DE3801907C1 - Method of ejecting injection-moulded elastomeric articles from their mould cavities and apparatus for carrying out the method - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerfen spritzge­ gossener elastomerer Artikel aus ihren Formnestern gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 2.

Beim Spritzgießen von Artikeln aus Elastomeren, beispiels­ weise aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen, bereitet es häufig Schwierigkeiten, die fertigen Artikel nach dem Öff­ nen der Form aus dieser zu entfernen, selbst wenn es sich nur um zweiteilige Formen und geometrisch einfach gestaltete Artikel, beispielsweise O-Ringe, handelt, da diese Artikel aufgrund ihrer Materialeigenschaften nicht selten an einer der Formhälften haften bleiben. Als Ergebnis resultiert dann eine erhebliche Störung des Betriebs der normalerweise in einem vorgegebenen Takt arbeitenden Spritzgießmaschine. Solchen Störungen kann man im vorliegend angegebenen Fall zwischenzeitlich allerdings dadurch begegnen, daß man gemäß den Druckschriften DE-PS 21 33 748 bzw. DE-PS 35 11 797 zwischen die nach einem Spritzgießvorgang auseinandergefahrenen Formhälften eine Anordnung aus einer oder mehreren Walzen- oder Tellerbürste(n) einfährt, die dann mittels entsprechender Rotationsbewegung(en) einerseits die fertigen Artikel aus­ wirft und andererseits gleichzeitig die Oberflächen der Form­ hälften reinigt. Die Anwendung derartiger Bürstenanordnungen beschränkt sich jedoch auf das Auswerfen von solchen Artikeln, die im Falle anderer Materialeigenschaften von selbst aus der geöffneten Form herausfallen würden, d. h. auf verhältnis­ mäßig flache und einfach gestaltete Artikel.

Für das Auswerfen komplizierter gestalteter Artikel, insbe­ sondere solcher, die in zumindest eine Formhälfte im Ver­ hältnis zu ihrer Querschnittsfläche parallel zur Trennfläche der - zweiteiligen - Form weiter hineinragen, kann eine Entnahmevorrichtung gemäß der Druckschrift DE-PS 32 20 089 in Anwendung gebracht werden, die jeden Artikel nach Art einer künstlichen Hand einzeln aus der ihn noch teilweise einschlie­ ßenden Formhälfte herauszieht und anschließend außerhalb der Formschließeinheit ablegt. Eine derartige Entnahme­ vorrichtung ist jedoch nur bei Artikeln anzuwenden, die keine merklichen und insbesondere keine unstetigen Querschnittsver­ größerungen innerhalb ihrer jeweiligen Formnesthälfte auf­ weisen, und wegen des Zeitaufwandes für jede Einzelentnahme auch nur bei Artikeln, von denen pro Spritzgießvorgang inner­ halb einer Form nur eine geringe Anzahl erzeugt wird, um den Maschinentakt nicht in unwirtschaftlichem Maße absenken zu müssen.

Bei Artikeln, die zwangsläufig in Richtung der Trennflächen­ normalen der Formhälften mehrere - stetige oder unstetige - Querschnittsveränderungen sowohl in Richtung kleinerer als auch größerer Querschnitte aufweisen, beispielsweise spezielle hohlzylinderförmige Dichtungen oder Stopfen mit Innendurch­ führung, hat sich als erste zweckmäßige Maßnahme zur Erleichte­ rung des Entfernens der spritzgegossenen Artikel aus der Spritzgießform die Einführung einer separaten Formnestplatte erwiesen, die zwischen den ursprünglichen Formhälften ange­ ordnet wird. Eine solche Anordnung erlaubt, die Artikel nach dem Auseinanderfahren aller drei Formteile mit einer geeigneten Anordnung von einer Seite der Formnestplatte herauszudrücken, wobei gegenüber der Artikelentfernung mittels Zugkrafteinwir­ kung die Gefahr des Auseinanderreißens jedenfalls deutlich vermindert wird. Die bisherigen Versuche, ein solches Aus­ drücken mittels Ausdrückstempeln durchzuführen, deren Stirn­ fläche im wesentlichen der Querschnittsfläche des auszuwerfen­ den Artikels in Höhe von dessen dem Andrückstempel zugewandter Stirnseite entspricht und deren Andrückbewegung ausschließ­ lich parallel zur Flächennormalen der Formnestplatte erfolgt, führte jedoch nur im Ausnahmefall geringer Querschnittsver­ änderungen und ganz bestimmter elastischer Eigenschaften zum Erfolg. Im allgemeinen war niemals auszuschließen, daß die auszuwerfenden Artikel an Querschnittsverengungen zunächst gestaucht und dann zerstört wurden.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung geeignete Vor­ richtung zu liefern, die die vorgenannten Nachteile vermeiden und es erlauben, spritzgegossene Artikel aus Elastomeren, insbesondere aus Gummi oder gummiartigen Kunststoffen, auch dann betriebssicher und beschädigungsfrei aus einer Form­ nestplatte auszuwerfen, wenn diese Artikel innerhalb der Formnestplatte mehrere nicht zu vernachlässigende - stetige oder unstetige - Querschnittsveränderungen sowohl in Richtung kleinerer als auch größerer Querschnitte parallel zum Ver­ lauf der Flächennormalen der Formnestplatte aufweisen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 bzw. der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 2.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist dadurch begründet, daß durch die erfindungsgemäße Gestaltung und Anordnung der Ausdrückstempel, nämlich die Reduzierung ihrer Querschnitts­ fläche - jedenfalls in dem in das Formnest eintauchenden Ab­ schnitt - auf eine solche, die stets kleiner ist als die kleinste Querschnittsfläche des zugehörigen Formnestes senkrecht zu dessen Körperachse, und die Parallelverschiebung ihrer Längsachsen gegenüber den Körperachsen der jeweils zuge­ hörigen Formnester vor dem Start einer Ausdrückbewegung der­ art, daß sich die Ränder der sich jeweils gegenüberstehenden Stirnflächen von auszuwerfendem Artikel und zugehörigem Aus­ drückstempel in einem Bereich überschneiden, auf die auszuwerfenden Artikel bezüglich ihrer jeweiligen Körperachse eine unsymmetrisch auf sie wirkende Druckkraft ausgeübt wird.

Eine solche unsymmetrische Druckkraft bewirkt jedoch, daß der auszuwerfende Artikel an einer - insbesondere unstetigen - Querschnittsverengung des Formnestes nicht gleichmäßig gestaucht, sondern mit dem gegen die Verengung anstehenden Teil des Artikels mit größerer Querschnittsfläche zunächst nur partiell in die geringere Querschnittsfläche hineingleitet, um dann ohne weitere Schwierigkeiten, d. h. ohne Beschädigungen des Artikels oder Verzögerungen des Auswerfvorganges, gänz­ lich durch die kleinere Querschnittsfläche hindurchgedrückt zu werden. Dies geschieht überraschenderweise auch dann, wenn der auszu­ werfende Artikel innerhalb des Formnestes in Richtung der Ausdrückbewegung eine nicht zu vernachlässigende - insbesondere unstetige - Querschnittsverengung aufweist und seine elastischen Eigenschaften innerhalb eines weiten Bereiches variieren.

Weiterhin erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß der Ausdrückbewegung parallel zur Körperachse jedes Formnestes spätestens vom Zeitpunkt der ersten Berührung zwischen den sich gegenüberstehenden Stirnflächen von auszuwerfendem Arti­ kel und zugehörigem Ausdrückstempel an eine zu dieser Aus­ drückbewegung senkrechte, die Längsachse des Ausdrückstempels in Richtung auf die Körperachse des Formnestes parallelver­ schiebende Bewegungskomponente überlagert wird, da damit ein besonders schonender und angepaßter partieller Eintritt des gegen eine Querschnittsverengung im Formnest anstehenden Teils des auszuwerfenden Artikels in die kleinere Querschnitts­ fläche bis zum Hindurchdrücken des gesamten Restteils des Artikels durch diese Querschnittsfläche erreicht wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung werden durch die Merkmale der Unteransprüche 3 bis 10 gegeben.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstandes wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Ausschnitt aus einem Querschnitt durch eine drei­ teilige Spritzgießform mit einem darin befindlichen Artikel aus elastomerem Material,

Fig. 2 Vordersicht einer schematisch dargestellten Spritz­ gießmaschine mit geöffneter dreiteiliger Form und einer eingefahrenen Auswerferplatte,

Fig. 3 perspektivische Ansicht einer Auswerferplatte mit zugehörigem Teil ihrer Halterung,

Fig. 4 Ausschnitt aus einem Querschnitt durch eine Form­ nestplatte mit startbereit gegenüberstehender Aus­ werferplatte,

Fig. 5 Schnittdarstellungen der in Fig. 4 gezeigten Stirn­ fläche eines Ausdrückstempels.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch eine dreiteilige Spritzgießform 1 mit einer Formbasis 2, einem Formdeckel 3 und einer zwischen diesen beiden Formteilen angeordneten Formnestplatte 4. Die Formnestplatte 4 und die Formbasis 2 enthalten einen spritzgegossenen Artikel 5 aus elastomerem Material, beispielsweise einen Gummistopfen mit Innendurchführung, der mehrere Abschnitte 6, 7, 8, 9 mit verschiedenen Radien gegenüber seiner Körperachse 10 aufweist. Den erfindungswesentlichen Bestandteil des Artikels 5 bzw. des Formnestes 12 stellt die Ringfläche 11 dar, die bei einem gleichmäßigen Druck auf die im dargestellten Fall untere Stirnfläche 13 des Artikels 5 Anlaß zu nichtvoraus­ sagbaren Abscherungen und damit Beschädigungen dieses Artikels 5 führen kann. Der erforderliche Angußkanal zum Füllen des Formnestes 12 ist hier nicht dargestellt, da nicht erfin­ dungswesentlich.

Fig. 2 zeigt die Vordersicht einer schematisch dargestellten Spritzgießmaschine mit geöffneter dreiteiliger Form und einer eingefahrenen erfindungsgemäßen Auswerferplatte 14, wobei auf einem Maschinengestell 15 ein fester Rahmen aus Holmen 16 und einer Endplatte 17 montiert ist, der seinerseits eine mit ihm fest verbundene Formbasis 2, einen parallel zu den Holmen 16 verfahrbaren Formdeckel 3 und eine ebenfalls parallel zu den Holmen 16 verfahrbare Formnestplatte 4 trägt und führt. Die Bewegung des Formdeckels 3 erfolgt durch eine hydrau­ lische Kolben-/Zylinder-Anordnung 18, die entsprechende Ein­ richtung zur Bewegung der Formnestplatte 4 ist hier - da in an sich bekannter Weise aufgebaut - nicht dargestellt. Letzteres gilt auch für den oder die erforderlichen Anguß­ kanal/-kanäle in mindestens einem der drei Formteile. Die dargestellte vertikale Anordnung der Holme 16 stellt keine Beschränkung aller möglichen Anordnungen dieser Holme 16 und damit der gesamten Spritzgießmaschine im dreidimensionalen Raum dar.

Außerhalb des festen Rahmens aus Holmen 16 und Endplatte 17 ist auf dem Maschinengestell 15 eine Konsole 19 montiert, die zur Lagerung und Führung einer senkrecht zu den Holmen 16 verfahrbaren - vorzugsweise rahmenartigen - Halterung 20 dient und gleichzeitig die hier nicht eingezeichnete An­ triebseinheit für die Bewegung dieser Halterung 20, bei­ spielsweise eine bekannte hydraulische Kolben-/Zylinder-Anord­ nung, abstützen kann. Die Halterung 20 ist im vorliegenden Fall durch einen mit Rollen 21 versehenen Bock 22 zusätzlich abge­ stützt und trägt an ihrem dem festen Rahmen aus Holmen 16 und Endplatte 17 zugewandten Ende eine Auswerferplatte 14, am entgegengesetzten Ende ein Gegengewicht 23. Die Auswerferplatte 14 ist an der Halterung 20 gegenüber dieser beweglich gelagert und trägt auf zwei Seiten - hier der sichtbaren Vorderseite und der verdeckten Rückseite - je eine Kurvenbahnplatte 24 mit parallel verlaufend eingeschnittenen Kurvenbahnen, in die bei einer relativen Annäherungsbewegung zwischen Form­ nestplatte 4 und Auswerferplatte 14 - von der im vorliegenden Fall vorausgesetzt wird, daß es sich um eine durch den nicht im einzelnen dargestellten Öffnungs- und Schließmechanismus der Spritzgießform verursachte Absenkung der Formnestplatte 4 in Richtung auf die Auswerferplatte 14 handelt - je ein an entsprechenden Seiten der Formnestplatte 4 - gegebenenfalls in geeigneten Ausnehmungen dieser Platte - angebrachter und nach außen weisender Zapfen 25 eingreift. Bei Fortführung der vorgenannten Annäherungsbewegung führt die Wechselwirkung zwischen Kurvenbahnplatten 24 und Zapfen 25 dann zu einer der - hier senkrechten - Annäherungsbewegung überlagerten Bewegung der Auswerferplatte 14 gegenüber der Formnest­ platte 4 senkrecht zur Annäherungsbewegung - d. h. im hier gezeichneten Beispiel nach rechts. Damit bewegen sich jedoch auch die der Formnestplatte 4 zugewandten Stirnflächen der auf der Auswerferplatte 14 angebrachten Ausdrückstempel 26 auf der in die Kurvenbahnplatten 24 eingeschnittenen Kurve in die ihnen jeweils gegenüberstehenden Formnester hinein. Die Ruhelage der Auswerferplatte 14 gegenüber ihrer Halterung 20 kann im vorliegenden Fall beispielsweise durch ein in Rich­ tung der Bewegung der Halterung 20 zwischen dieser und der Auswerferplatte 14 eingekoppeltes Federpaket fixiert werden, das in der Fig. 2 jedoch nicht dargestellt ist.

Die Relativbewegungen zwischen Formnestplatte 4 und Auswer­ ferplatte 14 können statt durch Kurvenbahnplatten 24 und Zapfen 25 auch durch speziell gesteuerte Antriebe bekannter Art auf der Halterung 20 und/oder an der Formnestplatte 4 bewirkt werden; die Halterung 20 selbst, ihre Lagerung und Führung sowie die Vornahme ihrer Bewegung sind in ihrer Gestaltung auch in anderer an sich bekannter Weise als in der hier dargestellten Ausführungsform verifizierbar.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Auswerfer­ platte 14 mit Ausdrückstempeln 26, Kurvenbahnplatten 24 und zugehörigem Teil ihrer Halterung 20, die in diesem Fall im wesentlichen aus zwei Holmen 27 aus Rund- oder Hohlzylinder­ material besteht, die zumindest an ihren Enden - von denen hier nur eines dargestellt ist - durch Querstreben 28 verbun­ den sind. Die gezeigte, der Auswerferplatte 14 benachbarte Querstrebe 28 weist eine Erweiterungsplatte 29 auf, die als Anschlagpunkt für ein Federpaket 30 dient, das andererseits an der Auswerferplatte 14 angeschlagen ist und so deren Ruhe­ lage in der Halterung 20 festlegt. Um einerseits von der hier als horizontal gelagert vorausgesetzten Halterung 20 getragen zu werden und andererseits in bzw. auf ihr verschiebbar zu sein, weist die Auswerferplatte 14 an zwei Rändern ihrer Unterseite im dargestellten Fall viertelkreisförmige Ausnehmungen 31 als Gleit­ flächen auf, die gegebenenfalls mit einer besonderen Gleit­ schicht ausgeschlagen sein können. Bei engerer Anordnung der Holme 27 können die viertelkreisförmigen Ausnehmungen 31 selbst­ verständlich auch durch solche mit halbkreisförmigem oder kreisabschnittförmigem Querschnitt ersetzt werden.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch eine Formnestplatte 4 mit startbereit gegenüberstehender Aus­ werferplatte, wobei die Darstellung nur den unteren Teil des in der Fig. 1 gezeigten Artikels 5 innerhalb der nächsten Um­ gebung der Formnestplatte 4 und nur das obere Ende des diesem Artikel 5 zugeordneten Ausdrückstempels 26 mit der der Form der Stirnfläche 13 des Artikels 5 teilweise angepaßten Stirnfläche 32 berücksichtigt. Die teilweise Anpassung der Stirnfläche 32 an die Stirnfläche 13 bewirkt eine bessere Übertragung der jeweils in jedem Augenblick tatsächlich wirksamen - unsymmetrischen - Druckkraft auf den auszuwerfenden Artikel 5. Es ist deutlich zu erkennen, insbe­ sondere unter gleichzeitiger Berücksichtigung von Fig. 1, daß die Querschnittsfläche des Ausdrückstempels 26 in seinem in das Formnest 12 eintauchenden Abschnitt kleiner ist als die kleinste Querschnittsfläche des Formnestes 12 senk­ recht zu deren Körperachse 10.

Fig. 5 schließlich zeigt drei Ansichten der in Fig. 4 dargestellten Stirnfläche 32 eines Ausdrückstempels 26, die mittels einer speziellen Wulst 34 auf einem Teil seiner der Stirnfläche 13 des Artikels 5 zweckentsprechend angepaßt ist.

Auf mögliche Variationsmöglichkeiten einzelner Teilanordnungen der Vorrichtung wurde bereits an entsprechen­ den Stellen in der vorangegangenen Beschreibung hingewiesen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Auswerfen spritzgegossener elastomerer Artikel, insbesondere solcher aus Gummi oder gummi­ ähnlichen Kunststoffen, aus ihren Formnestern, insbe­ sondere solchen mit einer zur Flächennormalen der Formnestplatte parallelen Körperachse, um die das jeweilige Formnest einen rotationssymmetrischen Hohlkörper mit in Richtung der als Rotationsachse dienenden Körperachse variierenden Radien bildet, bei dem nach dem Öffnen der Form der Artikel aus jedem Formnest durch einen in Richtung der vorgenannten Körperachse betätigbaren Ausdrückstempel ausgeworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdrückbewegung jedes Ausdrückstempels parallel zur Körperachse des Formnestes spätestens vom Zeitpunkt der ersten Berührung zwischen den sich gegenüberstehenden Stirnflächen von auszuwerfendem Artikel und Ausdrück­ stempel an eine zu dieser Ausdrückbewegung senkrechte, die Längsachse des Ausdrückstempels in Richtung auf die Körperachse des Formnestes parallelverschiebende Be­ wegungskomponente überlagert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einer dreiteilig ausgebildeten Spritzgieß­ form einer Spritzgießmaschine aus Formbasis und Form­ deckel sowie einer zwischen beiden angeordneten Form­ nestplatte und mit einer im geöffneten Zustand der Form zwischen Formbasis und Formnestplatte oder Formnestplatte und Formdeckel ein- und ausfahrbaren Auswerferplatte, die auf ihrer der Formnestplatte zuge­ wandten Oberfläche einen dem Satz der Formnester nach Zahl und räumlicher Anordnung entsprechenden Satz von Ausdrückstempeln trägt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnittsfläche jedes Ausdrückstempels (26) senkrecht zu seiner Längsachse (33) jedenfalls in seinem in das zugehörige Formnest (12) eintauchenden Abschnitt stets kleiner ist als die kleinste Querschnittsfläche des zugehörigen Formnestes (12) senkrecht zu seiner der Flächennormalen der Formnestplatte (4) parallelen Körperachse (10),
daß in der Ausgangsstellung der - vorzugsweise gemeinsam mit ihrer Halterung - eingefahrenen Auswerferplatte (14) die Längsachsen aller Andrückstempel (26) gegenüber den vorgenannten Körperachsen (10) der jeweils zugeordneten Formnester (12) derart in die gleiche Richtung parallel­ verschoben sind, daß sich die Ränder der sich jeweils gegenüberstehenden Stirnflächen (13, 32) von Ausdrückstempel (26) und auszuwerfendem Artikel (5) in einem Bereich überschneiden, und
daß Formnestplatte (4) und/oder Auswerferplatte (14) mit - beispielsweise mechanischen, hydraulischen oder elektromagnetischen Mitteln zur Erzeugung von Relativbewegungen zwischen diesen beiden Platten (4, 14) sowohl in Richtung ihrer Flächennormalen als auch senkrecht dazu versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (32) jedes Ausdrückstempels (26) eben ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (32) jedes Ausdrückstempels (26) zumindest teilweise der ihm gegenüberstehenden Stirn­ fläche (13) des zugehörigen auszuwerfenden Artikels (5) angepaßt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerferplatte (14) relativ zu ihrer mit ihr ein- und ausfahrbaren Halterung (20) senkrecht zu ihrer Flächennormalen in an sich bekannter Weise verschiebbar angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auswerferplatte (14) und ihrer mit ihr ein- und ausfahrbaren Halterung (20) mindestens ein Federpaket (30) oder entsprechend elastische Elemente angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerferplatte (14) einschließlich ihrer oder relativ zu ihrer Halterung (20) in Richtung ihrer Flächennormalen in an sich bekannter Weise verfahrbar angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Formnestplatte (4) in Richtung ihrer Flächennormalen relativ zur Auswerferplatte (14) ver­ fahrbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formnestplatte (4) auf zwei gegenüberliegenden Seiten senkrecht zu ihrer Flächennormalen je einen nach außen weisenden Zapfen (25) trägt, die bei einer rela­ tiven Annäherungsbewegung zwischen Formnestplatte (4) und Auswerferplatte (14) mit je einer entsprechend an zwei gegenüberliegenden Seiten der Auswerferplatte (14) ange­ brachten Kurvenbahnplatten (24) in Eingriff treten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsgerade zwischen den Zapfen (25) bzw. den Kurvenbahnplatten (24) mit den in der Ausgangs­ stellung der eingefahrenen Auswerferplatte (14) vorhandenen Abstandslinien zwischen den parallelverschobenen Längs­ achsen (33) der Ausdrückstempel (26) und den Körper­ achsen (10) der jeweils zugehörigen Formnester (12) einen rechten Winkel bilden.