DE102013014617B4

DE102013014617B4 - Vertikale Zwei-Platten-Schließeinheit, Spritzgießmaschine sowie Verfahren zur Herstellung von Hybridspritzgussteilen

Info

Publication number: DE102013014617B4
Application number: DE102013014617.8A
Authority: DE
Inventors: Herbert Zeidlhofer
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2033-09-03
Also published as: CN103660209A; AT513291A2; DE102013014617A1; AT513291B1; CN103660209B; AT513291A3

Abstract

Vertikale Zwei-Platten-Schließeinheit (1) für eine Spritzgießmaschine, mit a. einer stationären Basisplatte (2), b. einer in vertikaler Richtung relativ zur Basisplatte verfahrbaren Platte (3) und c. wenigstens einem Drehtisch (14), der zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Basisplatte (2) und Drehtisch (14) wenigstens ein Schiebetisch (13) angeordnet ist, sodass der Drehtisch (14) aus dem Bereich zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) ein- und ausbringbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schließeinheit für eine vertikale Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eine Spritzgießmaschine mit einer derartigen Schließeinheit und ein Verfahren zur Herstellung von Hybridspritzgussteilen unter Verwendung einer derartigen Spritzgießmaschine.
Gattungsgemäße Schließeinheiten gehen zum Beispiel aus der EP 0 629 487 A1 oder der DE 41 01 106 A1 hervor. In diesen Schriften sind Schließeinheiten einer Vertikalspritzgießmaschine offenbart, die einen Drehtisch aufweisen. Durch diese Drehtische können Formhälften eines Spritzgießwerkzeugs gedreht werden. Dies ermöglicht die Herstellung zweikomponentiger Spritzgussteile.
Von immer größerer Bedeutung ist es, Hybridspritzgussteile kostengünstig in großen Mengen zu fertigen. Solche Hybridspritzgussteile weisen zum Beispiel neben einem zwei- oder mehrkomponentigen Spritzgussanteil einen Gewebeträger auf, durch den beispielsweise die Elastizität oder ähnliche Eigenschaften des Hybridspritzgussteils verbessert werden.
Für eine Herstellung solcher Hybridspritzgussteile können zwar Schließeinheiten, wie die aus den oben genannten Schriften hervorgehen, benutzt werden. Allerdings hat dies den Nachteil, dass einige vorbereitende oder intermediäre Arbeitsschritte, die nicht mit dem Spritzgießen verwandt sind, im Bereich zwischen den Formaufspannplatten durchgeführt werden müssen. Wegen des dort herrschenden Platzmangels stellt dies nicht zu unterschätzende Anforderungen an Handhabungsgeräte, die solche Arbeitsschritte zu erledigen haben. Dies führt einerseits zu einer Verteuerung des Produktionsablaufs und andererseits zu einer Verlangsamung desselben.
Weitere Schließeinheiten, die entweder eine Drehung oder eine Verschiebung eines Werkzeugteils ermöglichen, sind aus der DE 2424782 A1 , der DE 693 01 584 T2 , der US 6,019,929 A sowie der US 2001/0038866 A1 bekannt. Das angesprochene Problem wird in diesen Dokumenten jedoch weder erkannt noch gelöst. Insbesondere befassen sie sich nicht mit der Fertigung von Hybridspritzgussteilen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die diskutierten Nachteile zu beheben.
Diese Aufgabe wird durch eine vertikale Zwei-Platten-Schließeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Vertikalspritzgießmaschine mit einer derartigen Schließeinheit sowie einem Verfahren, das eine solche Vertikalspritzgießmaschine verwendet, gelöst.
Dies geschieht, indem zwischen der unteren Formaufspannplatte, hier und im Folgenden genannt Basisplatte, und dem Drehtisch ein Schiebetisch angeordnet ist, durch den der Drehtisch gegebenenfalls samt einer Formhälfte aus dem Bereich zwischen Basisplatte und oberer Formaufspannplatte, hier und im Folgenden genannt verfahrbare Platte, ein- und ausbringbar ist.
Erfindungsgemäße vertikale Schließeinheiten können beispielsweise auch bei Spritzpressen zum Einsatz kommen. Nicht gattungsgemäß sind jedoch Horizontalspritzgießmaschinen, wie sie zum Beispiel aus der DE 36 37 166 A1 hervorgehen. Diese weisen zwar auch sowohl einen Dreh- als auch einen Schiebetisch auf. Allerdings dienen diese dort einem vollkommen anderen Zweck und können deshalb nicht als Lösung des dargelegten Problems betrachtet werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Es kann vorgesehen sein, dass der Schiebetisch über einen Kraftspeicher gelagert ist, sodass, wenn der Drehtisch in den Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbare Platte eingebracht wird, der Schiebetisch von der Basisplatte beabstandet ist. Beim nachfolgenden Schließen der Schließeinheit wird der Schiebetisch auf der Basisplatte abgesetzt. Dies kann aktiv, etwa durch die Veränderung eines Drucks in einem hydraulischen Zylinder, oder passiv, etwa durch Druck der verfahrbaren Platte auf den mit einem Federelement gelagerten Schiebetisch, geschehen. Wird, zum Beispiel nach einem Spritzgussarbeitsschritt, die Schließeinheit daraufhin wieder geöffnet, hebt der Kraftspeicher den Schiebetisch wieder von der Basisplatte ab. Dies ist einer reibungsarmen linearen Verfahrbewegung des Schiebetisches dienlich.
Der Kraftspeicher kann als hydraulische oder magnetische Kolben-Zylinder-Einheit oder als Feder – insbesondere eine Blattfeder – oder als ein Luftkissen ausgebildet sein. Das Luftkissen wird hierbei bevorzugt dadurch erzeugt, dass durch eine Vielzahl von Düsen Druckluft in einen Zwischenraum zwischen Basisplatte und Schiebetisch eingebracht wird. Der Druck beträgt hierbei typischerweise maximal 10 bar. Des Weiteren kann es vorteilhaft sein durch eine Gummischürze ein Entweichen der Druckluft aus dem Zwischenraum zumindest teilweise zu unterbinden.
Bevorzugt ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der der Drehtisch und/oder der Schiebetisch ein Zahnprofil aufweisen und diese (dieser) durch Zusammenwirkung mit von Antriebseinheiten getriebenen Zahnrädern drehbar bzw. verschiebbar sind (ist). Diese Antriebseinheiten können etwa elektrisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch betrieben sein. Diese Lösung kann besonders einfach tolerant gegenüber den oben beschriebenen Hebe- und Senkbewegungen des Schiebetisches ausgeführt werden. Aber auch andere Ausführungen, wie etwa die Verwendung einer Kugelumlaufspindel oder von Zylindern, sind ohne Weiteres denkbar.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der zwei Drehtische vorgesehen sind, die über zwei Schiebetische abwechselnd in den Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte ein- und ausbringbar sind. Stillstandszeiten der Spritzgießmaschine, die anderen notwendigen Arbeitsschritten geschuldet sind, können so verkürzt werden, und so die Produktionsdauer eines Hybridspritzgussteils weiter verringert werden. Natürlich sind auch Ausführungsformen denkbar, die nur über einen Schiebetisch für zwei Drehtische oder über mehr als zwei Drehtische mit einer entsprechenden Anzahl Schiebetischen verfügen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind Holme vorgesehen, welche die Basisplatte und die verfahrbare Platte durchsetzen und welche sowohl in der Basisplatte als auch in der verfahrbaren Platte geführt und relativ zu diesen bewegbar sind. Es können Druckkissen vorgesehen sein, durch welche die Holme zum Aufbau einer Schließkraft unter Zugspannung setzbar sind. Hierbei kann der Druck in den Druckkissen etwa hydraulisch, elektrohydraulisch und/oder elektromagnetisch erzeugt werden.
Zur Führung der Holme in der Basisplatte und/oder der verfahrbaren Platte können an den Platten Buchsen angeordnet sein.
Weiterhin kann an der Schließeinheit eine Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung der Holme mit der verfahrbaren Platte vorgesehen sein, wobei die Verriegelung vorzugsweise formschlüssig ist. Diese Verriegelungsvorrichtung kann als elektrische, elektromagnetische oder hydraulische Verriegelungsvorrichtung ausgeführt sein.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der wenigstens eine Drehtisch als Formträger für eine Formhälfte eines Spritzgießwerkzeugs und/oder als Indexplatte ausgebildet ist.
Die Schließeinheit kann rahmenfrei ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zum Verfahren der verfahrbaren Platte in vertikaler Richtung eine – vorzugsweise elektromechanische oder hydraulische – Eilhubvorrichtung vorgesehen sein.
Vorzugsweise stützt sich die verfahrbare Platte nur über die Eilhubvorrichtung an der Basisplatte oder am Boden ab.
Schutz wird auch begehrt für eine Spritzgießmaschine mit wenigstens einer Plastifiziereinheit für wenigstens eine Spritzgießkomponente, wenigstens einer Einspritzeinheit zum Einspritzen der plastifizierten wenigstens einen Spritzgießkomponente in eine Form und wenigstens einer erfindungsgemäßen vertikalen Zwei-Platten-Schließeinheit.
Des Weiteren wird Schutz begehrt für ein Verfahren zur Herstellung von Hybridspritzgussteilen, wobei

– außerhalb des Bereichs zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte vorbereitende Arbeitsschritte an oder in Formnestern einer Formhälfte durchgeführt werden,
– die Formhälfte durch den Schiebetisch in den Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte eingebracht wird,
– in einem ersten Spritzgießschritt ein Teil des Hybridspritzgussteils spritzgegossen wird,
– die Formhälfte durch den Drehtisch gedreht wird,
– in einem zweiten Spritzgießschritt ein weiterer Teil des Hybridspritzgussteils spritzgegossen wird und,
– die Formhälfte durch den Schiebetisch aus dem Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte ausgebracht wird.

Bei einem vorbereitenden Arbeitsschritt kann es sich um das Einbringen von faserverstärkten Matten oder Erwärmung derselben handeln.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass

– während sich eine Formhälfte in dem Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte befindet vorbereitende Arbeitsschritte an oder in Formnestern einer weiteren Formhälfte durchgeführt werden,
– nachdem die eine Formhälfte aus dem Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte ausgebracht wird, die weitere Formhälfte durch einen Schiebetisch in den Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte eingebracht wird,
– in einem dritten Spritzgießschritt ein Teil eines zweiten Hybridspritzgussteils spritzgegossen wird,
– die weitere Formhälfte durch einen Drehtisch gedreht wird,
– in einem vierten Spritzgießschritt ein weiterer Teil des zweiten Hybridspritzgussteils spritzgegossen wird und,
– die weitere Formhälfte durch einen Schiebetisch aus dem Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte ausgebracht wird.

Selbstverständlich können auch bei sogenannten RTM-Verfahren, bei denen duroplastische Kunststoffe verarbeitet werden, können ähnliche Verfahrensschritte benutzt werden, um die Produktivität zu steigern.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen vertikalen Zwei-Platten-Schließeinheit mit seitlich angeordneter Einspritzeinheit sowie einer Kombination aus Drehtisch und Schiebetisch,
2a eine schematische Seitenansicht der Schließeinheit, wobei der Drehtisch aus dem Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte ausgebracht ist,
2b eine schematische Seitenansicht der Schließeinheit im offenen Zustand, wobei der Drehtisch in den Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbare Platte eingebracht ist,
2c eine schematische Seitenansicht der geschlossenen Schließeinheit und
3 eine schematische Draufsicht auf eine Spritzgussmaschine mit zwei Drehtisch-Schiebetisch Kombinationen.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Spritzgussmaschine 7. Zu erkennen sind die Plastifiziereinheit 10, die Einspritzeinheit 12 und die Schließeinheit 1. Die Schließeinheit 1 weist einen Schiebetisch 13 sowie einen darauf befestigten Drehtisch 14 auf. Des Weiteren sind die stationäre Basisplatte 2, die verfahrbare Platte 3 und die Holme 4 zu erkennen. Außerdem ist die Eilhubvorrichtung 9 gezeigt, die dem schnellen Anheben der verfahrbaren Platte 3 dient. Die Verriegelungseinrichtung 5 zur Verriegelung der Holme 4 mit der verfahrbahren Platte 3 ist auch zu erkennen. Des Weiteren sind Druckkissen 6 zu erkennen, durch welche die Schließkraft der Schließeinheit 1 aufgebaut werden kann.
2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Schließeinheit 1, wobei (a) der Drehtisch 14 aus dem Bereich zwischen Basisplatte 2 und verfahrerbarer Platte 3 ausgebracht ist und die Schließeinheit 1 geöffnet ist, (b) der Drehtisch 14 im Bereich zwischen Basisplatte 2 und verfahrbarer Platte 3 eingebracht ist und die Schließeinheit 1 geöffnet ist, (c) der Drehtisch 14 in den Bereich zwischen Basisplatte 2 und verfahrbarer Platte 3 eingebracht ist und die Schließeinheit 1 geschlossen ist. Zu erkennen sind jeweils die Basisplatte 2 und die verfahrbare Platte 3 sowie die Holme 4 und die Buchsen 8 an den Platten für die Holme 4. Die Bewegungen des Drehtisches 14 und des Schiebetisches 13 werden über die Antriebseinheiten 15 getrieben. Die Rollen 16 sind gefedert gelagert, der Kraftspeicher ist also als Feder ausgeführt.
Eine schematische Draufsicht auf eine Spritzgießmaschine 7 mit Spritzeinheit 12, Plastifziereinheit 10 und Schließeinheit 1 ist in 3 zu sehen. Die hier gezeigte Ausführungsform der Erfindung weist jeweils zwei Drehtische 14 und zwei Schiebetische 13 auf. Hierbei können an einem Drehtisch 14 spritzgießfremde Arbeitsschritte durchgeführt werden, während sich der andere Drehtisch 14 in der Schließeinheit 1 befindet.
Bezugszeichenliste

1: Schließeinheit
2: Basisplatte
3: Platte
4: Holme
5: Verriegelungseinrichtung
6: Druckkissen
7: Spritzgießmaschine
8: Buchsen
9: Eilhubvorrichtung
10: Plastifiziereinheit
12: Einpritzeinheit
13: Schiebetisch
14: Drehtisch
15: Antriebseinheiten
16: Rollen

Claims

Vertikale Zwei-Platten-Schließeinheit (1) für eine Spritzgießmaschine, mit a. einer stationären Basisplatte (2), b. einer in vertikaler Richtung relativ zur Basisplatte verfahrbaren Platte (3) und c. wenigstens einem Drehtisch (14), der zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Basisplatte (2) und Drehtisch (14) wenigstens ein Schiebetisch (13) angeordnet ist, sodass der Drehtisch (14) aus dem Bereich zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) ein- und ausbringbar ist.
Vertikale Zwei-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 1, wobei der Schiebetisch (13) über einen Kraftspeicher gelagert ist, sodass der Schiebetisch (13) von der Basisplatte (2) beabstandet in den Bereich zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) ein- und ausbringbar ist und der Schiebetisch (13) auf der Basisplatte (2) absetzbar ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 2, wobei der Kraftspeicher als hydraulische oder magnetische Kolben-Zylinder-Einheit, als Feder – insbesondere eine Blattfeder – oder als Luftkissen ausgebildet ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Drehtisch (14) und/oder der Schiebetisch (13) ein Zahnprofil aufweisen und diese (dieser) durch Zusammenwirkung mit von Antriebseinheiten (15) getriebenen Zahnrädern drehbar bzw. verschiebbar sind (ist).
Zwei-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 4, wobei die Antriebseinheiten (15) elektrisch, elektromagnetisch, pneumatisch und/oder hydraulisch sind.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwei Drehtische (14) vorgesehen sind, die über zwei Schiebetische (13) abwechselnd in den Bereich zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) ein- und ausbringbar sind.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Holme (4) vorgesehen sind, welche die Basisplatte (2) und die verfahrbare Platte (3) durchsetzen und welche sowohl in der Basisplatte (2) als auch in der verfahrbaren Platte (3) geführt und relativ zu diesen bewegbar sind.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 7, wobei Druckkissen (6) vorgesehen sind, durch welche die Holme (4) zum Aufbau einer Schließkraft unter Zugspannung setzbar sind.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 7 oder 8, wobei in der Basisplatte (2) und/oder in der verfahrbaren Platte (3) zur Führung der Holme (4) Buchsen (8) angeordnet sind.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Schließkraft in den Druckkissen (6) hydraulisch, elektrohydraulisch und/oder elektromagnetisch erzeugbar ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Verriegelungsvorrichtung (5) zur Verriegelung der Holme (4) mit der verfahrbaren Platte (3) vorgesehen ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 11, wobei die Verriegelungsvorrichtung (5) formschlüssig verriegelbar ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Verriegelungsvorrichtung (5) als elektrische, elektromagnetische oder hydraulische Verriegelungsvorrichtung (5) ausgebildet ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der wenigstens eine Drehtisch (14) als Formträger für eine Formhälfte ausgebildet ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der wenigstens eine Drehtisch (14) als Indexplatte ausgebildet ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Zwei-Platten-Schließeinheit (1) rahmenfrei ausgebildet ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei zum Verfahren der verfahrbaren Platte (3) in vertikaler Richtung eine – vorzugsweise elektromechanische oder hydraulische – Eilhubvorrichtung (9) vorgesehen ist.
Zwei-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 17, wobei sich die verfahrbare Platte (3) nur über die Eilhubvorrichtung (9) an der Basisplatte (2) oder am Boden abstützt.
Spritzgießmaschine (7) mit: – wenigstens einer Plastifiziereinheit (10) für wenigstens eine Spritzgießkomponente, – wenigstens einer Einspritzeinheit (12) zum Einspritzen der plastifizierten wenigstens einen Spritzgießkomponente in eine Form und – wenigstens einer vertikalen Zwei-Platten-Schließeinheit (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18.
Verfahren zur Herstellung von Hybridspritzgussteilen unter Verwendung einer Spritzgießmaschine (7) nach Anspruch 19, wobei – außerhalb des Bereichs zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) vorbereitende Arbeitsschritte an oder in Formnestern einer Formhälfte durchgeführt werden, – die Formhälfte durch den Schiebetisch (13) in den Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte eingebracht wird, – in einem ersten Spritzgießschritt ein Teil des Hybridspritzgussteils spritzgegossen wird, – die Formhälfte durch den Drehtisch (14) gedreht wird, – in einem zweiten Spritzgießschritt ein weiterer Teil des Hybridspritzgussteils spritzgegossen wird und, – die Formhälfte durch den Schiebetisch (13) aus dem Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte ausgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei – während sich eine Formhälfte in dem Bereich zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) befindet vorbereitende Arbeitsschritte an oder in Formnestern einer weiteren Formhälfte durchgeführt werden, – nachdem die eine Formhälfte aus dem Bereich zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) ausgebracht wird, die weitere Formhälfte durch einen Schiebetisch (13) in den Bereich zwischen Basisplatte und verfahrbarer Platte eingebracht wird, – in einem dritten Spritzgießschritt ein Teil eines zweiten Hybridspritzgussteils spritzgegossen wird, – die weitere Formhälfte durch einen Drehtisch (14) gedreht wird, – in einem vierten Spritzgießschritt ein weiterer Teil des zweiten Hybridspritzgussteils spritzgegossen wird und, – die weitere Formhälfte durch einen Schiebetisch (13) aus dem Bereich zwischen Basisplatte (2) und verfahrbarer Platte (3) ausgebracht wird.