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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießeinrichtung mit einer ortsfesten
Formaufspannplatte und einer bewegbaren Formaufspannplatte sowie
an einen 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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1 eine
schematische Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Schließseite
einer Spritzgießeinrichtung,
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2 eine
Schnittdarstellung entlang der Achse A-A aus 1 mit in Verriegelungsstellung dargestellten
Backen,
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3 eine
zur 2 analoge Darstellung mit in Öffnungsstellung dargestellten
Backen,
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4 und 5 eine
Variante, bei der die Backen als Teil einer Biegefeder ausgebildet
sind,
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6 und 7 eine
Ausführungsform
gemäß den 4 und 5,
bei der an einem Rahmen angeordnete Exzenter zum Öffnen der
Backen verwendet werden und
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8 eine
weitere Variante, bei der die Backen mit Elektrohubmagneten geöffnet werden.
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In 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 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 1 in einer herabgeklappten Darstellung
gezeichnet. Die tatsächliche
Lage der Eilhubvorrichtung ist den 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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2 und 3 zeigen
jeweils Schnitte durch erfindungsgemäße Ausführungsvarianten der Verriegelungsvorrichtung
entlang der in 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 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 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 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 4 gezeigten Schließ- bzw. Verriegelungsstellung.
Zum in 5 dargestellten Öffnen der Backen 10a und 10b können verschiedenartige
Antriebe vorgesehen sein. Die 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 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 6 dargestellten Schließ- bzw. Verriegelungsstellung
in die in 7 dargestellte Öffnungsstellung
bewegt. Das Schließen
der Backen 10a und 10b erfolgt wiederum mittels
der Biegefedern 19.
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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, 10b 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 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.