DE4426521C1

DE4426521C1 - Vorrichtung zum Schließen von Formen für die Herstellung von Gegenständen aus Kunststoff

Info

Publication number: DE4426521C1
Application number: DE4426521A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr Ing Dedeken
Original assignee: Battenfeld Fischer Blasformtechnik GmbH
Current assignee: Battenfeld GmbH
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1995-09-28
Anticipated expiration: 2014-07-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schließen von Formen für die Herstellung von Gegenständen aus Kunststoff, insbesondere zum Blasformen von Hohlkörpern auf Blasformmaschinen, wobei die Vorrichtung aufweist:

- zwei Schließplatten, zwischen denen sich ein aus mindestens zwei Teilen bestehendes Werkzeug befindet, die in Schließrichtung des Werkzeugs auf einem Führungsträger verschiebbar angeordnet sind,
- insbesondere eine Stirnplatte, die auf dem Führungsträger angeordnet ist,
- einen Kraftantrieb, der zum Schließen des Werkzeugs insbesondere zwischen der Stirnplatte und einer der beiden Schließplatten eine Schließkraft erzeugt,
- einen Führungsträger, der so gelagert ist, daß er durch die vom Kraftantrieb erzeugte Schließkraft nicht mit Biegemomenten beaufschlagt wird,
- einen Maschinenständer, der die Schließkraft des Kraftantriebs aufnimmt und der mindestens zwei Stützelemente aufweist, von denen beim Aufbringen der Schließkraft das eine die Stirnplatte oder eine der beiden Schließplatten und das andere eine der beiden Schließplatten in Wirkrichtung der Schließkraft abstützt.

Eine derartige Formschließeinheit ist aus der DE-PS 20 48 258 bekannt. Sie dient hier insbesondere zum Herstellen von Kunststoffbehältern im Blasformverfahren, und weist einen im wesentlichen U-förmigen, aus zwei Schenkeln und einer diese an ihrem einen Ende verbindenden Traverse bestehenden Maschinenständer auf. Die Schenkel sind gelenkig mit je einem Betätigungszylinder verbunden. Diese wiederum schließen die beiden Werkzeughälften. Beim Aufbringen der Schließkraft stützen sich die Betätigungszylinder gegen die Schenkel ab; diese wiederum leiten die Kraft in die beide Schenkel verbindende Traverse weiter.

Eine andere Schließeinheit für eine Hohlkörperblasanlage ist aus der DE 36 24 615 C2 bekannt. Hier sind zwei Schließplatten beschrieben, die je eine Werkzeughälfte tragen und die zum planparallelen Schließen und Öffnen des Werkzeugs mittels eines gemeinsamen Arbeitszylinders verfahrbar sind. Zur Aufbringung der Schließkraft zwischen den beiden Schließplatten stützt sich der Arbeitszylinder zwischen einer Schließplatte und einer Jochplatte (Stirnplatte) ab, die fest mit den Maschinenholmen verbunden ist. Die andere Schließplatte ist ebenfalls fest mit den Maschinenholmen verbunden. Die Jochplatte ist gelenkig mit einem Hebel verbunden, der ebenfalls an den Maschinenholmen gelenkig angeordnet ist.

All diese Schließsysteme haben folgenden Nachteil gemeinsam: Durch die Verschiebung der Schenkel bzw. Hebel (Stützelemente) beim Aufbringen der Schließkraft, die im Zentimeter-Bereich liegen kann, bewegt sich der Punkt der Betätigungszylinder bzw. Joch- oder Schließplatte, an dem der Schenkel bzw. der Hebel angreift, aufgrund der Verbiegung entlang einer Kreisbahn weg. D. h., es gibt neben einer Verschiebe-Komponente in Wirkrichtung der Schließkraft auch eine kleine dazu senkrechte Komponente, die die Stirn- bzw. Schließplatte senkrecht zur Schließkraft verschiebt. Dadurch ist eine Beeinträchtigung der für ein einwandfreies Funktionieren des Schließmechanismus erforderlichen Parallelität der Werkzeughälften gegeben.

Solche Verschiebungen, die sich natürlich in der Regel nur im Zehntel- Millimeterbereich bewegen, bewirken weiterhin eine Quer-Verformung des Werkzeugs, so daß es - vor allem bei Präzisionsteilen - im Extremfall zu dadurch bedingten Ungenauigkeiten in der Geometrie des Formteils kommen kann.

Aus der DE 34 28 823 A1, der DE-AS 17 04 046 und der DE 23 21 694 C2 ist die Problematik der Verbiegung der Abstützelemente bekannt. Dort wird als Lösung vorgeschlagen, die Schließ- bzw. Spannplatten gelenkig abzustützen. Hierzu sind in der DE 34 28 823 A1 beispielsweise sphärische Lager vorgesehen, die zwischen den Führungsholmen und Formträgerelementen bzw. Stützelementen angeordnet sind. In der DE- AS 17 04 046 bzw. DE 23 21 694 C2 sind indes klassische Gelenke vorgesehen, die eine Kippbewegung der Werkzeughälften relativ zu den sie tragenden Platten zulassen bzw. mitmachen. Dadurch werden die Spann- bzw. Schließplatten durch die Verbiegung der Abstützelemente nicht in Mitleidenschaft gezogen. Jedoch erfolgt die Krafteinwirkung nicht mehr genau in Schließrichtung, wodurch Querkräfte senkrecht zur Werkzeugschließrichtung und daraus resultierende Querverformungen möglich sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schließvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die zuverlässig jegliche Querkraft, bedingt durch die Werkzeug-Schließkraft, und jede daraus resultierende Querverformung verhindert.

Die Lösung der Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,

- daß insbesondere die Stirnplatte (6) auf dem Führungsträger (5) in Schließrichtung des Werkzeugs verschiebbar angeordnet ist und
- daß zwischen den Stützelementen (11, 12) und der Stirn- (6) bzw. der Schließplatte (2) oder zwischen den Stützelementen (11, 12) und den beiden Schließplatten (1, 2) jeweils ein Lagerelement (13, 14) angeordnet ist, das eine Verschiebung zwischen Stützelement (11, 12) und Stirn- (6) bzw. Schließplatte (2) oder zwischen Stützelement (11, 12) und den beiden Schließplatten (1, 2) in einer zur Schließrichtung des Werkzeugs (3, 4) senkrechten Richtung zuläßt.

Die Verwendung einer Stirnplatte ist nicht in jedem Fall erforderlich, so daß das erste Merkmal bei entsprechenden Schließeinheiten auch entfallen kann.

Durch die erfindungsgemaße Verwendung zweier "Loslager" zwischen Stützelementen und Stirn- bzw. Schließplatte oder, wenn auf die Stirnplatte verzichtet werden kann, zwischen Stützelementen und den beiden Schließplatten ist ein Maschinenelement vorhanden, das zuverlässig jede Querbewegung senkrecht zur Schließrichtung des Werkzeugs durch eine entsprechende Verschiebung ausgleicht, so daß keine Querkräfte entstehen können. Auch bei größeren Verschiebungs beträgen der Stützelemente in Schließrichtung ist so stets eine geometrisch einwandfreie Schließung des Werkzeugs und ein Zuhalten ohne querwirkende Kräfte gewährleistet.

Es wird also auch bei Schließkraft-bedingten Verformungen eine Kraftkomponente senkrecht zur Wirkrichtung der Schließkraft zuver lässig verhindert.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der die Schließkraft des Kraftantriebs (7) aufnehmende Maschinenständer (10) aus mindestens zwei hebelartigen Stützelementen (15, 16) und einer Schubstange (17) sowie aus mindestens zwei Ständern (18, 19) besteht, wobei jedes der Stützelemente (15, 16) in Höhe der Wirklinie der Schließkraft mit den Lagerelementen (13, 14) sowie mit dem Führungsträger (5) und der Schubstange (17) gelenkig verbunden sind.

Diese Ausführungsform kann gewissermaßen als Leichtbauweise der Ausführung gemäß Anspruch 1 verstanden werden, da hier mittels eines an sich bekannten Hebelsystems die Kraftein- und Umleitung bewerkstelligt wird. Die erfindungsgemäße Verhinderung Querkraft- bedingter Verformungen machen sich bei einer leichteren Maschinen ausführung besonders vorteilhaft bemerkbar.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung ist, daß aufgrund der gelenkigen Lagerung der hebelartigen Stützelemente im Führungsträger bzw. in der Schubstange nur Zug- bzw. Druckkräfte auftreten können, so daß der Führungsträger momentenfrei bleibt. Die Abstützpunkte der Hebel können in jedem Falle so gewählt werden, daß auf das Schließplatten system keine Biegemomente ausgeübt werden.

Die im Führungsträger auftretenden Zugkräfte wirken ferner einer eventuellen Durchbiegung des Führungsträgers infolge des Gewichts von Werkzeug und Schließplatten entgegen: Der Führungsträger wird durch die Zugkräfte wieder "geradegezogen".

Gemäß einer weiteren Fortbildung der Schließvorrichtung kann der Kraftantrieb (7) im Bereich der Schubstange (17) angeordnet sein, wobei er seine Kraftwirkung zwischen den beiden Gelenkpunkten (22, 23) entfaltet, die durch die Verbindung der Schubstange (17) mit den Stützelementen (15, 16) definiert sind.

Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, eine besonders kompakte Bauart der Schließvorrichtung und damit der gesamten Maschine zu erreichen, da der Platz benötigende Kraftantrieb "unter" der eigentlichen Schließvorrichtung angeordnet werden kann.

Vorteilhaft für alle genannten Ausführungen ist weiterhin, daß die kraft übertragenden Elemente außerhalb des Bereichs der Schließplatten angeordnet sind. So ist eine bestmögliche Zugänglichkeit zum Werkzeug gegeben.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für das Blasformen, sondern insbesondere auch für das Spritzgießen von Kunststoffen eingesetzt werden kann, wird in letzterem Fall neben einer der Schließplatten (2) eine Spritzeinheit (20) zum Spritzgießen angeordnet, die auf einem Träger (21) in Schließrichtung des Werkzeugs verschiebbar ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schließeinheit,

Fig. 2 eine modifizierte Schließeinheit mit einem Hebelsystem für die Übertragung der Kräfte und

Fig. 3 eine weiter modifizierte Schließeinheit, bei der der Kraft antrieb unter dem Werkzeug-Schließ-System angeordnet ist.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemaße Vorrichtung zum Schließen von Formen für die Herstellung von Kunststoffgegenständen zu sehen. Wenngleich sie sich insbesondere für das Blasformen von Hohlkörpern auf Blasformmaschinen eignet, kann sie genauso z. B. für das Spritzgießen von Kunststoffteilen eingesetzt werden.

Zwischen zwei Schließplatten 1 und 2 sind die beiden Formhälften 3 und 4 eines Werkzeugs angeordnet. Die Schließplatten sind verschiebbar auf einem Führungsträger 5 angeordnet, die skizzierten Rollen deuten dies an. Weiterhin ist eine Stirnplatte 6 verschiebbar auf dem Führungsträger angeordnet, wobei die Verschiebungsrichtung dieser Platte die Schließrichtung des Werkzeugs ist. Die Stirnplatte 6 ist jedoch nicht in jedem Fall notwendig. Bei einer speziellen kompakten Bauform, s. Fig. 3, kann sie auch entfallen. Ein Kraftantrieb 7 bringt die für das Schließen des Werkzeugs erforderliche Kraft auf. In Fig. 1 stützt sich der Kraftantrieb zwischen der ersten Schließplatte 1 und der Stirnplatte 6 ab.

Der Führungsträger 5 ist im Maschinenständer 10 gelenkig gelagert, s. Lagerpunkte 8 und 9, und zwar in einer solchen Weise, daß durch Verformungen von Teilen der Maschine beim Schließen des Werkzeugs keine Kräfte und Momente auf den Führungsträger eingeleitet werden.

Der Maschinenständer 10 weist zwei Stützelemente 11 und 12 auf, die bis in die Wirklinie der Schließkraft reichen. Die Verbindung des ersten Stützelements 11 mit der Stirnplatte 6 wird durch ein erstes Lagerelement 13 hergestellt, die Verbindung des zweiten Stützelements 12 mit der zweiten Schließplatte 2 durch ein zweites Lagerelement 14. Bei den beiden Lagerelementen 13 und 14 handelt es sich um "Loslager", also um Lager, die zwar die Schließkraft in ihrer Wirkrichtung von der Stirn bzw. Schließplatte 6 und 2 auf die beiden Stützelemente 11 und 12 übertragen, nicht jedoch hierzu senkrechte Kraftkomponenten. Die beiden Lager 13 und 14 erlauben also eine Verschiebung in einer zur Schließrichtung des Werkzeugs senkrechten Richtung.

In Fig. 2 ist ein modifizierter Aufbau der Schließvorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung ist dabei nicht, was den Maschinenständer anbelangt, sehr massiv ausgeführt, sondern die kraftübertragenden Elemente sind - im Unterschied zu Fig. 1 - als Stangen und Hebel vorgesehen.

Das Werkzeug 3 und 4, die Schließplatten 1 und 2 und die ggf. vorhandene Stirnplatte 6 sind wieder auf dem Führungsträger 5 in Schließrichtung des Werkzeugs verschiebbar angeordnet. Anstelle der Stützelemente 11 und 12 sind nun zur Abstützung der vom Kraftantrieb 7 erzeugten Kräfte zwei hebelartige Stützelemente 15 und 16 vorhanden, die "unterhalb" des Führungsträgers gelenkig mit einer Schubstange 17 verbunden sind. Die beiden hebelartigen Stützelemente 15 und 16 sind weiterhin gelenkig am Führungsträger 5 gelagert, s. Lagerpunkte 8 und 9. Der Maschinenständer 10 besteht jetzt also aus den Stützelementen 15 und 16, der Schubstange 17 und mindestens zwei Ständern 18 und 19.

Zwischen den Stützelementen 15 und 16 und der Stirnplatte 6 bzw. Schließplatte 2 sind wiederum die Lagerelemente 13 und 14 angeordnet.

Für den Fall, daß die erfindungsgemaße Schließvorrichtung in einer Spritzgießmaschine eingesetzt werden soll, ist vorgesehen, daß eine Spritzeinheit 20 neben einer der Schließplatten angeordnet ist, die auf einem Träger 21 in Schließrichtung des Werkzeugs verschiebbar ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Bauform erlaubt eine Modifikation, die zu einer sehr platzsparenden Variante der Schließvorrichtung führt. Diese ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Fall ist eine auf dem Führungsträger 5 verschiebbar angeordnete Stirnplatte 6 nicht mehr erforderlich, um die erfindungsmäßige Idee der Eliminierung von in zur Schließrichtung des Werkzeugs senkrecht wirkenden Kräften zu realisieren.

Der Aufbau ist im vorliegenden Fall sehr ähnlich zu Fig. 2. Der Kraftantrieb 7 ist hier jedoch "unter" dem Führungsträger 5 angeordnet. Er ist im Bereich der Schubstange 17 angeordnet und entfaltet seine Kraftwirkung zwischen den beiden Gelenkpunkten 22 und 23, die durch die Verbindung der Schubstange 17 mit den beiden Stützelementen 15 und 16 definiert sind.

Bezugszeichenliste

1 erste Schließplatte
2 zweite Schließplatte
3 erste Werkzeughälfte
4 zweite Werkzeughälfte
5 Führungsträger
6 Stirnplatte
7 Kraftantrieb
8, 9 Lagerpunkte des Führungsträgers
10 Maschinenständer
11, 12 Stützelemente
13, 14 Lagerelemente
15, 16 Stützelemente
17 Schubstange
18, 19 Ständer
20 Spritzeinheit
21 Träger
22, 23 Gelenkpunkte

Claims

1. Vorrichtung zum Schließen von Formen für die Herstellung von Gegenständen aus Kunststoffe insbesondere zum Blasformen von Hohlkörpern auf Blasformmaschinen, wobei die Vorrichtung aufweist:

- zwei Schließplatten (1, 2), zwischen denen sich ein aus mindestens zwei Teilen bestehendes Werkzeug (3, 4) befindet, die in Schließrichtung des Werkzeugs auf einem Führungsträger (5) verschiebbar angeordnet sind,
- eine Stirnplatte (6), die auf dem Führungsträger (5) angeordnet ist,
- einen Kraftantrieb (7), der zum Schließen des Werkzeugs (3, 4) zwischen der Stirnplatte (6) und einer der beiden Schließplatten (1) eine Schließkraft erzeugt,
- einen Führungsträger (5), der so gelagert ist (8, 9), daß er durch die vom Kraftantrieb (7) erzeugte Schließkraft nicht mit Biegemomenten beaufschlagt wird,
- einen Maschinenständer (10), der die Schließkraft des Kraftantriebs (7) aufnimmt und der mindestens zwei Stützelemente (11, 12) aufweist, von denen beim Aufbringen der Schließkraft das eine die Stirnplatte (6) und das andere eine der beiden Schließplatten (2) in Wirkrichtung der Schließkraft abstützt, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Stirnplatte (6) auf dem Führungsträger (5) in Schließrichtung des Werkzeugs verschiebbar angeordnet ist und
- daß zwischen den Stützelementen (11, 12) und der Stirn- (6) bzw. der Schließplatte (2) jeweils ein Lagerelement (13, 14) angeordnet ist, das eine Verschiebung zwischen Stützelement (11, 12) und Stirn- (6) bzw. Schließplatte (2) in einer zur Schließrichtung des Werkzeugs (3, 4) senkrechten Richtung zuläßt.

2. Vorrichtung zum Schließen von Formen für die Herstellung von Gegenständen aus Kunststoffe insbesondere zum Blasformen von Hohlkörpern auf Blasformmaschinen, wobei die Vorrichtung aufweist:

- zwei Schließplatten (1, 2), zwischen denen sich ein aus mindestens zwei Teilen bestehendes Werkzeug (3, 4) befindet, die in Schließrichtung des Werkzeugs auf einem Führungsträger (5) verschiebbar angeordnet sind,
- einen Kraftantrieb (7), der zum Schließen des Werkzeugs (3, 4) eine Schließkraft erzeugt,
- einen Führungsträger (5), der so gelagert ist (8, 9), daß er durch die vom Kraftantrieb (7) erzeugte Schließkraft nicht mit Biegemomenten beaufschlagt wird,
- einen Maschinenständer (10), der die Schließkraft des Kraftantriebs (7) aufnimmt und der mindestens zwei Stützelemente (11, 12) aufweist, von denen beim Aufbringen der Schließkraft das eine eine der beiden Schließplatten (1) und das andere die andere der beiden Schließplatten (2) in Wirkrichtung der Schließkraft abstützt, dadurch gekennzeichnet,
- daß zwischen den Stützelementen (11, 12) und den beiden Schließplatten (1, 2) jeweils ein Lagerelement (13, 14) angeordnet ist, das eine Verschiebung zwischen Stützelement (11, 12) und den beiden Schließplatten (1, 2) in einer zur Schließrichtung des Werkzeugs (3, 4) senkrechten Richtung zuläßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schließkraft des Kraftantriebs (7) aufnehmende Maschinenständer (10) aus mindestens zwei hebelartigen Stützelementen (15, 16) und einer Schubstange (17) sowie mindestens zwei Ständern (18, 19) besteht, wobei jedes der Stützelemente (15, 16) in Höhe der Wirklinie der Schließkraft mit den Lagerelementen (13, 14) sowie mit dem Führungsträger (5) und der Schubstange (17) gelenkig verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftantrieb (7) im Bereich der Schubstange (17) angeordnet ist und seine Kraftwirkung zwischen den beiden Gelenkpunkten (22, 23) entfaltet, die durch die Verbindung der Schubstange (17) mit den Stützelementen (15, 16) definiert sind.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben einer der Schließplatten (2) eine Spritzeinheit (20) zum Spritzgießen angeordnet ist, die auf einem Träger (21) in Schließrichtung des Werkzeugs verschiebbar ist.