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Kupplung zur lösbaren Verbindung von Form-
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platten einer Spritzgieß- oder Preßform Die Erfindung betrifft eine
Kupplung zur lösbaren Verbindung von in mindestens zwei Trennebenen zusammen- und
auseinanderfahrbaren Formplatten einer Spritzgieß- oder Preßform der im Oberbegriff
des Hauptanspruches im einzelnen bezeichneten Art.
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Eine derartige Kupplung ist aus der deutschen Auslegeschrift 27 42
166 bekannt.
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Charakteristisch für die Arbeitsweise dieser Kupplungen ist, daß aus
der von der Spritz- oder Druckgießmaschine erzeugten Vorschubbewegung der Aufspannplatte
zwei zeitlich aufeinanderfolgende Vorschubbewegungen abgeleitet werden, wobei bei
der ersten Vorschubbewegung die Trennebene zwischen den beiden Formenhälftenplatten
und bei der zweiten Vorschubbewegung die Trennebene zwischen dem geschlossenen Formenpaket
und der maschinenfesten Aufspannplatte geschlossen werden. Diese zeitlich versetzten
Bewegungsabläufe sind erforderloh, um beim
Schließen bzw. öffnen
der Form quer zur Schließbewegung liegende Kerne, welche der Erzeugung von Hinterschneidungen
und Durchbrüchen im Gießling dienen, vorschieben bzw.
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ziehen zu können. Hierbei sind die der Steuerung dieser Schieber dienenden,
als Schrägbolzen ausgebildete Steuermittel, starr an einer Formplattenhälfte bzw.
einer Aufspannplatte der Maschine vorgesehen.
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Die Kupplung nach der DE-AS 27 42 166, von welcher die vorliegende
Erfindung ausgeht, weist drei Kupplungselemente auf. Das erste Kupplungselement
ist an der raumfesten Aufspannplatte, das zweite Kupplungselement an der bewegbaren
Aufspannplatte und der an ihr angebrachten ersten Formenhälfte und das dritte Kupplungselement
an der zweiten Formplattenhälfte angebracht. Die beiden erstgenannten Kupplungselemente
bestehen aus prismenförmigen Leisten, die mit den Formplattenhälften bzw. den Auf
spannplatten verschraubt sind. Das dritte Kupplungselement besteht aus einem quer
zur Plattenbewegungsrichtung in Kulissenschlitzen verschiebbaren Kupplungszapfen.
Die prismenförmigen Kupplungselemente sind derart mit Steuer- und Sperrflächen versehen,
daß sich der eingangs erläuterte Bewegungsablauf ergibt.
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Diese Kupplung, die sich in der Praxis an sich bewährt hat, ist aus
verschiedenen Gründen noch zu aufwendig und damit zu kostspielig und in der Montage
zu kompliziert.
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Es ist bekannt, daß die Herstellung prismenförmiger Bauelemente mit
ebenen Flächen gegenüber der Herstellung von Drehteilen erheblich schwieriger und
damit kostspieliger ist.
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So lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das grunsätzlich bekannte
Prinzip der Kupplung mit Drehteilen zu realisieren.
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Die Vorrichtung nach der oben genannten Auslegeschrift kann nur von
außen an die Formhälfte angebaut werden. Hierdurch wird Aufspannplatz verbraucht,
der für größere Plattenformen jedoch benötigt wird.
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So stellte sich der Erfinder bei der Lösung oben genannter Aufgabe
die weitere Bedingung, die Kupplungselemente so aufzubauen, daß sie in die Form
integriert werden können.
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Gelöst wird diese Aufgabe nach den Merkmalen des Hauptanspruches dadurch,
daß das erste Kupplungselement ein Sperrbolzen mit einer an seinem vorderen Ende
vorgesehenen Ringnut ist, daß das zweite Kupplungselement eine koaxial zum Sperrbolzen
angeordnete Schloßhülse ist, in welche der Sperrbolzen bei zusammengefahrenen Formplattenhälften
eintaucht, und daß das dritte Kupplungselement ein an der Formplattenhälfte befestigter,
hülsenförmiger, den Sperrbolzen umfassender Mitnehmer ist, der mit radial verschiebbaren
Sperrelementen in die Ringnut des Sperrbolzens eingreift, wobei die Kupplung zwischen
dem Sperrelement und dem Sperrbolzen von der Schloßhülse steuerbar ist.
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Bei dieser Lösung sind alle wesentlxhen Kupplungselemente reine Drehteile.
Ihre Herstellung und ihre Montage ist einfach. Auch bei Verschleiß ist eine Reparatur
durch Nachdrehen bzw. Einlegen von Distanzscheiben möglich und mit relativ geringem
Aufwand realisierbar.
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ähnliche Verbindungselemente sind an sich aus der deutschen Patentschrift
25 31 363 bekannt. Auch hier sind als Verbindungselemente als Stößel bezeichnete
Bolzen vorgesehen, welche in eine mit Sperrelementen versehene Muffe, die der Schloßhülse
entspricht, eintaucht. Diese Anordnung dient jedoch nicht wie die Anordnung nach
der DE-AS 27 42 166 dem schrittweisen Verbinden bzw. Trennen von zwei Formplattenhälften.
Vielmehr dient sie der Betätigung der Auswerferplatten einer Druckguß- oder Spritzgußform.
Mittels dieser "Kupplung" können lediglich Schub- und nicht dagegen Zugkräfte übertragen
werden, was aber eine notwendige Voraussetzung für die Lösung der erfindungsgemäßen
Aufgabe ist.
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Zur Steuerung der Sperrelemente bei der erfindungsgemäßen Lösung ist
auf dem hülsenförmigen Mitnehmer ein axial verschiebbarer Sperring vorgesehen, welcher
unter der Wirkung einer wrgespannten Feder die Sperrelemente gegen den Sperrbolzen
drängt.
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Ähnlich wie bei der Anordnung nach der DE-PS 25 31 363 bieten sich
für die Ausbildung des Mitnehmers grundsätzlich zwei Möglichkeiten.
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Nach dem ersten Vorschlag ist er nach Art einer Spannzange ausgebildet,
dessen radial auslenkbaren Zungen als Sperrelemente an ihren freien Enden Nocken
aufweisen, welche in verriegelter Position in die Nut des Sperrbolzens eingreifen.
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Nach dem zweiten Vorschlag weist der Mitnehmer eine starre Hülse auf,
an deren vorderem Ende in Querbohrungen von dem
Sperring radial
verschiebbare Kugeln gelagert sind, wobei die in einen Konus übergehende Nut des
Sperrbolzens bei dieser Lösung einen kreissegmentförmigen Querschnitt besitzt.
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Um bei diesen Konstruktionen den eingangs geforderten Funktionsablauf
zu erreichen, muß der Sperring einen nach innen vorspringenden Kragen, dessen Innendurchmesser
geringfügig größer als der Hülsendurchmesser ist, und einen sich anschließenden
Abschnitt aufweisen, dessen Innendurchmesser geringfügig größer als der Durchmesser
der äußeren Kontur ist, die von dem in die Ringnut des Sperrbolzens eingerasteten,
die Kontur der Mitnehmerhülse nach außen überragenden Sperrelemente bestimmt ist.
Ferner muß nach einem weiteren Vorschlag auch die Schloßhülse an ihrem äußeren Ende
einen nach innen vorspringenden Kragen aufweisen, dessen Innendurchmesser geringfügig
größer als der Durchmesser der äußeren Kontur ist, die von den in die Nut des Sperrbolzens
eingerasteten Sperrelementen begrenzt ist, und der Innendurchmesser des übrigen
Schloßhülsenteiles geringfügig größer sein als der Durchmesser der äußeren Kontur,
die von dem aus der Nut des Sperrbolzens ausgerasteten, an dessen Mantelfläche anliegenden
Sperrelementen bestimmt ist.
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Die Ausbildung der Kupplungselemente in Form von Drehteilen führt
ferner zu einer außerordentlich einfachen Montage.
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Während die prismenförmigen Kupplungselemente der Kupplung nach der
DE-AS 27 42 166 mit sehr genau zu justierenden und montierenden Schrauben anzubringen
sind, weisen nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der Sperrbolzen und die
Schloßhülse
an ihren äußeren Enden lediglich Ringbünde auf, mit welchen diese Elemente zwischen
Aufspannplatte bzw. Formenhälfte und einem plattenförmigen Teil der Maschine einzuspannen
sind.
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Weitere konstruktive Einzelheiten, die Gegenstand des Patentbegehrens
sind, sind im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen erwähnt.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen,
die schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind, im einzelnen erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen Figur 1 Teilschnitt durch eine Gießform
bei geöffneten Trennebenen I, II und ausgestoßenem Gießling, wobei die Form bzw.
Auf spannplatten mit einer erfindungsgemäßen Kupplung nach einem ersten Ausführungsbeispiel
ausgestattet sind, Figur 1a Ansicht eines Konstruktionsdetails mit Sperrbolzen 1,
Mitnehmerzange 2 und Sperring 3 in Richtung X nach Figur 1 gesehen, Figur 2 Anordnung
gemäß Figur 1 bei geschlossener Haupttrennebene I und noch offener Trennebene II
Figur 3 Anordnung gemäß Figur 1 und 2 bei geschlossenen Trennebenen I und II Figur
4 geschlossene Kupplung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
bei geschlossenen Trennebenen I und II Figur 4a Teilschnitt längs der Linie IV-IV
in Figur 4 und Figur 5 Anordnung gemäß Figur 4 bei geöffneten Trennebenen I und
II.
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Mit den Figuren 1- 3 ist ein Teilschnitt durch eine Spritzgießform
in drei verschiedenen Arbeitspositionen im Bereich
einer erfindungsgemäßen
Kupplung und eines Gießlings dargestellt. Nicht dargestellt ist die Spritzgießmaschine
selbst, mit deren Festseite die Aufspannplatte 8 starr verbunden ist und mit deren
beweglicher Werkzeughälfte über die Zwischenplatte 11 die Formhälfte 10 verbunden
ist. Die in der Zeichnung gleichfalls erkennbaren Auswerferstößel 20 tragen die
Auswerferplatten 16 und 17, zwischen welchen die Auswerferhülse 22 mit ihrem Bund
22a eingespannt ist.
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Die in den Figuren 1 - 3 dargestellte erfindungsgemäße Kupplung besteht
im wesentlichen aus dem Sperrbolzen 1, dem Mitnehmer 2, dem Sperring 3, der Schraubenfeder
4 und der Schloßhülse 5.
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Der Sperrbolzen 1 ist mit seinem Bund 1a zwischen Aufspannplatte 8
und der nicht dargestellten Festseite der Spritzgießmaschine fest eingespannt. An
seinem vorderen Ende weist er eine Ringnut 1b auf, die vorderseitig durch eine kreisringförmige
Schulterfläche 1c und rückseitig durch einen Konus 1d begrenzt ist.
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Axial verschiebbar auf dem Sperrbolzen 1 ist der Mitnehmer 2 angeordnet,
dessen Ringbund 2e mit Hilfe von Befestigungsschrauben 6 mit Sicherungsscheiben
7 an der Formplattenhälfte 9 befestigt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur
1 bis 3 ist der Mitnehmer 2 nach Art an sich bekannter Spannzangen in seinem in
der Zeichnung unteren Bereich mit axial verlaufenden Schlitzen versehen, so daß
sich axial erstreckende, in radialer Richtung federnde Zungen bilden, welche an
ihren vorderen Enden in Nocken 2a, 2b, 2c und 2d auslaufen.
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Diese Nocken sind auf ihrer dem Sperrbolzen 1 zugewandten Seite so
profiliert, daß sie in die Nut 1b eingreifen und sich
hierbei mit
ihrer Nockenvorderkante 2g an die ringförmige Schulterfläche 1c und ihrer Nockenfläche
2e an den Konus 1d des Sperrbolzen 1 anlegen, wie dies in den Figuren 1 und 2 erkennbar
ist.
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Auf dem Mitnehmer 2 axial verschiebbar angeordnet ist der Sperring
3, dessen Innenkonus 3a in seinen Abmessungen dem Außenkonus 2f des Mitnehmers entspricht.
Zwischen Sperring 3 und der Innenfläche des Bundes 2e ist eine Schraubenfeder 4
eingespannt, welche über den Sperring 3 bewirkt, daß die Nocken 2a bis 2d des Mitnehmers
2 radial gegen den Sperrbolzen 1 gedrückt werden.DerKonus 3a begrenzt hierbei den
inaxi#len Vorschub des Sperringes 3.
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Der zweite Teil der Kupplung, nämlich die Schlo.ßhülse 5, ist mit
ihrem Bund 5a zwischen der zweiten Formplattenhälfte 10 und der Zwischenplatte 11
fest eingespannt. Sie ist damit starr mit der beweglichen Werkzeughälfte der nicht
dargestellten Spritzgießmaschine verbunden.
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An ihrer die Formplattenhälfte 10 überragenden Seite ist die Schloßhülse
5 mit einem nach innen springenden Kragen mit einer inneren konischen Fläche 5c
versehen. Die derart aufgebaute Kupplung hat folgende Arbeitsweise.
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In ihrer Ausgangsposition, wie sie mit Figur 1 veranschaulicht ist,
sind beide Trennebenen I und II der Form offen. Der zur Veranschaulichung dargestellte
Gießling 21 möge ausgestoßen sein.
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Um die Form zu schließen, wird die Forilcilfte 10 mittels der mit
der beweglichen Werkzeughälfte verbundenen Zwischenplatte 11 in Richtung des eingezeichneten
Pfeiles X gegen die zweite Formhälfte 9 vorgefahren. Hierbei taucht der mit der
Formhälfte 9 fest verbundene Schrägbolzen 14 in eine ihm entsprechende
Bohrung
15a des Schiebers 15 ein, so daß dieser beim weiteren Vorschub der Plattenkombination
10, 11 in der Zeichnung nach links verfahren wird. Der mit ihm fest verbundene horizontale
Kern 15b gelangt hierbei in den Formraum, wie dies in Figur 2 erkennbar ist. Dies
ist möglich, da der mit der Maschinenpiatte 18 fest verbundene Bolzen 19, dessen
vorderes Ende den Forminnenkern bildet, beim Vorschub der Platten 10 und 11 festgehalten
wird, so daß die Formhälften 9 und 10 bei geschlossener Trennebene I detekreuzt
schraffierten Innenraum bilden, dessen Kontur natürlich dem herzustellenden Gießling
21 entspricht. Nach unten wird der Formraum 21 durch die Stirnseite der Abstreifhülse
22 begrenzt, welche mit ihrem Bund 22a zwischen den Auswerferplatten 16 und 17 eingespannt
ist.
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Beim Heranfahren der Formenhälfte 10 an die Formenhälfte 9 ist letztere
über den mit ihr fest verschraubten Mitnehmer 2, dessen Nocken 2a - 2b vermittels
des unter dem Drucker Schraubenfeder 4 stehenden Sperringes 3 mit der Nut 1b im
Eingriff gehalten werden, und den Sperrbolzen 1 mit der Aufspannplatte 8 starr verbunden.
Damit ist der die Steuerung des Schiebers 15 bewirkende Schrägbolzen 14 zunächst
orstfest.
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Beim Schließvorgang taucht die Schloßhülse 5 mit ihrem die Oberseite
der Formplattenhälfte 10 überragenden Ende in die Ausnehmung 9a der Form 9, in welcher
die Kupplungselemente 1 - 4 gelegen sind. Mit ihrer Vorderkante 5d verschiebt sie
beim weiteren Schließvorgang den Sperring 3 gegen die Wirkung der Schraubenfeder
4, wobei sie jedoch mit ihrer zylindrischen Innenfläche die Nocken 2a - 2d noch
mit der Nut 1b im Eingriff hält. Erst wenn die Hülse 5 so weit eingetaucht ist,
daß ihr
Innenkonus 5c in den Bereich des Außenkonus 2f der Mitnehmerzange
gelangt, kann sich diese öffnen, wobei die Konusfläche 1d des maschinenfesten Sperrbolzens
1 auf die Zungen des unter Axialdruck stehenden Mitnehmers 2 radial nach außen gerichtete
Kräfte ausüben.
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Hierdurch wird schließlich die Mitnehmer zange vollends geöffnet,
so daß die Nocken 2a - 2d mit der Ringnut 1b außer Eingriff kommen und die Formplattenhälfte
9 in Richtung auf die festseitige Aufspannplatte 8 der Maschine aus der Position
gemäß Figur 2 in die Position gemäß Figur 3 vorgeschoben wird.
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Bei diesem Vorschub tauchen die feststehenden Schrägbolzen 12 in Ausnehmungen
13a der Formschieber 13, wodurch die Formschieber 13 in Bezug auf den Formenraum
21a einwärts gefahren werden. Ihre horizontal liegenden Formkerne 13b gelangen schließlich
mit ihren äußeren Enden in den Formenraum, so daß sie beim fertigen Gießling einen
Durchbruch bilden.
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Ist schließlich auch die zweite Trennebene II geschlossen, so nehmen
die Kupplungselemente 1 - 5 die in Figur 3 veranschaulichte Position ein.
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Die Nocken 2a - 2d legen sich mit ihren Innenflächen an den vollen
Außendurchmesser des Bolzens 1 und mit ihrem AuBenkonus 2f an den Innenkonus 5c
der Schloßhülse 5 an. Damit sind die Formplatten 9 und 10 mittels des Sperrbolzens
1 über die Mitnehmerzange 2 und die Schloßhülse 5 formschlüssig gegeneinander verriegelt.
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Der Abstand der Nutvorderkante, also der kreisringförmigen
Schulterfläche
1c der Nut 1, von der Nockenvorderkante 2g beim zusammengefahrenen Werkzeug entspricht
der Größe des beim Schließen der zweiten 5Trennebene II zu durchlaufenden Zwischenhubes
h. Dies ist in den Figuren 1 und 3 angedeutet.
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Der Zwischenhub h kann folglich durch geeignete Abmessung des Sperrbolzens
1 in weiten Grenzen variiert werden.
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Beim öffnen der Form laufen die oben geschilderten Arbeitsvorgänge
in umgekehrter Reihenfolge ab.
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Da die Formhälfte 10 über die Schloßhülse 5, den Mitnehmer 2 mit der
Formhälfte 9 zunächst starr verbunden ist; wird bei Vorschub der Zwischenplatte
11 in Richtung Y nach Figur 3 zunächst die Trennebene II geöffnet, bis die Formplattenhälfte
9 gegenüber der festseitigen Aufspannplatte 8 den vollen Hub h durchfahren hat.
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Hierbei werden die Formschieber 13 mit ihren horizontalen Kernen 13b
aus dem Formenraum und damit dem Gießling#21 herausgefahren.
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Hat die Kupplung-wieder ihre Position gemäß Figur 2 erreicht, so kann
bei weiterem Vorschub der Zwischenplatte 11 die Kupplungshülse 5 aus der Ausnehmung
9a herausgefahren werden, wodurch die Trennebene I geöffnet wird. Da der Schrägbolzen
14 bei diesem Vorgang feststeht, bewirkt der Vorschub, daß die Formschieber 15 mit
ihren horizontalen Kernen 15b aus dem Formenraum und damit dem Gießling 21 herausgezogen
werden.
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Gleichzeitig wirft die feststehende Abstreifhülse 22 den Gießling
21 aus, so daß er schließlich in die in Figur 1 dargestellte Lage gelangt.
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Nach vollständigem Auswurf des Gießlinges 21 kann sich der Arbeitsablauf
in gleicher Weise wiederholen.
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Mit den Figuren 4 und 5 ist eine geringfügig abgewandelte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kupplung dargestellt, welche anstelle der Kupplung mit den
Elementen 1 - 5 beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 - 3 verwendet werden kann.
Zur Vereinfachung der Beschreibung sind identische Bauteile mit identischen Ziffern
und einander entsprechende Bauteile mit gleichen, mit Strichindizes versehenen Ziffern
bezeichnet.
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Da die Arbeitsweise der Kupplung in Figur 4 und 5 identisch mit derjenigen
nach den Figuren 1 - 3 ist, braucht auch sie im einzelnen nicht beschrieben zu werden.
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Bei der abgewandelten Kupplung ist der Mitnehmer 2' nicht in Form
einer Spannzange mit radial beweglichen Zungen und Nokken ausgebildet. Vielmehr
besteht der Mitnehmer 2' aus einer an sich starren Hülse, in deren vorderem Ende
vier radial verschiebbare Kugeln 23 gelagert sind. Diese Kugeln übernehmen die Kupplungsfunktion
wie die Nocken 2a - 2d bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 - 3.
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In entsprechender Weise trägt der Sperrbolzen 1' an seinem vorderen
Ende eine in einen Konus übergehende Ringnut 1b' mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt.
Dieser Querschnitt ist der Kontur der Kugeln 23 angepasst.
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Ebenso ist der kragenförmige Vorsprung 5b' der Schloßhülse 51 auf
seiner den Kugeln 23 zugewandten Seite im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet,
so daß die Kugeln 23 im eingekuppelten Zustand, also bei geschlossenen Trennebenen
I und II
gemäß Figur 4 und 4a, linienförmig an der Unterseite des
Innenkragens 5b' anliegen.
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Bei geöffneten Trennebenen sorgt der unter dem Druck der Schraubenfeder
4 stehende Sperring 3' dafür, daß die innerhalb der Radialbohrungen 2a', 2b', 2c'
und 2d' gelegenen Kugeln 23 radial gegen den Sperrbolzen 1 1 gerückt werden und
mit diesem durch Eingriff in die Ringnut lb' gekuppelt werden.
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Zweckmäßigerweise ist auch der Sperring 3' auf seiner Innenseite in
dem mit den Kugeln 23 in Berührung kommenden Bereich im Axialschnitt kreisbogenförmig
ausgebildet, so daß eine linienförmige Berührung zwischen Sperring 3' und den Kugeln
23 zustande-ko#n:nt.
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Selbstverständlich können je nach Erfordernis und konstruktiven Gegebenheiten
die Kupplungselemente auch anders als beschrieben eingebaut werden, so daß sich
ein abgewandelter Funktionsablauf ergibt.
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Beispielsweise kann der Sperrbolzen 1 mit der beweglichen Werkzeughälfte
10 und die Schloßhülse 5 mit der feststehenden Aufspannplatte 8 verbunden sein,
wobei der Mitnehmer 2 mit Sperring 3 in der Formplattenhälfte 9 umgekehrt montiert
sein müssen.