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Formvorrichtung, insbesondere
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Spritzgußmaschine" Die Erfindung betrifft eine Formvorrichtung, insbesondere
eine Spritzgußmaschine, bestehend aus einem an einer ortsfesten Platte befestigten
ersten Formteil, einem an einer verschiebbaren Platte befestigten zweiten Formteil,
mehreren Kuppelstangen, mit denen die verschiebbare mit der ortsfesten Platte verbunden
wird, wenn die beiden Formteile genügend weit aufeinander zu bewegt worden sind,
und aus hydraulischen Druckvorrichtungen, mit denen die aus den Formteilen bestehende
Form geschlossen und gegen den hohen Druck beim Einspritzen des Materials in die
Form geschlossen gehalten wird.
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Eine ähnliche Formvorrichtung ist aus dem holländischen Patent Nr.
94.381 bekannt. Dabei sind die Kuppelstangen permanent mit der verschiebbaren Platte
verbunden. Die freien Enden der Kuppelstangen können mit der ortsfesten Platte verbunden
werden, wenn die beiden Formteile weit genug aufeinander zu bewegt worden sind.
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Der hydraulische Druckmechanismus mit dem die Schließkraft für die
Form erzeugt wird bildet mit den Kuppelstangen eine Einheit.
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Diese Formvorrichtung hat verschiedene Nachteile. Die festen Kuppelstangen
stellen ein Hindernis bei der Montage und Demontage zumindest des bewegbaren Formteiles
dar. Außerdem ist die Länge der Kuppelstangen abhängig von den axialen Ausmaßen
der Spritzteile und demgemäß von den axialen Ausmaßen eines oder beider Formteile.
Außerdem müssen die Platten, insbesondere bei großen Spritzteilen, außerordentlich
formstabil sein. Die große Schließkraft wird im Nebenschluß zu den Formteilen über
die Kuppelstangen auf die Platten übertragen, so daß die hohe Formstabilität der
Platten erforderlich ist, um die Verbiegung innerhalb vernachlässigbarer Grenzen
zu halten. Eine Verbiegung der Platte könnte auch kleine Schlitze zwischen den Schließflächen
der Formteile entstehen lassen, wodurch das in flüssiger oder teigiger Form befindliche
Spritzmaterial aufgrund des hohen Druckes innerhalb der Form aus der Form heraustreten
könnte. Dies könnte zu Ungenauigkeiten in den Abmessungen der Spritzteile führen.
In der praktischen Ausführung können die Platten aber nicht beliebig stark gemacht
werden, so daß es , insbesondere im Fall von großen Platten, d.h. Platten größer
als 1.000 mm Längsausdehnung, ein Problem darstellt, die Verbiegung so klein wie
möglich zu halten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen
Nachteile der bekannten Formvorrichtungen zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Platten
auf ihren Rückseiten mit einem steifen Rahmen versehen sind, daß zumindest zwischen
einem Rahmen und der zugehörigen Platte eine Anzahl von hydraulisch gesteuerten
Kolben vorgesehen sind und daß die Kuppelstangen lösbar mit beiden Rahmen verbindbar
sind, auf die sie eine von doppelwirkenden Zylindern erzeugte Zug- oder Druckkraft
ausüben.
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Da die Kuppelstangen vollständig demontiert werden können, behindern
sie eine Demontage der Formteile nicht. Je nach Bedarf können längere oder kürzere
Kuppelstangen verwendet werden, ohne daß dazu die übrige Formvorrichtung verändert
werden müßte. Die hohe Schließkraft wird über die Kuppelstangen nunmehr auf die
steifen Rahmen übertragen. Daher können die Druckzylinder auch zum öffnen der beiden
Formteile nach der Beendigung der Formvorganges und dem Abkühlen der Formteile verwendet
werden.
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Vorzugsweise werden die Druckzylinder gleichzeitig zur Steuerung der
Auswurfstangen verwendet, die das geformte Teil aus dem beweglichen Formteil herausstoßen.
Dabei werden die Auswurfstangen vorzugsweise mit dem beweglichen Rahmen gesteuert,
wobei die doppelwirkenden Zylinder die relative Bewegung zwischen der verschiebbaren
Platte mit dem beweglichen Formteil zu den Auswurfstangen bewirken.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 schematisch eine erfindungsgemäße Spritzgußmaschine
in geöffneter Stellung; Figur 2 die Spritzgußmaschine nach Figur 1 in nahezu geschlossener
Stellung; Figur 3 die Spritzgußmaschine gemäß Figur 1 in vollständig geschlossener
Stellung;
Figuren 4 bis 9 eine schematische Darstellung der Funktion
der Auswurfstangen in verschiedenen Stufen.
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Die in Figur 1 dargestellte Spritzgußmaschine weist eine Gestellplatte
1 auf, auf der eine vertikal stehende Platte 2 fest montiert ist. Eine verschiebbare
Platte 3 ist auf einem Schlitten 3a befestigt, der mittels eines hydraulischen Zylinders
3b auf einer Führung der Gestellplatte 1 verschiebbar ist.
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Zwei Formteile 4a und 4b sind mit den Platten 2 bzw. 3 verbunden.
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Die Formteile 4a,4b sind für ein bestimmtes Spritzteil vorgesehen
und können für ein anderes Spritzteil ausgewechselt werden.
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Hinter jeder Platte 2,3 befinden sich steife Rahmen 5 bzw. 6.
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Zwischen der Platte 2 und dem Rahmen 5 sind hydraulische Kolben 7
über die Fläche der Platte 2 verteilt angeordnet. In analoger Weise sind zwischen
der Platte 3 und dem Rahmen 6 ebenfalls hydraulische Kolben 8 vorhanden.
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Mit Hilfe des hydraulischen Zylinders 3b kann das Formteil 4b in Richtung
auf das Formteil 4a bewegt werden. Aus weiter unten erläuterten Gründen wird die
Bewegung so weit fortgeführt, bis die Schließflächen der Formteile 4a und 4b, die
aneinander anliegen, wenn die Form geschlossen ist, bis auf eine Entfernung von
etwa 10 mm einander angenähert worden sind.
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Wenn die Platten 2,3 und Rahmen 5,6 im wesentlichen rechteckig ausgebildet
sind, sind beispielsweise zwei Kuppelstangen 9 an den oberen Kanten der Rahmen 5
und 6 in der Nähe ihrer Ecken und je eine Kuppelstange 9 an jeder vertikalen Kante
in der Nähe der
unteren Ecken befestigt. Die Anzahl der Kuppelstangen
9 hängt selbstverständlich von der Größe der Rahmen 5,6 und von dem notwendigen
Schließdruck ab, der über die Kuppelstangen übertragen werden muß. Jede Kuppelstange
9 weist an beiden Enden Vorsprünge 10 auf, deren Querschnitt beispielsweise der
Form eines Hammerkopfes ähnelt.
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Damit die Kuppelstangen 9 an den Rahmen 5 und 6 befestigt werden können,
weisen diese ebenfalls Vorsprünge 11 und 12 an den drei Seitenkanten auf. Die drei
Seitenkanten können beispielsweise zinnenförmig ausgestaltet sein, so daß eine große
Anzahl von Vorsprüngen 11 und 12 auf den drei Seitenkanten vorhanden sind. Außer
den Vorsprüngen 10 weisen die Kuppelstangen 9 weitere Vorsprünge 13 auf.
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Wenn die Formteile 4a und 4b bis auf den vorgegebenen Abstand von
beispielsweise 10 mm angenähert worden sind, können die Kuppelstangen montiert werden,
wobei die Vorsprünge 10 frei über den Vorsprüngen 11 und 12 der Rahmen 5 und 6 liegen.
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In der in Figur 2 dargestellten Position können die hydraulischen
Kolben 8 zwischen der Platte 3 und dem Rahmen 6 mittels einer hydraulischen Flüssigkeit
unter Druck gesetzt werden, wodurch die Vorsprünge 10 der Kuppelstange 9 an den
Vorsprüngen 11 bzw. 12 der Rahmen 5 und 6 anliegen. Dadurch können die Kuppelstangen
9 eine Zugkraft aufnehmen (Figur 3). Das bewegbare Formteil 4b wird dadurch in Richtung
auf das ortsfeste Formteil 4a bewegt, bis die beiden Schließflächen mit der benötigten
Kraft aufeinander drücken.
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Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung, bei der die Platten zum
Verbiegen neigen, kann eine mögliche Verbiegung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
nur in den wesentlich formstabileren Rahmen 5 und 6 stattfinden. Die auf die Vorsprünge
11 und 12 der Rahmen 5 und 6 zeigenden Oberflächen der Vorsprünge 10 sollten vorzugsweise
zylindrisch sein. Dadurch werden Biegemomente in den Kuppelstangen 9 vermieden.
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Durch die erfindungsgemäße Konstruktion können daher die hydraulischen
Kolben 7 und 8, deren Anzahl entsprechend den Anforderungen gewählt werden kann,
gegen die Platten 2 und 3 wirken und hinter den Formteilen 4a und 4b angeordnet
werden. Dadurch werden die Biegemomente in den Platten 2 und 3 kleiner und die Platten
können daher leichter konstruiert sein als das bei den bekannten Vorrichtungen der
Fall ist.
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Während des Einspritzens des flüssigen oder teigigen Materials in
die durch die Formteile 4a und 4b gebildete Form entstehen sehr große Drücke in
der Form. Durch die Kolben 7 und 8 kann eine Verschiebung der Formteile 4a und 4b
vollständig oder weitgehend verhindert werden. Daher entstehen keine Lücken zwischen
den Schließflächen der beiden Formteile 4a und 4b, durch die Material austreten
könnte.
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Um die Schließkraft auf die beiden Formteile 4a und 4b auszuüben,
sind nur die Kolben 8 notwendig. Die Kolben 7 erfüllen nur den Zweck, eine Verschiebung
oder Verbiegung des steifen Rahmens 5 auszugleichen. Sie brauchen daher nur einen
sehr geringen Hub zu haben (beispielsweise wenige Millimeter) und können daher einfach
wirkende Kolben sein.
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Dagegen müssen die Kolben 8 nicht nur einen gewissen Hub aufweisen,
sondern darüber hinaus in der Lage sein, die benötigte Schließkraft aufzubringen.
Trotzdem kann der Hub der Kolben 8 ebenfalls relativ klein sein (beispielsweise
wenige Zentimeter) wo-hingegen die Kolben 8 doppelwirkend sein sollten um ein Trennen
der beiden Formteile 4a und 4b zu ermöglichen. Um die Parallelität der Platte 3
und des Rahmens 6 während der Arbeit der Kolben 8 auf zu erhalten, sollte die Bewegung
der Kolben 8 synchronisiert sein.
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Es hat sich gezeigt, daß vorteilhafterweise vier Kolben 8 verwendet
werden.
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Nachdem die Schließflächen der Formteile 4a und 4b in Berührung gekommen
sind, bringen die Kolben 7 und 8 die Schließkraft in der gewünschten Weise auf.
Bei geeigneter Anordnung der Kolben 7 und 8 kann innerhalb der Form das flüssige
oder teigige Material entstehende Druck vollständig kompensiert werden. Die bekannte
Vorrichtung ist hierfür wesentlich weniger geeignet.
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Unter Umständen kann eine geringe Verbiegung vernachlässigbar sein.
Dann kann eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden, in der
der Rahmen 5 und die Platte 2 eine Einheit bilden. Die Kolben 7 können dann entfallen.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin,
daß die Kolben 8 das Formteil 4b derartig belasten, daß eine Verbiegung des Formteils
4a ausgeglichen wird und daß eine Lücke zwischen den Schließflächen der Formteile
4a und 4b die kritische Größe nicht überschreitet, bei der flüssiges oder teigiges
Material aus der Form austritt.
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Nachdem das Formteil geformt und abgekühlt ist, werden die Formzeile
4a und 4b mit Hilfe der Kolben 8 geöffnet, die dabei in der
anderen
Richtung als vorher arbeiten. Dabei wird die in Figur 2 dargestellte Stellung eingenommen,
in der die Kuppelstangen entfernt werden können. Die auf den Oberkanten der Rahmen
5 und 6 befestigten Kuppelstangen können auch bis zu einem gewissen Winkel am festen
Rahmen 5 schwenkbar montiert sein. Durch Auf- und Abbewegen des linken Endes der
beiden Kuppelstangen 9 mit oder ohne einen hydraulischen Kolben können beide Rahmen
5 und 6 miteinander verbunden oder voneinander gelöst werden.
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Die Schwenkverbindung muß in der Weise ausgebildet sein, daß die Kuppelstangen
etwas zum festen Rahmen 5 verschiebbar sind, so daß beim Schließen der Form die
Zugkräfte wiederum von den Vorsprüngen 10 am Ende und beim öffnen der Form die Druckkräfte
durch die weiteren Vorsprünge 13 der Kuppelstangen 9 aufgenommen werden.
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Darüber hinaus muß die Schwenkverbindung auch leicht demontierbar
sein, so daß die Kuppelstangen vollständig entfernt werden können, wenn beispielsweise
die Formteile 4a und 4b mit Hilfe einer Hebevorrichtung montiert oder demontiert
werden müssen.
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Die Konstruktion einer verschiebbaren und entfernbaren Schwenkverbindung
ist in der Zeichnung nicht dargestellt, da sie jedem Fachmann geläufig ist.
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Die an den vertikalen Seitenkanten der Rahmen 5 und 6 befestigten
Kuppelstangen 9 können parallel zueinander so gelagert sein, daß sie seitlich bewegt
werden können. Auch eine derartige Vorrichtung ist nicht in der Zeichnung dargestellt.
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Der Aufbau der Formteile 4a und 4b ist üblicherweise so gewählt, daß
das geformte Teil in dem Formteil 4b verbleibt. Es sind manchmal
große
Kräfte erforderlich, um das geformte Teil von dem Formteil 4a zu entfernen. Diese
Kräfte können durch die doppelwirkenden Kolben 8 aufgebracht werden.
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Um das geformte Teil auch von dem Formteil 4b zu entfernen werden
normalerweise Auswurfstangen verwendet. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist
es möglich, diese Auswurfstangen mit Hilfe des festen Rahmens 6 zu betätigen. Dadurch
kann ein eigener Auswurfzylinder eingespart werden. Bei der bekannten Formvorrichtung
steuert der Auswurfzylinder eine Platte, auf der die Auswurfstangen befestigt sind.
Da diese Auswurfstangen eine Form haben, die durch das geformte Teil bestimmt ist
und da die Auswurfkräfte von der Adhäsion des geformten Teils in dem Formteil 4b
abhängt, müssen oft verschiedene Kraftverläufe durch die Auswurfstangen aufgebracht
werden. Insbesondere wenn die geformten Teile größere Ausmaße haben, muß eine gute
Parallelität der die Auswurfstangen verbindenden Platte gewährleistet sein. Dies
ist sicher gegeben, wenn die Auswurfstangen von dem festen Rahmen 6 betätigt werden.
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Dabei ist es ausreichend, daß unter Druck stehendes öl den Kolben
8 zugeführt wird, um den Rahmen 6 in Richtung der Platte 3 zu bewegen, so daß das
geformte Teil aus dem Formteil 4b ausgeworfen wird. Die Funktion der Auswurfstangen
ist anhand der Figuren 4 bis 9 dargestellt.
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Hierin sind die ortsfeste Platte 2 und der ortsfeste Rahmen 5 als
Einheit dargestellt. Es ist nur eine Auswurfstange 14 gezeigt, obwohl selbstverständlich
eine Mehrzahl von Auswurfstangen verschiedener Länge vorhanden sein müssen,>an
die Form des Formteils 4b angepaßt sind.
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Die Auswurfstange 14 ist in der bewegbaren Platte 3 und in dem bewegbaren
Formteil 4b verschiebbar. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Kolben 8 fortgelassen.
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Figur 4 zeigt eine Position, die der in Figur 3 dargestellten Position
entspricht. Die Formteile 4a und 4b werden mit großer Kraft zusammengehalten. Die
freien Enden der Auswurfstangen 14 haben keinen Kontakt mit dem beweglichen Rahmen
6.
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Die in Figur 5 gezeigte Position entspricht der Figur 2. Die Formteile
sind gerade geöffnet, wodurch die freien Enden der Auswurfstangen 14 gerade in Kontakt
mit dem steifen Rahmen 6 kommen.
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Figur 6 entspricht der Figur 5, jedoch sind die Kuppelstangen 9 nunmehr
entfernt bzw. unwirksam.
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In Figur 7 ist - wie in Figur 1 - die verschiebbare Platte 3 der steife
Rahmen 6 und das bewegliche Formteil 4b durch den Zylinder 3b nach links verschoben.
Durch die Wirkung der Kolben 8 wird der steife Rahmen 6 nach rechts verschoben,
bis die Position der Figur 8 erreicht ist. Die Auswurfstangen 14 bewegen sich dabei
entsprechend nach rechts, wodurch das geformte Teil aus dem Formteil 4b gestoßen
wird.
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Um in die Ausgangsstellung zu gelangen, wird der Zylinder 3b erneut
angesteuert, wodurch über die Position der Figur 3 die EDsition der Figur 4 wieder
erreicht wird.
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Es ist klar, daß die Arbeitsweise wenigstens einer Reihe von Kolben
synchronisiert ist.