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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießeinrichtung mit einer ortsfesten
Formaufspannplatte und einer bewegbaren Formaufspannplatte sowie an einer
Formaufspannplatte angeordneten und Öffnungen in der anderen Formaufspannplatte
durchsetzenden Holmen zum Verbinden der Formaufspannplatten, wobei an der durch
die Holme durchsetzten Formaufspannplatte translatorisch gegeneinander
verschiebbare Backen aufweisende Verriegelungsvorrichtungen zum Verriegeln der
Formaufspannplatte mit den Holmen vorgesehen sind und mindestens ein Backen
federbelastet ist oder zumindest bereichsweise federnd ausgebildet ist.
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Derartige Spritzgießeinrichtungen werden häufig verwendet und üblicherweise als 2-
Platten-Maschinen bezeichnet. Die ortsfeste sowie die bewegbare Formaufspannplatte
tragen dabei jeweils eine Formhälfte und können mittels einer Eilhubvorrichtung zum
Öffnen und Schließen der Form relativ zueinander verschoben werden. Vor dem
Aufbringen der Schließkraft muß die von den Holmen durchsetzte Formaufspannplatte
- meist die bewegbare Formaufspannplatte - mit den Holmen verriegelt werden,
sodass beispielsweise über Druckkissen der Schließdruck aufgebaut werden kann.
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Die Verriegelungsvorrichtungen weisen im allgemeinen zwei translatorisch
gegeneinander verschiebbare Backen auf, die im geschlossenen Zustand in einen
gerillten Bereich der Holme formschlüssig eingreifen. Wesentlich ist in diesem
Zusammenhang, dass die Backen so angetrieben werden, dass sie sich gleich schnell
an den Holm annähern, um die endgültige, formschlüssige Lage der Holme exakt zu
definieren.
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Federbelastete Backen sind aus der DE 12 55 243 bekannt. Diese unterstützen die
Öffnungsbewegung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es jedoch, eine Spritzgießeinrichtung zu
schaffen, deren Verriegelungsvorrichtungen konstruktiv einfach ausgebildet sind und
gleichzeitig ein möglichst schnelles, präzises Schließen der Backen ermöglichen.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Federbelastung oder die
zumindest bereichsweise federnd ausgebildeten Backen eine Kraft in Richtung der
Verriegelungsstellung der Backen ausübt (ausüben).
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Mittels der erfindungsgemäßen Federbelastung können die gegeneinander
verschiebbaren Backen schnell und präzise aufeinander zu bewegt werden. Hierdurch
wird eine sehr rasche und gut kontrollierbare Schließbewegung der Backen erreicht.
Darüber hinaus gewährleistet die Federbelastung bzw. die federnde Ausbildung der
Backen auch, dass die Backen in allen Positionen in einem gespannten Zustand
gehalten sind, wodurch ein Klappern oder eine anderweitige störende
Geräuschentwicklung unterbunden ist.
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Zur Art der Federbelastung bzw. der federnden Ausbildung der Backen bestehen
grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten. So sieht eine Variante vor, dass der Backen
mit mindestens einer Schraubenfeder belastet oder zumindest als Teil einer
Schraubenfeder ausgebildet ist. Eine andere Variante besteht darin, dass der Backen
mit mindestens einer Biegefeder belastet oder zumindest als Teil einer Biegefeder
ausgebildet ist. Die von der Federbelastung ausgeübte Kraft kann jeweils an den
gewünschten Schließdruck der Backen angepaßt werden. Günstig ist es ebenfalls,
dass die Backen zweier Verriegelungsvorrichtungen zu einem gemeinsamen Bauteil
zusammengefaßt sind. Hierdurch wird eine besonders gute Synchronisation der
Öffnungs- und Schließbewegung der gegeneinander verschiebbaren Backen
gewährleistet. Eine Variante sieht vor, dass mindestens zwei gegeneinander
verschiebbare Backen einer Verriegelungsvorrichtung über einen Exzenter geöffnet
oder geschlossen werden. Hierbei ist der Exzenter kraftschlüssig zwischen den beiden
verschiebbaren Backen angeordnet. Durch Drehen des Exzenters ist ein präzises
Öffnen der gegeneinander verschiebbaren Backen möglich.
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Zur Ausführung der der Federbelastung entgegengesetzten Bewegung des Backens ist
günstigerweise vorgesehen, dass die Spritzgießeinrichtung mindestens einen Antrieb
mit mindestens einer von einem Motor angetriebenen Zahnstange oder Spindel oder
einen hydraulischen Antrieb aufweist. Hierbei kann sowohl vorgesehen sein, dass alle
die Holme umfassenden Backenpaare mittels nur eines Motors und eines geeigneten
Getriebes geöffnet werden. Alternativ können auch mehrere Motoren verwendet
werden. Eine günstige Variante sieht vor, dass der Antrieb an einem Rahmen
angeordnet ist, über den eine Bewegung des Antriebs auf mehrere, vorzugsweise alle,
Backen übertragbar ist. In dieser Variante reicht die Verwendung eines Motors aus. Die
Übertragung der Öffnungsbewegung erfolgt über den Rahmen.
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Um ungewünschte Geräuschentwicklungen beim Öffnen und Schließen der Backen
von vornherein zu unterbinden, kann vorgesehen sein, dass zwischen mindestens zwei
gegeneinander verschiebbaren Backen mindestens ein Dämpfer angeordnet ist, wobei
der Dämpfer die Bewegung der Backen in mindestens einer Endlage der Backen,
vorzugsweise entgegen der Wirkrichtung der Federbelastung der Backen abdämpft.
Hierbei können unterschiedlichste Dämpfer aus verschiedenen komprimierbaren bzw.
gummielastischen Materialien aber auch Dämpfungsfedern verwendet werden, wobei
der Dämpfer im allgemeinen günstigerweise komprimierbar ausgebildet ist.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße
Ausführungsform einer Schließseite einer Spritzgießeinrichtung,
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Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Achse A-A aus Fig. 1 mit in
Verriegelungsstellung dargestellten Backen,
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Fig. 3 eine zur Fig. 2 analoge Darstellung mit in Öffnungsstellung
dargestellten Backen,
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Fig. 4 und 5 eine Variante, bei der die Backen als Teil einer Biegefeder
ausgebildet sind,
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Fig. 6 und 7 eine Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5, bei der an einem
Rahmen angeordnete Exzenter zum Öffnen der Backen
verwendet werden und
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Fig. 8 eine weitere Variante, bei der die Backen mit
Elektrohubmagneten geöffnet werden.
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In Fig. 1 ist eine Schließseite einer Zwei-Platten-Maschine gezeigt. Diese weist auf
ihrer der - nicht dargestellten - Einspritzeinheit zugewandten Seite eine ortsfeste
Formaufspannplatte 1 auf. Die bewegbare Formaufspannplatte 2 wird üblicherweise
auf - hier nicht dargestellten - Schienen geführt und ist relativ zur ortsfesten
Formaufspannplatte 1 verschiebbar. An den Formaufspannplatten werden die hier
nicht weiter dargestellten Formhälften der Spritzgießform angeordnet. Zum raschen
Öffnen und Schließen der Form bzw. der Formaufspannplatten 1 und 2 ist eine
Eilhubvorrichtung vorgesehen. Diese ist in dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel in Form eines Spindelantriebes realisiert. Alternativ hierzu können
jedoch auch andere Antriebe, wie z. B. Hydraulikantriebe vorgesehen sein.
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Die Eilhubvorrichtung ist in Fig. 1 in einer herabgeklappten Darstellung gezeichnet. Die
tatsächliche Lage der Eilhubvorrichtung ist den Fig. 2 bis 5 zu entnehmen. Die gezeigte
Eilhubvorrichtung besteht aus einem Servormotor 6 für den Spindelantrieb sowie aus
einer Spindel 7, einer Mutter 9 und einer Hülse 8. Durch Drehen der Spindel 7 mittels
des Servormotors 6 können die Formaufspannplatten 1 und 2 wie beim Stand der
Technik bekannt, von einander weg- und auf einander zubewegt werden. Bei der
Verwendung mehrerer Eilhubvorrichtungen wird deren Bewegung in bekannter Weise
synchronisiert.
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Beim aufeinander Zubewegen der beiden Formaufspannplatten 1 und 2 werden
insgesamt vier Holme 3 in entsprechende Öffnungen 14 in der beweglichen
Formaufspannplatte 2 eingebracht. Die Holme 3 weisen jeweils einen Verriegelungsteil
4 mit Stegen auf. Das Einführen der Holme 3 erfolgt bei geöffneten Backen 10a und
10b der Verriegelungsvorrichtungen. Sind die Formaufspannplatten 1 und 2 mittels der
Eilhubvorrichtung in die Schließposition gefahren, so greifen die Backen 10a und 10b
jeweils in die Stege des Verriegelungsteils 4 der Holme 3 ein. Anschließend wird
mittels der Druckkissen 5 der für den Einspritzvorgang notwendige Schließdruck auf
die Formaufspannplatten 1 und 2 und damit auf die Spritzgießform aufgebracht. Als
Druckkissen 5 können hierbei alle beim Stand der Technik bekannten Einrichtungen
wie z. B. hydraulische Kolbenzylinderanordnungen verwendet werden. Nach
Beendigung des Einspritzvorgangs wird zunächst der Druck im Druckkissen 5
abgebaut. Anschließend erfolgt das Öffnen der Backen 10a und 10b und damit das
Freigeben der Holme 3, wodurch die Formaufspannplatten 1 und 2 voneinander
weggefahren und die Form geöffnet werden kann.
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Fig. 2 und 3 zeigen jeweils Schnitte durch erfindungsgemäße Ausführungsvarianten
der Verriegelungsvorrichtung entlang der in Fig. 1 dargestellten Gerade A-A. In beiden
Ausführungsvarianten sind die oberen Backen 10a jeweils durch eine gemeinsame
Führungsstange 11a und die unteren Backen 10b jeweils durch eine gemeinsame
Führungsstange 11b miteinander verbunden. Die als Zahnstange ausgebildeten
Bereiche der Führungsstangen 11a und 11b greifen jeweils von rechts und von links in
ein Zahnrad 12 ein. Wird nun das Zahnrad 12 mit Hilfe des in den Fig. 2 und 3 nicht
dargestellten Motors 13 gedreht, so erfolgt eine synchronisierte Öffnungsbewegung der
Backen 10a und 10b. Die Synchronisation der Bewegung der Motoren 13 erfolgt über
beim Stand der Technik bekannte Steuerungen, Getriebe oder dergleichen. Darüber
hinaus können die Backen 10a und 10b wie hier dargestellt jeweils paarweise zu einem
gemeinsamen Bauteil zusammengefaßt werden. Die Befestigung des Motors 13 erfolgt
über entsprechende Bolzen oder Stifte in den hierfür vorgesehenen Löchern 24.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Backen 10a und 10b jeweils über in
Schraubenfederhülsen 15 angeordnete Schraubenfedern 16 federbelastet sind.
Während das Öffnen der Backen 10a und 10b wie oben geschildert mittels des Motors
13 erfolgt, sind zum raschen und präzisen Schließen der Backen 10a und 10b die
Federn 16 vorgesehen. Diese werden beim Öffnen komprimiert. Wird anschließend
das Zahnrad 12 z. B. durch einen entsprechenden freilaufenden Motor 13 freigegeben,
so dehnen sich die Federn 16 aus und schließen dabei die Backen 10a und 10b. Um
eine unnötige Geräuschentwicklung zu vermeiden, wenn die Backen 10a und 10b ihre
Endlage in der Verriegelungsstellung bzw. Schließstellung erreichen, sind Dämpfer 17
vorgesehen. Diese werden erst kurz vor dem Erreichen der Verriegelungsstellung
komprimiert, während sie den restlichen Bewegungsablauf der Backen nicht
beeinflussen. Die Dämpfer 17 können hierbei unterschiedlich ausgeführt sein. Eine
mögliche Variante stellen die in Fig. 2 und 3 dargestellten propfenartigen Dämpfer dar.
Diese können aus verschiedenen komprimierbaren gummielastischem Material
gefertigt oder auch als Federn ausgebildet sein.
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Die Fig. 4 bis 7 zeigen eine Variante, bei der die Backen 10a und 10b mittels
Biegefeder 19 federbelastet sind. Die Biegefedern 19 sind dabei an den Aufhängungen
18 gelagert und drücken die Backen 10a und 10b aneinander in Richtung der in Fig. 4
gezeigten Schließ- bzw. Verriegelungsstellung. Zum in Fig. 5 dargestellten Öffnen der
Backen 10a und 10b können verschiedenartige Antriebe vorgesehen sein. Die Fig. 6
und 7 zeigen eine Variante, bei der die Backen 10a und 10b mittels jeweils eines
Exzenters 20 geöffnet werden. Die Exzenter 20 sind hierbei jeweils in Spalten
zwischen den Backen 10a und 10b angeordnet. Durch Drehen der Exzenter erfolgt ein
Öffnen der Backen 10a und 10b gegen die Federbelastung der Biegefeder 19. In der in
den Fig. 6 und 7 gezeigten Variante sind die Exzenter 20 über bewegliche
Befestigungspunkte 21 an einem Rahmen 23 angeordnet. Dieser Rahmen 23 ist
wiederum mit einem hydraulischen Antrieb 22 verbunden. Durch Ein- und Ausfahren
des Kolbens 25 wird der Rahmen 23 in seiner Lage verschoben, wodurch die daran
befestigten Exzenter 20 gedreht werden. Hierdurch werden die federbelasteten Backen
10a und 10b aus der in Fig. 6 dargestellten Schließ- bzw. Verriegelungsstellung in die
in Fig. 7 dargestellte Öffnungsstellung bewegt. Das Schließen der Backen 10a und 10b
erfolgt wiederum mittels der Biegefedern 19.
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Fig. 8 zeigt eine weitere Variante, bei der das Öffnen der Backen gegen die Federkraft
der Federn 16 mittels der Elektrohubmagneten 26a und 26b erfolgt. Die
Elektrohubmagneten 26a sind hierzu kraftschlüssig in an sich bekannter Weise mit den
Backen 10a verbunden. Die Elektrohubmagneten 26b dienen der Bewegung der
Backen 10b. Das Öffnen bzw. Auseinanderdrücken der Backen 10a,b erfolgt mittels
der Elektrohubmagneten 26a und 26b, das Schließen mittels der Federn 16. Die
Ansteuerung der Elektrohubmagneten erfolgt in üblicher Art und Weise, sodass hier
nicht weiter darauf eingegangen wird.
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Die in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsvarianten sind konstruktiv besonders
günstig. Es sind jedoch zahlreiche Abänderungen denkbar. Grundsätzlich können ein
oder mehrere Antriebe zum Öffnen der Backen verwendet werden. Darüber hinaus
besteht auch keine Beschränkung in der Ausbildung der verwendeten Antriebe. Diese
können sowohl z. B. hydraulisch oder elektrisch angetrieben sein. Gleiches gilt ebenso
für die Art der Übertragung der Bewegung der Antriebe auf die Backen. Hierbei sind
z. B. auch verschiedene Kombinationen der hier gezeigten Übertragungsmechanismen
denkbar.