-
Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Formen, die in Spritzgießmaschinen
verwendet werden. Mehr im einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf eine Verriegelungsvorrichtung zur Verwendung mit einer Spritzform,
die herausnehmbare Einsätze
enthält,
um das Herausnehmen oder Auswechseln der Einsätze der Form zu erleichtern.
-
Technischer
Hintergrund
-
Eine
Spritzgießmaschine
arbeitet so schnell, daß sie
einen Durchlauf eines bestimmten spritzgeformten Teils schnell und
in einer vergleichsweise kurzen Zeitspanne fertigstellen kann. In
Anbetracht der erheblichen Kosten der Maschine sollte keine Möglichkeit
bestehen, daß diese
einen Leerlauf aufweist. Wenn die Einrichtung der Spritzgießmaschine von
der Herstellung von einem Teil zu einem anderen verändert wird,
muß die
Form in der Maschine, die den Gegenstand ausbildet, herausgenommen
werden, und eine neue Form muß eingesetzt
werden, damit die Maschine ihre Arbeit aufnehmen kann und das neue
spritzgeformte Teil herstellen kann. Die Zeit, die benötigt wird,
um die Form zu wechseln, muß minimiert
werden, so daß die
Maschine sobald wie möglich
ihren produktiven Einsatz wieder aufnehmen kann. Gegenwärtig werden
eine bis zu mehreren Stunden benötigt,
um einen vollständigen
Wechsel einer Form durchzuführen.
Die Zeit, die für
den Vorgang des Wechselns einer Form verlorengeht, hat einen ausgeprägten Effekt
auf die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens auf dem Gebiet des
Spritzformens.
-
Master
Unit Die Products, Inc. („MUD") hat die Zeit, die
zum Austauschen von Formen erforderlich ist, mit ihrer Erfindung
eines „Schnellwechselsystems
für Formsockel" (Quick Change System
for Mold Bases")
erheblich reduziert, so wie es in dem US-Patent Nr. 5,350,289 beschrieben
ist. Das Schnellwechselsystem von MUD wird mit Formen eingesetzt,
die mit Adapterrahmen versehen sind, die an den Preßplatten
der Spritzgießmaschine
befestigt werden. Die Adapterrahmen sind problemlos von einer Maschine
zu einer anderen Maschine übertragbar,
wobei die vorhandenen Muster von Befestigungslöchern auf den Druckplatten
der Maschinen verwendet werden. Die Formen sind typischerweise auf Ösenplatten
gehalten, die dazu bestimmt sind, zahlreiche Formen mit unterschiedlichen
Größen zu halten.
Die Ösenplatten
sind ebenfalls ohne weiteres von einem Adapterrahmen zu einem anderen
Adapterrahmen übertragbar.
Die Adapterrahmen sind mit einer U-förmigen Führung und mit einem Tragkanal versehen,
um die Ösenplatten
auf dem Formsockel aufzunehmen. Die T-förmige
Führungsrollen
sind in Ausrichtung mit dem Zugang zu einer jeden Seite des Führungskanals
angebracht. Die T-förmige
Konfiguration für
die Führungsrollen
bringt die Möglichkeit mit
sich, daß der
Rand der Ösenplatte
entlang des vertikalen Abschnitts des T rollt, während der größere horizontale
Abschnitt des T die Ösenplatte
aufnimmt und hält,
wobei die Ösenplatte
in Ausrichtung mit dem Führungskanal
auf dem Adapterrahmen gehalten wird. Die Adapterrahmen werden an
den Flächen der
Druckplatten befestigt, indem das vorhandene standardmäßige, mit
Gewinde versehene Lachmuster auf der Fläche der Druckplatte verwendet
wird. Klemmbefestigungen können
für den
anfänglichen Einbau
des Adapterrahmens verwendet werden. Die Klemmen werden in bevorzugter
Weise entfernt, nachdem Bolzen oder Innensechskantschrauben oder ähnliches
dazu verwendet worden sind, um die Adapterplatten an der Seite der
Druckplatte zu befestigen. Wenn die Ösenplatte in den Adapterrahmen eingesetzt
ist, werden sämtliche
Befestigungselemente abgedeckt, so daß eine mögliche Quelle von Beschädigungen
während
des Betriebs der Maschine eliminiert wird. Das Schnellwechselsystem
von MUD ermöglicht,
daß Formanordnungen,
die mit standardmäßigen Ösenplatten
ausgerüstet
sind, in einer Spritzgießmaschine
in zehn Minuten oder sogar in noch kürzerer Zeit ausgetauscht werden.
-
Wenn
allerdings der MUD-Rahmen mit einem Verteilersystem mit heißem bzw.
beheiztem Angußkanal
verwendet wird, ist der Rahmen der „A"-Seite, der den Einsatz auf der „A"-Seite aufnimmt,
mit der Düsenplatte
des Systems mit heißem Angußkanal verschraubt.
Wenn es erforderlich ist, daß der
MUD Einsatz zu Gunsten eines anderen Satzes ausgetauscht werden
muß, müssen die
Befestigungsschrauben auf der „A"-Seite entfernt werden, und
die „A"-Seite muß von dem
System mit heißem Angußkanal weggezogen
werden, so daß die
Düsen aus
dem Abdichtungs- und Eingußkanal
in dem Formrahmen herausgezogen werden. Dies ist notwendig, um einen
ausreichenden Abstand oder Freiraum zu erhalten, so daß die Düsen des
Systems mit heißem
Angußkanal
nicht in störendes
Zusammenwirken mit dem Herausnehmen der Einsätze und dem Einbau der als
Ersatz dienenden Formeinsätze treten.
Das Herausnehmen der Befestigungsschrauben auf der „A"-Seite ist zeitaufwendig
und verlangsamt den Prozeß des
Auswechselns der Formeinsätze
erheblich, so daß in
gewisser Weise der Vorteil des Schnellwechselkonzepts nach MUD außer Kraft gesetzt
wird.
-
Weiterhin
ist aus der JP-A-01 275 115 eine Verriegelungsvorrichtung für Spritzgießformen
bekannt.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Kurz
zusammengefaßt
wird gemäß einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung eine Verriegelungsvorrichtung bereitgestellt,
bei der ein nockenartiger Wirkungsablauf eingesetzt wird, um die
Platte der „A"-Seite während des
Betriebs gegen das System mit heißem Angußkanal (Düsenplatte) zu halten, so daß auf diese
Weise die Schrauben ersetzt werden, die bei aus dem Stand der Technik
bekannten Formkonstruktionen verwendet werden. In bevorzugter Weise
ist die Verriegelungsvorrichtung auf jeder Seite der Form vorgesehen,
um die Platte der „A"-Seite in höchst effektiver
Weise während
der Einspritzung der unter hohem Druck befindlichen plastischen
Schmelze gegen die Düsenplatte
zu halten.
-
Für die Zwecke
eines Austauschs eines Formeinsatzes wird jede Verriegelung gedreht,
um die Platte der „A"-Seite von der Düsenplatte
freizugeben und um die Platte der „A"-Seite gegen die „B"-Seite der Form zu halten. Dies schafft
die Möglichkeit,
daß die „A"- und „B"-Abschnitte der Formanordnung von der
Düsenplatte
wegbewegt werden können,
so daß auf
diese Weise ein störendes
Zusammenwirken zwischen den Düsen
des heißen
Angußkanals
und einem Einsatz auf der „A"-Seite vermieden
wird und ein schnelles Auswechseln eines Formeinsatzes möglich wird.
-
Die
Verriegelungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist mit
Paßstiften
sowohl in der Düsenplatte
als auch in der Platte der „B"-Seite versehen.
Ein schwenkbarer Verriegelungsarm ist so ausgebildet, daß er auf
die einen oder die anderen Stifte greift, in Abhängigkeit von der Funktion,
die auszuführen
ist. Der Verriegelungsarm schwenkt auf einer zentralen Nabe mit
einem Versatz, um eine nockenartige Spannwirkung bereitzustellen,
wenn die Nabe durch einen Verriegelungshebel gedreht wird. Die Verriegelung
wird mit den Paßstiften
in der Düsenplatte
während
des Betriebs in Eingriff gebracht. Um einen Austausch eines Formeinsatzes
durchzuführen,
wird folgendes ausgeführt:
(i) der Spannmechanismus der Spritzgießmaschine wird betätigt, um die
Form zu schließen,
(ii) die zentrale Nabe der Verriegelungsvorrichtung wird gedreht,
wobei ein Hebel verwendet wird, um die Verriegelungskraft zwischen der „A"-Seite und der Düsenplatte
zu lösen,
(iii) der Verriegelungsarm wird gedreht, um mit dem Zapfen auf der „B"-Seite zusammenzuwirken,
(iv) die zentrale Nabe wird durch den Verriegelungshebel gedreht, um
eine Verriegelungskraft zwischen den „A"- und „B"-Seiten zu erzielen, (v) ein Sicherheitsstift
wird in den Verriegelungsarm eingesetzt, (vi) der Spannmechanismus
der Spritzgießmaschine
wird betätigt,
um die Form zu öffnen,
wobei die „B"- und „A"-Seiten zusammen
bewegt werden, um die Düsen
des heißen Angußkanals
freizugeben, (vii) die Formeinsätze werden
entfernt, (viii) neue Formeinsätze
werden eingebaut, und (ix) der Vorgang wird umgekehrt, so daß der Verriegelungsarm
schließlich
in festem Eingriff mit dem Stift in der Düsenplatte sitzt.
-
Demgemäß schafft
die Verriegelungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die
Grundlage für
ein zeitsparendes Mittel zum Lösen
und Verbinden einer Formanordnung und eines Verteilersystems mit
heißem
Angußkanal.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 zeigt
eine seitliche Ansicht einer Spritzgießanordnung, die offen dargestellt
ist, wobei die Verriegelungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung
in Eingriff steht, um die Platte der „A"-Seite gegen die Düsenplatte eines Systems mit
heißem Angußkanal zu
halten.
-
2 zeigt
eine seitliche Ansicht einer Spritzugießanordnung ähnlich 1, mit der
Ausnahme, daß diese
in einer geschlossenen Position dargestellt ist.
-
3 zeigt
eine seitliche Ansicht einer Spritzgießanordnung ähnlich der nach 2,
wobei eine Bewegung des Verriegelungshebels dargestellt ist, um
die zentrale Nabe der Verrieglungsvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung zu drehen, wodurch auf diese Weise die Nockenkraft gelöst wird.
-
4 zeigt
eine seitliche Ansicht einer Spritzgießanordnung ähnlich der nach 3,
wobei dargestellt ist, wie der Verriegelungsarm gedreht wird, um
mit dem Paßstift
in der Platte der „B"-Seite zusammenzuwirken.
-
5 zeigt
eine seitliche Ansicht einer Spritzgießanordnung ähnlich der nach 4,
wobei eine Bewegung des Verriegelungshebels dargestellt ist, um
die zentrale Nabe der Verriegelungsvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung zu drehen, wodurch auf diese Weise eine Nockenkraft aufgebracht wird,
um die „A"- und „B"-Platten zusammenzuhalten.
-
6 zeigt
eine seitliche Ansicht einer Spritzgießanordnung ähnlich der nach 5,
wobei die Form geöffnet
dargestellt ist und die Verriegelungsvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung in Eingriff steht, um die Platten der „A"- und „B"-Seiten zusammenzuhalten, so daß die Platte
der „A"-Seite von der Düsenplatte
wegbewegt ist.
-
7 zeigt
eine seitliche Ansicht einer Spritzgießanordnung ähnlich der nach 6,
wobei die Form offen dargestellt ist und die Formeinsätze von
der Oberseite der „A"- und „B"-Formabschnitte entfernt
sind.
-
8 zeigt
eine seitliche Ansicht der zentralen Nabe der Verriegelungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung.
-
9 zeigt
eine Draufsicht von oben auf die zentrale Nabe der Verriegelungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung.
-
10 zeigt
eine Schnittansicht der zentralen Nabe der Verriegelungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung, entlang der Linie 10-10 in 9.
-
11 zeigt
eine Schnittansicht der zentralen Nabe der Verriegelungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung, entlang der Linie 11-11 in 9.
-
12 zeigt
eine Draufsicht von oben auf den Verriegelungsarm der Verriegelungsvorrichtung nach
der vorliegenden Erfindung.
-
13 zeigt
eine Schnittansicht des Verriegelungsarms der Verriegelungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung, entlang der Linie 13-13 in 12.
-
Beste Ausführungsform
zum Ausführen
der Erfindung
-
Nunmehr
sei auf die Zeichnungen Bezug genommen, und zwar speziell auf 1 und 2. Eine
Formanordnung 10 ist dargestellt, in der eine Verriegelungsvorrichtung 20 nach
der vorliegenden Erfindung eingebaut ist. Zum Zwecke der Darstellung wird
die Erfindung in Verbindung mit dem System zum schnellen Auswechseln
einer Form von MUD beschrieben werden, wie es mit Formsockeln verwendet
wird, die mit Adapterrahmen versehen sind, welche an den Druckplatten
einer Spritzgießmaschine
befestigt werden. Das Schnellwechselsystem nach MUD wird von Master
Unit Die Products, Inc. („MUD") geliefert und wird
im einzelnen in dem US-Patent Nr. 5,350,289 beschrieben. Allerdings
sei darauf verwiesen, daß die
Verriegelungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer
Vielzahl von Formkonstruktionen für die hierin beschriebenen Zwecke
verwendet werden kann, d.h. zum lösbaren Halten von Formelementen
aneinander, während
unterschiedliche Vorgänge
ausgeführt
werden.
-
Wie
in den Zeichnungen dargestellt ist, weist eine Formanordnung 10 in
typischer Weise einen Hohlraumformteil 11 und einen Kernformteil 13 auf, die
als Teil einer Spritzgießanordnung 15 vorhanden sind.
Zum Zwecke der Vereinfachung der vorliegenden Beschreibung wird
auf den Hohlraumformteil 11 als ein Teil der „A"-Seite 12 der
Form 10 Bezug genommen werden, und auf den Kernformteil 13 als
ein Teil der „B"-Seite 14.
Wie ein Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet versteht, ist jede
der „Seiten" der Form als eine
Konstruktion mit mehreren Platten ausgeführt, die in Abhängigkeit
von dem Design des geformten Teils und von den Funktionen, die durch
die Mechanismen ausgeführt
werden sollen, die in der Formanordnung 10 enthalten sind,
veränderlich
ist. Eine plastische Schmelze wird zu der „A"-Seite 12 durch ein System
mit heißem
Angußkanal,
das nicht dargestellt ist, und das eine Düsenhalteplatte 18 umfaßt, zugeführt, wie
allgemein in der Industrie bekannt ist. Das Unternehmen D-M-E, der
Inhaber der vorliegenden Anmeldung bzw. Erfindung, liefert eine Vielfalt
von Formkonstruktionen, die mit den Zwecken der vorliegenden Erfindung
im Einklang stehen.
-
Die
Verriegelungsvorrichtung 20 weist einen Verriegelungsarm 22 auf,
der mit gegenüberstehenden
Haken 40, 42 an einem Ende und mit einer Schwenköffnung 44 an
dem anderen Ende versehen ist, wobei auf 12 und 13 verwiesen
sei. Der Verriegelungsarm 22 ist auf einer zentralen Nabe 24 gehalten,
die drehbar an der „A"-Seite 12 befestigt
ist, mittels eines mit einem Absatz versehenen Bolzens 26.
Die zentrale Nabe 24 ist so ausgebildet, daß die Mittellinie
der Öffnung 56,
die dazu verwendet wird, um die Nabe 24 an der Form anzubringen,
in seitlicher Richtung geringfügig
in Bezug auf die Achse einer zylindrischen Lageroberfläche 46 versetzt
ist, die in der Öffnung 44 des
Verrieglungsarms 22 aufgenommen ist. Dieser Versatz erleichtert
die nockenartige Wirkung in der Verriegelungsvorrichtung 20,
die im einzelnen noch weiter unten beschrieben wird. Mit der Konstruktion,
die in den Zeichnungen dargestellt ist, ist eine Verriegelungsvorrichtung 20 auf
jeder Seite der Formanordnung 10 angeordnet. Da die Verriegelungen
jeweils spiegelbildlich ausgebildet sind, wird nachfolgend lediglich
eine davon im einzelnen beschrieben werden.
-
Um
die Wirkungsweise der Verriegelungsvorrichtung 20 zu erleichtern,
ist ein Verriegelungshebel 28 an der zentralen Nabe 24 befestigt,
der eine mechanische Hebelwirkung beim Drehen der Nabe 24 bereitstellt.
Für eine
weitere Vereinfachung der Handhabung können Griffe 48, 50 auf
dem Verriegelungsarm 22 und auf dem Verriegelungshebel 28 vorgesehen
sein. Die zentrale Nabe 24 ist außerdem mit Anschlagstiften 36, 38 versehen,
um den Grad der Drehung zu begrenzen. Insbesondere wirken die Anschlagstifte 36 und 38 mit
einem Zapfen 54 in dem Verriegelungsarm 22 für diesen
Zweck zusammen.
-
Um
den Verriegelungshebel 22 in der gewünschten Position zu halten,
ist ein Sicherheitsstift 30 vorgesehen. Bei dem Sicherheitsstift 30 handelt es
sich lediglich um einen zylindrischen Stift, der durch eine Öffnung 52 in
dem Verriegelungsarm 22 und in eine Ausrichtöffnung entweder
in der Düsenhalteplatte 18 oder
in der „B"-Seite 14 der
Form 10 eingesetzt wird, in Abhängigkeit von der Position des Verriegelungsarms 22.
Die Verriegelungsvorrichtung 20 nach der vorliegenden Erfindung
weist einen Paßstift 32 sowohl
in der Düsenhalteplatte
als auch einen Paßstift 34 in
der „B"-Seite 14 der
Form für
diesen Zweck auf.
-
Die
Verriegelungsvorrichtung 20 wird mit dem Paßstift 32 in
der Düsenplatte 18 während des Betriebs
in Eingriff gebracht. Für
einen Austausch eines Formeinsatzes werden folgende Schritte ausgeführt: (i)
die Formanordnung 10 wird geschlossen, (ii) die zentrale
Nabe 24 wird mit dem Verrieglungshebel 28 gedreht,
um die Verriegelungskraft zwischen der „A"-Seite 12 und
der Düsenplatte 18 freizugeben,
(iii) der Verrieglungsarm 22 wird gedreht, um mit dem Stift 34 auf
der „B"-Seite 14 in
Eingriff zu kommen, (iv) die zentrale Nabe 24 wird durch
den Verriegelungshebel 28 gedreht, um eine Verriegelungskraft zwischen
der „A"-Seite 12 und
der „B"-Seite 14 zu
erzeugen, (v) der Sicherheitsstift 30 wird in den Verriegelungsarm 22 eingeschoben,
(vi) die Formanordnung 10 wird geöffnet, so daß die „A"-Seite 12,
die nunmehr mit der „B"-Seite 14 fest
verbunden ist, die Düsen
des heißen
Angußkanals
freigibt, (vii) die Formeinsätze
werden herausgenommen, (viii) neue Formeinsätze werden eingebaut, und (ix)
der Vorgang wird umgekehrt, so daß der Verriegelungsarm 22 letztendlich
in festem Zusammenwirken mit dem Stift 32 in der Düsenplatte 18 sitzt.
-
Die
Arbeitsweise der Verriegelungseinrichtung ist der Reihe nach in 1 bis 7 dargestellt. 1 zeigt
die Formanordnung 10, so wie sie in einem normalen Betrieb
vorliegt: der Verriegelungsarm 22 ist mit dem Paßstift 32 in
der Düsenhalteplatte 18 im
Eingriff; die zentrale Nabe 24 ist so positioniert, daß der Anschlagstift 36 gegen
den Stift 54 anliegt, wobei eine nockenartige Kraft aufgrund
der versetzten Lagerungsoberfläche 46 aufgebracht
wird; der Sicherheitsstift 30 hält den Verriegelungsarm 22 in
der zusammenwirkenden Position; die Düsen des heißen Angußkanals, die nicht dargestellt
sind, sitzen in der „A"-Seite 12 der
Form 10. In Vorbereitung des Vorgangs zum Austauschen der
Formeinsätze
wird die Form 10 geschlossen, wie in 2 dargestellt
ist. Wenn die Form 10 geschlossen ist, wird der Sicherheitsstift 30 entfernt,
die zentrale Nabe wird mit Hilfe des Verriegelungshebels 28 geschlossen,
bis der Anschlagstift 38 in Kontakt mit dem Stift 54 tritt,
um die Verriegelungskraft, die durch die Steuerkurve in der zentralen
Nabe 24 bereitgestellt wird, wie in 3 dargestellt
ist, freizugeben.
-
Der
Verriegelungsarm 22 kann dann gedreht werden, wie in 4 dargestellt
ist, so daß er
mit dem Paßstift 34 in
der „B"-Seite 14 der
Form 10 zusammenwirkt. Eine weitere Drehung der zentralen Nabe 24 mittels
des Verriegelungsgriffs 28, bis der Anschlagstift 38 in
Kontakt mit dem Stift 54 kommt, führt dazu, daß die nockenartige
Wirkung die „A"-Seite gegen die „B"-Seite hält, wie
in 5 dargestellt ist. Der Sicherheitsstift 30 wird
eingesetzt, um den Verriegelungsarm 22 an Ort und Stelle
zu halten. Wenn sich die Verriegelungsvorrichtung 20 in
dieser Position befindet, wird der Spannmechanismus betätigt, um
die Form 10 um einen Abstand X zu öffnen, wie in 6 dargestellt
ist. Die Düsen
des Systems mit heißem
Angußkanal
geben nun die „A"-Seite 12 frei
bzw. kommen von dieser frei, so daß die Formeinsätze, die
tatsächlich
aus dem Hohlraumformteil 12 und dem Kernformteil 14 bestehen,
aus der Oberseite der Form 10 herausgenommen werden können, wobei
auf 7 verwiesen sei.
-
Industrielle
Anwendbarkeit
-
Die
vorstehende Diskussion und die dargestellte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erläutern
eine Verriegelungsvorrichtung, bei der eine nockenartige Wirkung
eingesetzt wird, um die Platte der „A"-Seite gegen die Düsenplatte des heißen Angußkanals
während
des Betriebs zu halten, so daß auf
diese Weise die Schrauben ersetzt werden, die in aus dem Stand der
Technik bekannten Formkonstruktionen verwendet werden.
-
In
bevorzugter Weise ist die Verriegelungsvorrichtung auf jeder Seite
der Form angeordnet, um die Platte der „A"-Seite in höchst effektiver Weise gegen
die Düsenplatte
zu halten, während
der Einspritzung von plastischer Schmelze unter hohem Druck.
-
Obwohl
bestimmte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erläutert
und beschrieben worden sind, ist es für einen Fachmann auf dem vorliegenden
Gebiet klar, daß Veränderungen
und Modifikationen innerhalb des Bereichs der angefügten Ansprüche vorgenommen
werden können.