DE10060440C1 - Einrichtung zur lagesicheren Fixierung von Bauteilen im Bereich eines Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges - Google Patents

Abstract

Einrichtung zur lagesicheren Fixierung von Bauteilen, insbesondere von Auswerferelementen, im Bereich eines mehrere Formteile beinhaltenden Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges mit mindestens einem im Bereich eines der Formteile bzw. Elementen desselben vorgesehenen Sicherungselement, das durch ein weiteres Werkzeugteil, in das Bauteil verriegelnder bzw. entriegelnder Weise, betätigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur lagesicheren Fixierung von Bauteilen, insbesondere von Auswerferelementen, im Bereich eines mehrere Formteile beinhaltenden Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges.

Kunststoff-Spritzgießwerkzeuge bestehen üblicherweise aus mehreren relativ zueinander bewegbaren Formteilen, von denen mindestens eines zur Formgebung unterschiedlicher Kunststoffteile vorgesehen ist, mindestens ein weiteres Auswerferelemente beinhaltet sowie mindestens ein als Werkzeugaufspannteil dienendes weiteres Formteil, das auf einer Maschinenaufspannplatte einer Kunststoff-Spritzgießmaschine positionierbar ist. Üblicherweise werden die Auswerferelemente lediglich dadurch vor axialer Verschiebung geschützt, daß man die Kunststoff-Spritzgießwerkzeuge in horizontaler Richtung lagert und auf die Ruhestellung vertraut.

Auswerferelemente werden in Kunststoffspritzgießwerkzeugen eingebaut, um Kunststoffspritzlinge nach dem Formfüllgang mechanisch zu entformen. Dazu werden die Auswerferformteile zum Teil mit sehr filigranen zylindrischen oder profilierten Auswerfern bestückt, die zum Entformen in Arbeitsrichtung der Form- bzw. der Maschine dienen. Beim Auf- und Abspannen des Kunststoff- Spritzgießwerkzeuges kann es nun vorkommen, daß das gesamte Werkzeug aus der Horizontalen heraus bewegt wird, so daß das bzw. die Auswerferelemente unkontrollierte Wege innerhalb der Formteile zurücklegen. Dies ist insbesondere bei Einlagerungen und Wartungsarbeiten der Fall. Hier ist nicht auszuschließen, daß es zu unerwünschten Beschädigungen an einzelnen oder mehreren der ggf. filigran ausgebildeten Auswerferelemente kommen kann, was unter Umständen erst bemerkt wird, wenn das Kunststoff- Spritzgießwerkzeug wieder aufgespannt, d. h. wieder im Betriebszustand ist, so daß unter Umständen auch weitere Schäden an anderen Formteilen hervorgerufen werden können.

Dem DE 75 24 433 U1 ist ein Spritzgußwerkzeug als Formwerkzeug bei Spritzgußmaschinen zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff zu entnehmen. Selbiges beinhaltet feststehende und/oder seitlich verschiebbare Backen, axial verlaufende Auswerferbolzen und eine Anzahl von Auswerferstiften, wobei die Backen des Spritzgußwerkzeuges mittels Haken während der Formfüllung und Abkühlung des Formteils geschlossen sind. Dieser Stand der Technik betrifft einen sogenannten Zweistufenauswerfer, wobei Tenor dieser Druckschrift das Entformen der Spritzlinge ist. Sicherungselemente für die Auswerfer sind hierbei nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine unkontrollierte Bewegung von Formteilen relativ zueinander, insbesondere ein unkontrolliertes Bewegen des Auswerferpaketes im Spritzgießwerkzeug zu verhindern, so daß die Kunststoff- Spritzgießwerkzeuge problemlos auch unter unterschiedlichen Winkeln auf- und abgespannt sowie eingelagert werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung zur lagesicheren Fixierung von Bauteilen, insbesondere von Auswerferelementen, im Bereich eines mehrere Formteile beinhaltenden Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges, mit mindestens einem im Bereich eines der Formteile bzw. Elementen desselben vorgesehenen Sicherungselement, das durch ein weiteres Werkzeugteil, in das Bauteil verriegelnder bzw. entriegelnder Weise, betätigbar ist, dergestalt, daß das Sicherungselement im Bereich einer Ausnehmung, insbesondere einer Leiste, des Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges, dieses insbesondere bündig nach innen und außen abschließend, positioniert ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch den Erfindungsgegenstand wird es nun möglich, daß eine Relativbewegung einzelner Formteile zueinander, insbesondere der Auswerferelemente, innerhalb des Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges sicher vermieden ist, so daß die Handhabung des jeweiligen Kunststoff- Spritzgießwerkzeuges beim Auf- und Abspannen sowie beim Einlagern ohne Beschädigungen an den Auswerferelementen erleichtert wird.

Das vorzugsweise ein quaderförmiges Gehäuse aufweisende Sicherungselement ist platzsparend innerhalb einer Ausnehmung der Leisten positioniert, wobei der Rastbolzen in die Auswerferdruckplatte hineinragen kann. Durch bündige Ausbildung werden keine störenden Überstände gebildet.

Das Sicherungselement, das insbesondere formschlüssig mit Bauteilen der Auswerferei, vorzugsweise der Auswerferdruckplatte, zusammenwirkt, steht für die erwähnten Aufspann- bzw. Abspannarbeiten sowie Transportzwecke in verriegelnder Form mit den betreffenden Bauteilen in Wirkverbindung. Unkontrollierte Bewegungen von Bauteilen, insbesondere der Auswerferelemente, innerhalb des Spritzgießwerkzeuges, werden somit sicher unterbunden.

Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß innerhalb des quaderartigen Gehäuses ein federgelagerter Rastbolzen positioniert ist, der, betätigt durch einen Druckbolzen, in Sicherungsrichtung auf das jeweilige Bauteil, insbesondere die Auswerferdruckplatte, zu bewegbar ist. Der Druckbolzen, ist einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß im Bereich der Werkzeugaufspannplatte innerhalb einer sich von Stirnfläche zu Stirnfläche erstreckenden Ausnehmung positioniert und wird vorzugsweise von einer Führungshülse umgeben. Der Druckbolzen selber ist hierbei so dimensioniert, daß er in nicht aufgespanntem Zustand, das heißt in der Außerbetriebsstellung, des Spritzgießwerkzeuges, über die freie Stirnfläche der Werkzeugaufspannplatte hinausragt. Beim Aufspannen des Kunststoff- Spritzgießwerkzeuges auf die Maschinenaufspannplatte wird der Druckbolzen nun in eine im Bereich des Rastbolzens vorgesehene Ausnehmung eingedrückt und bewegt den Rastbolzen aus seiner Sicherungsstellung dergestalt heraus, daß die zugehörige Formplatte, insbesondere Auswerferdruckplatte samt Auswerferelementen, dann wieder frei ist, sobald das Kunststoff- Spritzgießwerkzeug wieder in Betrieb genommen wird. Dieser Zustand bleibt solange erhalten, bis das Kunststoff-Spritzgießwerkzeug wieder von der Maschinenaufspannplatte abgespannt wird, wodurch der mittels einer Druckfeder mit konstanter Vorspannkraft gelagerte Rastbolzen den Druckbolzen aus der Ausnehmung herausdrückt und die Verriegelung mit der betreffenden Formplatte, insbesondere Auswerferdruckplatte, wieder hergestellt wird.

Das Auswerfer-Sicherungselement besteht aus einem geschlossenen, insbesondere quaderartigen Gehäuse, das in Sicherungsrichtung mit einer Bohrung versehen ist, durch die der Rastbolzen verschoben werden kann. In Antriebsrichtung ist eine weitere Bohrung eingebracht, innerhalb derer sich der Druckbolzen bewegt. Der Druckbolzen ist vorzugsweise um 90° zum Rastbolzen versetzt vorgesehen, so daß die Relativbewegung zwischen Druckbolzen und Rastbolzen durch das Zusammenwirken der Maschinenaufspannplatte mit dem aufzuspannenden Kunststoff- Spritzgießwerkzeug, respektive des zugeordneten Formteils, bewirkt wird. Über eine, vorzugsweise schiefe Ebene wird die Kraft von der Axialen zur Querrichtung umgelenkt. Die schiefe Ebene wirkt somit sowohl am, insbesondere als Kegel ausgebildeten, Ende des Druckbolzens, als auch in einer komplementären Schräge im Bereich einer Ausnehmung des Rastbolzens. Die Funktion des Rastbolzens, nämlich den bereits angesprochenen Formschluß herzustellen, wird durch die bereits angesprochene Druckfeder bewirkt, die sich außerhalb des zu sichernden Bereiches, den Rastbolzen umgebend, innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist. Die Druckfeder ist hierbei so aufgebaut bzw. eingestellt, daß ein ständiger Druck aufrechterhalten wird und der Rastbolzen formschlüssig innerhalb einer Ausnehmung an dem jeweiligen Formteil, insbesondere der Auswerferdruckplatte, einrasten kann. Dieser Druck kann nur durch Entlastung der Druckfeder mittels des Druckbolzens aufgehoben werden. Der Druckbolzen kann aber wiederum nur entlastet werden, wenn das Kunststoffspritzgießwerkzeug von der Maschine abgespannt wird.

Die erfindungsgemäße Auswerfersicherung ist kompakt aufgebaut und maßlich auf die Leisten der handelsüblichen Spritzgießformen abgestimmt. Der Einbau kann hierbei in einer beispielsweise zu fräsenden Aussparung in der Leiste mit ebenfalls handelsüblichen Schrauben oder Stiften herbeigeführt werden. Dieser Einbauraum steht in den Werkzeugen immer zur Verfügung, da die Funktion der Leiste - nämlich als Stütze zwischen Formplatte oder Formzwischenplatte und Formaufspannplatte zu dienen - in keiner Weise beeinträchtigt wird. Auch die Primärfunktion des Bestimmens des Auswerferweges bleibt voll erhalten.

Das Sicherungselement ist als Normalie anzusehen und kann, wie bereits angesprochen, im Bereich handelsüblicher Spritzgießformen problemlos integriert werden, so daß auch eine Nachrüstung vorhandener Kunststoff- Spritzgießwerkzeuge ohne Schwierigkeiten gegeben ist.

Durch den Einbau des Sicherungselementes wird gewährleistet, daß die empfindlichen Bauteile der Auswerferei, wie schlanke und baulange Auswerferelemente mit hohem Knickrisiko lagesicher ortsfest gehalten werden, wobei ein unbeabsichtigtes Verrutschen der Auswerferei, insbesondere der Auswerferelemente, unmöglich gemacht wird.

Der Erfindungsgegenstand ist konkret auf ein Kunststoff-Spritzgießwerkzeug abgestellt, da hier der wesentliche Anwendungsbereich zu sehen ist. Denkbar ist jedoch auch, den Erfindungsgegenstand im Bereich von Schnitt- und Stanzwerkzeugen einzusetzen, um auf diese Weise die Schneidstempel zu sichern.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Prinzipskizzen eines Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges in entriegeltem bzw. verriegeltem Zustand einzelner der Formteile;

Fig. 3 Prinzipskizze des Sicherungselementes.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Kunststoff-Spritzgießwerkzeug 1, welches mehrere Formteile 2, 3,4 beinhaltet. Das Formteil 2 soll in diesem Beispiel eine Werkzeugaufspannplatte sein. Das Formteil 3 soll das gesamte Auswerferpaket darstellen. Das Formteil 4 beinhaltet nicht weiter dargestellte innere Formgebungsbereiche. Das Auswerferpaket 3 weist eine Auswerferdruckplatte 5, eine Leiste 5' sowie eine Auswerferhalteplatte 6 auf, innerhalb welcher Auswerferelemente 7 vorgesehen sind. Das aus den Formteilen 2 bis 4 gebildete Kunststoff-Spritzgießwerkzeug 1 soll in diesem Beispiel auf eine mit einer Maschinenaufspannplatte 8 versehene, nicht weiter dargestellte Kunststoffspritzgießmaschine in Wirkverbindung gebracht werden.

Fig. 1 zeigt zunächst einmal den nicht aufgespannten Zustand des Kunststoff- Spritzgießwerkzeuges 1, das der besseren Übersicht halber lediglich zu einer Hälfte dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt den aufgespannten Zustand des Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges 1 auf der Maschinenaufspannplatte 8.

Im Bereich des Auswerferpaketes 3, insbesondere der Leiste 5', ist ein Sicherungselement 9 innerhalb einer gefrästen Ausnehmung 10 positioniert, das ein im Querschnitt etwa quaderartiges Gehäuse 11 umfaßt und mit den korrespondierenden Umfangsflächen 12, 12' der Leiste 5' bündig abschließt. Bisher zum Einsatz gelangende Kunststoff-Spritzgießwerkzeuge mußten zum Zwecke der Auf- bzw. Abspannung und des Transportes im wesentlichen horizontal bewegt werden, um zu vermeiden, daß die zum Teil filigran ausgebildeten, ein hohes Knickrisiko beinhaltenden Auswerferelemente 7 sich nicht unkontrolliert innerhalb der Formteile 3, 4 bewegen können.

Zur Vermeidung dieses unerwünschten Zustandes wird nun vorgeschlagen, ein einen mit einer Kulisse 13 versehenen Rastbolzen 14 zu verwenden, der formschlüssig in eine, im Bereich der Auswerferdruckplatte 5 eingebrachte Arretierausnehmung 15 eingreift und somit die Auswerferdruckplatte 5, respektive die Auswerferelemente 7, vor unkontrollierter axialer Bewegung schützt. Der Rastbolzen 14 ist außerhalb des Sicherungsbereiches von einer Druckfeder 16 umgeben, die zwischen der kulissenseitigen Stirnfläche 17 und einer als Abschlußelement dienenden Abdeckplatte 18 positioniert ist. Die Abdeckplatte 18 ist mit einer durchgehenden Ausnehmung 19 versehen, durch die der Rastbolzen 14 bedarfsweise hindurchtreten kann, um in seine entriegelte Position zu gelangen. Im Bereich des Gehäuses 11 ist ein innerhalb einer Führungsnut 20 positionierter Stift 21 vorgesehen. Die Kulisse 13 beinhaltet darüber hinaus eine mit einer Schräge 22 versehene Ausnehmung 23. Das Sicherungselement 9 wirkt mit einem Druckbolzen 24 zusammen, der innerhalb einer Führungshülse 25 geführt ist, die innerhalb einer Ausnehmung 25' des Formteiles 2 positioniert ist. Das freie Ende 26 des Druckbolzens 24 ist hierbei komplementär zur Schräge 22 der Ausnehmung 23 vorgesehen, so daß ein problemloses Eintauchen des Druckbolzens 24 in die Nut 23 möglich ist.

Wie bereits angesprochen, zeigt Fig. 1 den Zustand der Außerbetriebstellung des Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges 1. Der Druckbolzen 24 ragt hierbei über die freie Stirnfläche 27 der Werkzeugaufspannplatte 2 hinaus, so daß das freie Ende 26 desselben außerhalb der Ausnehmung 23 vorgesehen ist. Die eine konstante Kraft ausübende Druckfeder 16 bewirkt, daß der Rastbolzen 14 in der Arretierausnehmung 15 positioniert ist, so daß für Transport- und Montage-/Demontagezwecke des Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges 1 eine sichere Verriegelung der Formteile 2, 3 zueinander gewährleistet ist.

Fig. 2 zeigt den Zustand, in welchem das Kunststoff-Spritzgießwerkzeug 1 auf der Maschinenaufspannplatte 8 fixiert ist. Im Verlauf des Aufspannvorganges wird der Druckbolzen 14 durch die Maschinenaufspannplatte 8 in die Ausnehmung 23 hineingedrückt, so daß der Rastbolzen 14 die Arretierausnehmung 15 nun freigibt und eine Bewegung des Auswerferpaketes 3, respektive der Auswerferelemente 7, nunmehr möglich ist. Die Druckfeder 16 wird hierbei weiter vorgespannt. Im aufgespannten Zustand liegen die Stirnflächen 27, 28 einerseits der Werkzeugaufspannplatte 2 und andererseits der Maschinenaufspannplatte 8 bündig aufeinander, so daß eine Rückwärtsbewegung des Druckbolzens 24 aus der Ausnehmung 23 heraus nicht möglich ist und die entsprechenden Formteile 3, respektive Auswerferelemente 7, in ihrer Beweglichkeit im Betriebszustand nicht behindert werden.

Fig. 3 zeigt das als Normalie ausgebildete Sicherungselement 9 als Einzelteil. Erkennbar sind folgende Bauteile:
das quaderartig ausgebildete Gehäuse 11, das mit Bohrungen 30, 31, 32, 33 versehen ist.

Innerhalb des Gehäuses 11 ist ein mit einer Kulisse 13 versehener Rastbolzen 14 positioniert, dessen eines Ende aus der Bohrung 30 herausragt und zur Verriegelung mit dem betreffenden Formteil 5 dient. Außerhalb des Verriegelungsbereiches ist eine Druckfeder 16 vorgesehen, die den Rastbolzen 14 umgibt und die sich zwischen der Stirnfläche 17 der Kulisse 13 und einer die Bohrung 32 abschließenden Abdeckplatte 18 erstreckt. Die Abdeckplatte 18 ist hierbei mit einer Durchtrittsöffnung 19 für den Rastbolzen 14 versehen, so daß die freie Beweglichkeit desselben innerhalb des Gehäuses 11 sichergestellt ist. Am Gehäuse 11 ist über eine Führungshülse 25 ein Druckbolzen 24 positioniert, der ein kegelartiges Ende 26 beinhaltet. Der Druckbolzen 24 ragt über die freie Stirnfläche 34 der Führungshülse 25 hinaus und kann bei entsprechender Auslenkung in eine mit einer komplementären Schräge 22 im Bereich der Kulisse 13 vorgesehenen Ausnehmung 23 eintauchen und den Rastbolzen 14 gegen die Kraft der Druckfeder 16 aus dem Verriegelungszustand in einen Entriegelungszustand überführen. Das erfindungsgemäße Sicherungselement 9 ist als Normalie ausgebildet und kann problemlos in handelsübliche Formteile eingebracht werden, wobei auch die Nachrüstung in einfacher Weise realisiert werden kann. Über die, durch die Schräge 22 in Verbindung mit dem kegelartig ausgebildeten Endbereich 26 gebildete schiefe Ebene kann die, durch den Druckbolzen 24 ausgeübte Kraft von der Axialen zur radialen Querrichtung umgelenkt werden.

Das Sicherungselement 9 ist - wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt - maßlich auf die Leisten 5' handelsüblicher Spritzgießwerkzeuge 1 abgestimmt, wobei der Einbau, beispielsweise in der gefrästen Ausnehmung 10, im Bereich der Leiste 5' erfolgt. Infolge des hier ohnehin zur Verfügung stehenden Einbauraumes wird die Funktion der Leiste 5', nämlich als Stütze zwischen Formplatte 4 und Werkzeugaufspannplatte 2 in keiner Weise beeinträchtigt, was im übrigen auch für die Bestimmung des Auswerferweges gilt, der voll erhalten bleibt.

Claims (12)

1. Einrichtung zur lagesicheren Fixierung von Bauteilen (3), insbesondere von Auswerferelementen (7), im Bereich eines mehrere Formteile (2, 3, 4) beinhaltenden Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges (1), mit mindestens einem im Bereich eines der Formteile (3) bzw. Elementen (5') desselben vorgesehenen Sicherungselement (9), das durch ein weiteres Werkzeugteil (8), in das Bauteil (3) verriegelnder bzw. entriegelnder Weise, betätigbar ist, dergestalt, daß das Sicherungselement (9) im Bereich einer Ausnehmung (10), insbesondere einer Leiste (5'), des Kunststoff-Spritzgießwerkzeuges (1), dieses insbesondere bündig nach innen und außen abschließend, positioniert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (9) ein mit mehreren Bohrungen (30, 31, 32, 33) versehenes Gehäuse (11) aufweist und mindestens einen in Sicherungsrichtung bewegbaren Rastbolzen (14) beinhaltet, der über mindestens einen durch das Werkzeugteil (8) beaufschlagbaren Druckbolzen (24) betätigbar ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastbolzen (14) mit einer mindestens eine Ausnehmung (23) sowie mindestens eine Nut (20) beinhaltenden Kulisse (13) versehen ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) etwa quaderartig ausgebildet ist, wobei eine außerhalb des Sicherungsbereiches vorgesehen Bohrung (32) durch eine mit einer Durchgangsbohrung (19) versehene Abdeckplatte (18) verschließbar ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abdeckplatte (18) und der dieser zugewandten Kulissenstirnfläche (17) mindestens eine Druckfeder (16) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (20) als Führungsnut für mindestens einen gehäuseseitig angeordneten Stift (21) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbolzen (24) rastbolzenseitig einen, insbesondere kegelartig verjüngten, Bereich (26) aufweist, der in einen komplementär abgeschrägten Bereich (22) der Ausnehmung (23) hineinragt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbolzen (24) innerhalb einer Führungshülse (25) gleitend vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbolzen (24), respektive die Führungshülse (25), in einer Ausnehmung (25') im Bereich der Werkzeugaufspannplatte (2) positioniert ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (25) und der Druckbolzen (24) durch variabel vorsehbare Längen auf marktübliche Formplattendicken abstimmbar ist bzw. sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswerferpaket (3), insbesondere die Auswerferelemente (7), im nicht aufgespannten Zustand des Kunststoffspritzgießwerkzeuges (1) durch das Sicherungselement (9) formschlüssig verriegelt ist bzw. sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf des Aufspannvorganges des Kunststoff- Spritzgießwerkzeuges (1) auf die Maschinenaufspannplatte (8) einer Kunststoff-Spritzgießmaschine die Verriegelung durch Betätigung des Druckbolzens (24) in Richtung des Rastbolzens (14), insbesondere durch Betätigung durch die Maschinenaufspannplatte (8), aufhebbar ist.