c为传送状态，其中仅激活抽吸空气。图5d为用激活吹出空气向后冷却器转交半成品时的卸下阶段。
在图6a和6b中冷却销22由吹嘴构成。在左侧吹嘴22具有螺钉螺纹50，借助该螺钉螺纹可将吹嘴22旋入在支承板16上。如图1所示，支承板16具有分别成多列排列的更多吹嘴22。在支承板16上有两个空气系统52和53，其中负压或真空的空气系统52及压缩空气的空气系统53具有对应的未示出的压缩空气发生器或抽气机或者真空泵的接头。由此两个空气系统可明确地分开，在过渡处设有具有装配及穿透各连接件用的专门的螺母54、55和56。专门的螺钉54、55和56必须以正确的顺序旋入、旋出。在最后装配状态下两个彼此密封的空气系统应当能满足其各自功能。对于压缩空气侧，吹气管57相应于长度“L”以正确的装配顺序推入。这使吹出空气通过冷却芯轴22中的压缩空气输送通道58导向至嘴64。为固定旋入螺钉螺纹50在冷却芯轴22上设有六角螺母59。抽吸空气接头61延伸经过环形通道62及多个靠近密封环60与环型通道62向外连接的横向孔63。导致空气通过吹气嘴64吹出并通过横孔63吸入。柔性且抗压的空气软管31和32与对应的压缩空气发生器和抽吸空气发生器连接(图1)。空气软管相应地为高压和真空设计。有利的是整个空气系统具有管状连接，这优化强度问题及高压和负压区域。附图标记65表示冷却芯轴22的定心底座。图6a为具有旋入的空气喷嘴66的支承板16的端头。冷却芯轴22的外径DB大致小于半成品10的相应的内径。由此产生，通过气流力支持将半成品10定中在吹出喷嘴22上的作用。
图6d为校准时工作位置上的吹嘴，图6c为半成品的截面。图6c为半成品的两部分，螺纹部分70和吹成型部分71。吹成型部分71有三个区段颈区段72、锥区段73和柱区段74。颈区段72具有与柱区段74的壁厚Ws-1相比明显更小的壁厚Ws-2。吹成型件的壁材料在吹气过程或制造PET瓶时对于明显变大部分是必需的。在图6a和6b中吹嘴具有设有密封环76的环槽75。图6d为矫正位置上的吹嘴22。在此在肩77与开放的半成品侧的边缘78之间保持缝隙79。密封环76置于半成品10的内壁的锥形区域73中并构成密封位置80。密封位置80将半成品分成两个区段前压缩空间81及后冷却空间82。
图7为矫正半成品10时的状态，同时在按照图6a至图6d的设计的冷却套中进行外冷却。在后冷却空间82中用+表示对于矫正产生过压。在此重要的是，位于冷却套21中的半成品直接与壁接触。这特别适于半成品的整个底部分及冷却套的内底部分。
图8为在两个区域中与按照图7的解决方案不同的解决方案。吹嘴22具有密封件90、90’、90”，该密封端侧在边缘78上伸出并在相应位置上形成密封位置。为产生真正的密封封闭，支承板16通过精确地行程控制及力控制的运动压在边缘78上。同时底区域83与冷却套的鼓起的内底部分91相碰。冷却套21为薄壁。这首先适用于球缺状底部分91，球缺状底部分91具有颈件92，该颈件相对于冷却水侧保持并密封在底板93上。冷却水30通过前导通道94导入内部冷却空间95，沿冷却套21的外壁面流动，并通过孔96、通过外冷却空间96及通过回流通道98离开。空气系统由封闭系统构成。压缩空气通过吹气管57和吹嘴吹气口64吹入半成品10的内部。空气通过横向孔63及环槽62通过未示出的真空源吸出。两侧可通过对运动和力的准确控制，机械及相对于空气力精细地彼此协调，特别对于完全装入的半成品在开始矫正的最关键阶段。
图9a和9b放大表示冷却销22。吹气芯轴基本上由具有向前轻度锥状变窄的柱状导向部分101的吹气芯轴底座100构成。可移动地设有接触头103的管状延长部分102与吹气芯轴底座100固定相连。接触头103的运动被保持在接触头103及导向槽105中的开口销104限制，导向槽在管状延长部分上铣出。接触头103被旋入到接触头103中的冷却销尖106限制。在对侧上吹气芯轴底座100具有螺纹50和多边形螺栓头59，通过该螺纹和多边形螺栓头冷却销22可旋入支承板16中。在螺钉头端侧设有可与半成品端侧形成密封封闭的密封环90。吹出空气可通过孔110吹入吹气芯轴底座100。吹出空气通过孔115到达吹气腔112，吹出空气通过孔115和环状缝开口114对应于箭头116可流出到接触头103及半成品10的内侧117之间的环形空间。值得注意的是在此吹气芯轴尖端106的球缺状部分118，球缺状部分与半成品拱顶状内侧直接接触，并在相应半成品拱顶状部分通过直接材料接触进行很强烈的冷却作用。在此得知除吹出空气的强烈冷却作用外附加实现了浇口区域的直接接触冷却。该效应因此被认为是特别积极的，因为浇口119最后在注塑模中由热浇注料构成，浇口在浇注模中冷却条件差因此半成品真正最热的位置在从浇注模中取出后形成。如上所述，调节基于冷却销与半成品内部长度i.L或半成品在冷却套中的位置之间的距离关系的冷却销事实上的长度Be-L。必需的力通过吹出空气的压力作用于吹出腔中。通过吹出空气底座100中的孔110也可吸抽吸空气。抽吸空气主要用于处理。腔112中的相应负压还产生一方面将接触头103和另一方面将整个半成品拉回至与密封圈90接触。
图10为将半成品10从半模转交到取出装置后的状态，同时在取出装置的冷却套上进行外冷却。在此重要的是，只要位于冷却套12中半成品就与壁接触。在特别适于半成品10的整个底部分83。图5示出关于冷却套21最佳形式的解决方案。半成品的底部区域83通过空间42中的真空吸在强烈冷却用的冷却套底部49的鼓起的内地部分91。冷却套21完全为薄壁。这首先适于冷却套底部49。冷却套底部49具有相对于冷却水侧在底板83上保持及密封的颈件92。冷却水30通过前导通道94导入内冷却空间95中，沿冷却套外壁面流动并通过孔96‘通过外冷却空间96和通过回流通道98离开。
图11示出在激活强烈冷却阶段半成品10中的图9a所示冷却销22。吹出空气相应箭头110以例如1至4巴的压力吹入，并按照箭头66流入半成品10的内部及按照箭头121由半成品流出。
图12表示强烈冷却半成品内侧和外侧的阶段，其中冷却半成品在外部通过与水冷却冷却套中的接触冷却及在外面通过接触头103的半成品10的拱顶状部分中的接触冷却和同时通过吹出空气110进行。
图13a及图13b示出吹嘴22的另一实施方案。其中按照图13a及图13b的解决方案在三方面与图9a及图9b不同。图13a附加地具有真空或抽吸空气的接头。这有以下优点，通过单纯的打开或关闭相应的阀26或27可激活两个空气系统。仅通过横孔63吸入真空空气。环状延长部分102在调节行程Vw上直径变小，使保持在接触头103上的卡紧环123限定接触头103的抽出及吸出位置。接触头103与按照图9a的解决方案相似具有吹出孔114。附加地图13a及图13b具有交叉地设在球缺状部分118’中的空气流出缝122。可封闭最前面的槽124，以在相关位置上实现直接接触冷却。半球状底部分118’本身按照图13a及图13b用吹出空气冷却。
在图14a中示出具有接触头103的另一实施例。接触头103在螺钉套131中可轴向移动。接触头象气缸中的活塞一样通过环套132作用。用吹出空气向前推接触头103。插入整个冷却销22以后接触头可自由调整或容易地向前或向后移动并持续与半成品10的内底部分118接触。真正的接触通过距离保持器133保证。按照图10的解决方案附加示出与空气压力无关地将接触头持续保持在最前面位置的压缩弹簧134。在接触头103中有限制空气量的窄位置135。在位置136上吹出空气自由流出，并对应于箭头137流入半成品内部。由图10可见，按照接触头103的位置形成分别适配的吹出空气腔112。按照希望的效应，可密封滑动面138和139或该滑动面被用作其它吹出孔。图14b和图14c示出两个另外的方案，其中首先距离保持器133及接触头的滑动导轨不同。按照图5a和5b的实施方案示出后冷却装置的冷却套21，冷却套在其上端具有附件141，该附件设有带有导引孔的封闭体143。其在内区域中设有鼓起147，注塑件以其半球状底部沉入该鼓起中。阀针144状的活塞元件可轴向机械移动地支承在附件141中。其中在附件141形成槽状通过通道。槽表示用于空气空间42’与冷却套21内部空间之间的空气交换的通过道并保证空间142与冷却套21内部空间之间的压力交换。在通过孔的向着空气空间142侧上具有该一个截锥状扩展部分145，在该扩展部分上阀针144以相应构成的锥状阀座146密封地靠置(图5a右侧)。在用半凝固的注塑件填充冷却套21时通过负压加载空气空间142向上拉阀座144，由此负压从空气空间142经过通过孔中的槽传播到冷却套的内部空间及在此可完全吸入注塑件。在完成冷却阶段后将空气空间142由负压变成过压，由此向下压阀针144并在此短的路段上机械跟随最终的冷却注塑件。阀针144的移动行程通过锥状阀座146的止挡限制在通过孔142的截锥状扩展部分145上，其中同时分别阻止压缩空气通过并由此保持空气空间142中的压缩空气。
图16a至16d示出特别引人注目的具有变形的接触头103的方案，接触头通过压缩弹簧134在静止状态下用很小的力向前推(图16b)。通过冷却销22的驶入运动前球缺状部分118与半成品内底部分99接触。支承板16继续冷却销22的输入运动，从而接触头103很容易与半成品内底部分99适配。按照图16c，激活压缩空气和抽吸空气，这引起最高几毫米的小缝隙Sp，优选仅零点几毫米至半毫米，通过该缝隙冷却空气由半成品内部吸出。小缝隙有特别的优点，最大速度的冷却空气通过缝隙特别以层流流动，在半成品10的内拱顶状部分中进行尽可能高的冷却作用。球缺状部分18与半成品10的内底部分99的优化适配可支持冷却作用。图16d示出半成品10从冷却销卸下的状态。由此仅激活压缩空气。
图17a至17d示出另一引人注目的具有可膨胀的罩150的冷却销的方案。将例如为空气和水的冷却媒介供给冷却销22。图17b示出冷却销的输入运动。在此罩150的内部无压力或轻度负压，使罩150的外形状小于半成品10对应的内形状。按照图17c将压缩空气压入罩的内部，其中为支持空气循环可吹入和吸出冷却空气。罩完全压在半成品的内侧上，从而矫正很热的半成品。半成品按照图6至8完全容纳外冷却套的内形状。因为在罩的内部循环有冷却介质，罩同时对半成品内侧有良好的冷却作用。图17d示出半成品从冷却销脱开，例如通过按照图5d的后冷却器的相应抽吸作用。
权利要求
1.一种在从一个注塑机的开放半模中取出半成品后用于后处理和冷却半成品的方法，其中还处在热状态下的半成品借助一个取出装置的水冷冷却套从开放模具中取出，其特征在于，半成品在一个注塑循环时间内经历强烈冷却，该冷却包括吹成型件的整个内侧和整个外侧，然后是后冷却，后冷却的时间为注塑循环时间的多倍，其中半成品在从浇注模中取出后动态地输入冷却套直至形成完全壁接触，而内冷却延时进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，内冷却借助空气通过布置在一个可受控运动的支承板上的冷却销实现，冷却销在取出装置完全驶出后同时输入到半成品内部中，其中冷却空气主动吹入和/或吸出。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，冷却销的运动在时间上以注塑循环的节奏进行而输入运动可控制力和/或行程。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，内冷却通过冷却销、通过抽吸空气和/或吹出空气进行，其中抽吸空气和吹出空气通过阀可控地接通和断开。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，内冷却在至少2至7秒的冷却时间内或后冷却时间的约3％至10％内保持至半成品的外表面有足够的强度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，每个冷却销相对于各半成品轻度密封地安放，控制吹出空气和抽吸空气，使在强烈冷却时在各半成品中产生轻度过压，半成品压在冷却套的内壁上并由此矫正。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，冷却销被一个可膨胀罩包围，其中在罩的内部冷却流体及压力流体循环以矫正和冷却半成品内侧。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过在冷却套侧面或半成品外底部的受控产生的负压动态输入取出装置中，由取出装置通过将外半成品底部上切换至过压取出。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，分阶段在强烈冷却时装入冷却剂，使在从浇注模中取出后尽可能快地消除半成品中的温度差，并由此将整个半成品中的晶体份额降低至尽可能低的值。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，冷却销为管状并优选在冷却销上具有一个吸出孔，其中用于强烈冷却的冷却销导引入半成品中，使吸出冷却空气的缝隙孔保持在内拱顶状半成品底的对面。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，冷却销具有一个变形接触头，该接触头被弹簧力向前推，使抽吸空气和/或压缩空气在强烈冷却阶段容易地从内半成品底升高接触头并形成空气缝隙。
12.一种在借助取出装置的水冷冷却套从一个注塑机的开放半模中取出半成品后用于后处理和冷却半成品的装置，其特征在于，该装置具有一个强烈冷却站和一个后冷却站，而强烈冷却站具有可导入半成品中的冷却销用以一个内冷却，其中冷却套的内部形状与浇注模的对应内部形状相协调，使半成品在从浇注模中取出时尽可能无缝地可动态推入冷却套中直至完全壁贴靠。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，冷却销在一个支承板上即一个传送抓持器的部分上，支承板可与一个真空源连接，用以从半成品内部吸出冷却空气，其中各冷却销具有可插入至靠近拱顶状半成品底的一个抽吸管。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，各冷却销具有一个由底座构成的罩，该罩一方面具有冷却空气的吹出孔，而另一方面通过支承板与一个压缩空气源相连，其中罩优选在小于抽吸管长度一半上延伸。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，支承板具有两个腔，一个第一腔与一个真空源相连，一个第二腔与一个压力源相连，其中抽吸管延伸穿过第二腔而第一腔直接与罩和抽吸管之间的空间相连。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置具有一个带有冷却套的取出装置和一个具有压缩空气接头的向着取出装置可移动至密封封闭的传送抓持器的支承板，用以在半成品内部产生短时间的膨胀压，使在从半模取出后紧接着在取出装置的冷却套中在还热着的状态下矫正各半成品。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，支承板相应于冷却套的数量具有带有密封环的吹气芯轴，吹气芯轴对每一个半成品在半成品内部形成一个密封位置以在半成品的内部中产生充气压力。
18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，密封位置相对半成品开放端设置，并可在吹气芯轴的输入运动的端部制造，以在半成品内部或在冷却套内部平面上产生足够的充气压力，其中单个冷却销与半成品螺纹部分的外边缘之间的密封位置可由软密封产生并通过弹性密封固定螺纹部分的外边缘。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的装置，其特征在于，该装置为了内冷却具有可控移动支承板的可插入半成品中的冷却销，其中单个冷却销相对半成品沿插入运动方向变形，使各吹气芯轴以受检测的力可插入至与半成品内拱顶部分接触。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，冷却销由吹气芯轴构成并具有一个可移动的接触头和一个连续延伸至接触头的吹出空气孔，吹出空气孔接入吹出芯轴与接触头之间的大小可改变的一个吹出空气腔。
21.根据权利要求19或21所述的装置，其特征在于，冷却销具有一个接触冷却头，以对各半成品的相应内拱顶部分进行机械接触和接触冷却，其中通过吹出空气和/或一个压缩弹簧可产生受检测的力。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的装置，其特征在于，接触头可自由移动地套状设置在一个最大推出和吸附的位置之间的冷却销上，其中移动力由吹出空气和/或一个压缩弹簧实现。
23.根据权利要求12或22中任一项所述的装置，其特征在于，强烈冷却站由结构独立可控制的取出站或一个后冷却器的部分构成，后冷却器有一个与一次注塑循环的多次装料相对应的冷却套的数量。
24.根据权利要求12或23中任一项所述的装置，其特征在于，该装置具有带有冷却套的一个取出机器人、带有支承板的一个传送抓持器，支承板相对于冷却销可控制的运动，其中半成品通过传送抓持器在取出机器人的冷却套中的一个后冷却后可转交到后冷却器以完全冷却，其中该装置具有一个控制装置，用以控制所有运动，该运动用于处理半成品和冷却销及循环有节奏地使用压缩空气和必要时使用抽吸空气。
全文摘要
本发明涉及一种方法和一种装置，用于在从一个注塑机的开放半模(18，9)中取出后用于后处理和冷却半成品(10)。半成品还处在热状态下借助取出装置(11)的水冷冷却套(12)从开放模具(18，9)中取出，一个注塑循环时间内经历强烈冷却。该冷却包括吹成型件(10)的整个内侧和整个外侧。这在后冷却前，后冷却的时间为注塑循环的多倍。半成品在从浇注模中取出后动态输入冷却套(21)直至形成完全壁接触。而内冷却延时进行。
文档编号B29C45/72GK1729088SQ03824883
公开日2006年2月1日 申请日期2003年2月21日 优先权日2002年11月5日
发明者R·魏因曼 申请人:内兹塔尔机械公司