DE60302471T2

DE60302471T2 - Ausrichtungsmittel für eine spritzgiessvorrichtung

Info

Publication number: DE60302471T2
Application number: DE60302471T
Authority: DE
Inventors: Ralph Kruidering
Original assignee: F T ENGINEERING BV; Ft Engineering Bv
Current assignee: F T ENGINEERING BV; Ft Engineering Bv
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2023-04-16
Also published as: CN1668443A; JP2005533680A; EP1521667B1; ATE310623T1; EP1521667A1; US20060177541A1; CN1692008A; WO2004007169A1; ES2254928T3; NL1021064C1; AU2003206259A1; EP1521666A1; JP2005532927A; AU2003224503A1; DK1521667T3; WO2004007168A1; US20050271767A1; HK1074817A1; DE60302471D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießvorrichtung sowie auf ein Formteil, das mit Ausrichteinrichtungen versehen ist.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion kann sowohl für Spritzgießvorrichtungen mit starr angebrachten Formteilen verwendet werden, wobei in diesem Fall in der Praxis stets Korrekturen erforderlich sind, als auch bei Spritzgießvorrichtungen verwendet werden, die weniger starr sind und bei denen sich die Formabschnitte während des Formschließvorgangs gegenseitig suchen, so daß eine Zentrierwirkung hervorgerufen wird. In beiden Fällen wird die Positionierung der Formabschnitte in bezug auf eine Maschine weniger kritisch und kann Änderungen unterliegen, und eine Wartung läßt sich in einfacherer Weise ausführen.
Die Formabschnitte werden ja relativ zueinander zentriert, während die Form geschlossen wird. Im Fall von weniger starren Konstruktionen können der Rahmen und die zugehörigen Konstruktionsteile eine wesentlich einfachere Ausbildung haben. Infolgedessen lassen sich die Herstellungskosten senken. Ferner ist es nunmehr einfach, die Vorrichtung im Betrieb arbeiten zu lassen, d.h. diese mit einer Schließbewegung des beweglichen Formabschnitts auszustatten. Dies ist bestimmten Fällen beim Wechseln von Formabschnitten für das Spritzgießen von anderen Produkten (Zentrierung in bezug auf das jeweilige Aufnahmeteil) sowie während der Entnahme von Produkten nach dem Spritzgießvorgang von Vorteil.
Im Gegensatz zu horizontal arbeitenden Spritzgießvorrichtungen erfolgt das Zentrieren zwischen den beiden Formteilen durch gegenseitige Verschiebung der genannten Formteile in bezug auf den Rahmen. Da der Rahmen eine nicht starre Ausbildung aufweisen kann, kann seine Konstruktion relativ leicht und kompakt sein. Dies bedeutet jedoch, daß hohe Anforderungen hinsichtlich der Ausrichteinrichtungen bestehen, die zwischen einem Formteil und dem Rahmen wirken.
Die nicht starre Verbindung zwischen der Betätigungseinrichtung und dem beweglichen Formabschnitt kann in Form einer beliebigen im Stand der Technik bekannten Verbindung vorliegen. Diese Verbindung muß lediglich in Schließrichtung starr sein. Als Beispiel sei ein kugelförmiges Lager genannt.
Gegebenenfalls kann dieses als ein System ausgebildet sein, das eine Kugel sowohl in der Nähe des Formabschnitts als auch bei der Betätigungseinrichtung aufweist, wobei dazwischen eine Doppel-Fassung angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein Doppel-Axiallager gebildet, das ein Neigen und eine geringfügige Bewegung in der horizontalen Ebene (während einer Schließbewegung) des beweglichen Formabschnitts mit vernachlässigbarer Reibung zuläßt.
Die WO 95/04643, EP 0835731 und Patent Abstracts of Japan 13, Nr. 220 (E-762), 23. Mai 1989 (1989-05-23) betreffen keine in Vertikalrichtung arbeitende Spritzgießmaschine.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe einer nicht starren Verbindung zwischen einem der Formteile und dem Rahmen und/oder der Betätigungseinrichtung zum Öffnen und Schließen des Formteils. Diese Verbindung soll einfach ausgebildet sein, so daß keine gegenseitige Verschiebung entlang metallischer Oberflächen, die durch Reibung begrenzt ist, stattfindet, wie dies bei Axiallagern der Fall ist.
Erreicht wird dieses Ziel mit einer Spritzgießvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner wird das genannte Ziel mit dem Formteil erreicht, wie es in Anspruch 9 definiert ist. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Verwendung von Rippen, die als Gelenk wirken, führt zu einer Konstruktion mit wenig Reibung, die hohen Belastungen standhalten kann und mit der es ferner möglich ist, die betreffenden Oberflächen der beiden Formteile, die sich aufeinander zu bewegen, exakt in der korrekten Position zu plazieren.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Verschiebung in zwei Richtungen möglich, die zueinander senkrecht sind, wobei zu diesem Zwecke zwei Sätze von Rippen vorhanden sind, die sich senkrecht zueinander erstrecken, wobei zwischen diesen eine zwischengeordnete Platte vorgesehen ist.
Der Querschnitt der Rippen auf halbem Wege an diesen entlang in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Spritzgießvorrichtung kann konstant sein. Jedoch ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dieser Querschnitt derart ausgebildet, daß er in Richtung auf das äußere Ende der Form konvergiert. Vorzugsweise erfolgt dieses Konvergieren in sich verjüngender Weise. Die äußere Begrenzung der Rippen ist vorzugsweise eine kontinuierliche Linie, um Spannungen in weitestgehender Weise zu vermeiden. Insbesondere ist diese Linie Bestandteil eines kreisförmigen Zylinders.
Die Ausbildung des Querschnitts der Rippen in in Richtung auf den radialen Außenumfang konvergierender Weise führt zur Bildung einer Konstruktion, die relativ hohen Belastungen ausgesetzt werden kann und nicht besonders starr ist. Hätten die Rippen einen konstanten Querschnitt über ihre radiale Erstreckung hinweg, so wären sie bei gleicher Lastaufnahmekapazität starrer.
Die vorstehend beschriebenen Ausrichteinrichtungen können in Kombination mit einer Anzahl von Säulen verwendet werden, die sich in Verschiebungsrichtung erstrecken. Diese Säulen sind zwischen der Betätigungseinrichtung und dem beweglichen Teil angeordnet. Die Säulen sind in Längsrichtung starr, d.h. in der Verschieberichtung (hohe Kompressionsfestigkeit) starr sowie in Querrichtung schwach. Die schwache Ausbildung läßt sich erzielen durch Ausbilden von Vertiefungen, wie z.B. Nuten, in den Säulen.
Aufgrund der Anordnung einer Anzahl von Säulen nebeneinander sowie parallel zueinander ist eine Verschiebung der unteren Verbindungsfläche in bezug auf die obere Verbindungsfläche möglich, jedoch bedeutet das Vorhandensein der Säulen, daß diese Bewegung ausschließlich parallel erfolgt, d.h. es wird eine Art Parallelogramm konstruktion gebildet. Es hat sich herausgestellt, daß bei Verwendung einer größeren Anzahl von Säulen die "Schwäche" der Konstruktion insgesamt, d.h. seine Fähigkeit zur Ausführung einer Bewegung senkrecht zu der Verschieberichtung, zunehmen kann. Eine in der Praxis verwendbare Anzahl ist vier, jedoch kann auch eine beliebige andere Anzahl verwendet werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausrichteinrichtungen können sowohl bei einer vertikalen Spritzgießvorrichtung als auch bei einer horizontalen Spritzgießvorrichtung Verwendung finden.
Es versteht sich, daß die Erfindung auch ausschließlich mit den vorstehend beschriebenen Ausrichteinrichtungen verwendet werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt ist, noch näher erläutert; in den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer Spritzgießvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei sich die Betätigungseinrichtung in der Formgebungsposition befindet;
2 eine detailliertere Darstellung der in 1 gezeigten Zentriereinrichtung; und
3 eine teilweise weggeschnittene Ansicht einer Variante der in 2 gezeigten Zentriereinrichtung.
In 1 ist die Spritzgießvorrichtung gemäß der Erfindung insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Sie besitzt einen oberen Rahmen 2, der z.B. mittels drei oder vier Säulen 3, mit der Basisplatte 4 in einer relativ "schwachen" Weise verbunden ist. Bei der vorstehend dargestellten Konstruktion ist die Spritzgießvorrichtung vertikal angeordnet, d.h. die Formabschnitte bewegen sich in vertikaler Richtung relativ zueinander.
Die Betätigungseinrichtung für den beweglichen Formabschnitt besitzt eine Kurbelwelle 5, die mit einer nicht weiter dargestellten Motor- und Steuereinheit in beliebiger Weise angetrieben wird. Die Kurbel der Kurbelwelle 5 ist mit einer Antriebsstange 6 verbunden, die in der Nähe ihres freien Endes mit einem Schwenkpunkt 9 versehen ist, an dem Hilfsstangen 7 und 8 schwenkbar angebracht sind.
Die Hilfsstange 7 ist mit einem Schwenkpunkt 10 eines Kolbens 14 verbunden, während die Hilfsstange 8 mit einem Schwenkpunkt 11 an dem Ende der Kolbenstange einer Ramme 13 in Eingriff steht. In der Position der Kolbenstange der Ramme 13, wie sie in 1 dargestellt ist, kann der Formhohlraum vollständig geschlossen werden, d.h. die Formabschnitte können durch die Bewegung der Kurbelwelle 5 vollständig zusammen bewegt werden.
Der bewegliche Formabschnitt 33 ist über eine Zentrierkonstruktion 15 mit dem Kolben 15 oder einem anderen in hin- und hergehender Weise angetriebenen Teil verbunden. Diese Zentrierkonstruktion, die dafür verwendet wird sicherzustellen, daß die dem Formabschnitt 34 gegenüberliegende Endfläche des Formabschnitts 33 parallel zu der dem Formabschnitt 33 gegenüberliegenden Endfläche des Formabschnitts 34 zu liegen kommt, weist eine Platte 54 auf, die in einer nicht weiter dargestellten Weise mit dem Kolben 14 verbunden ist (vgl. 1). Eine Platte 58 wird zum Abstützen des Formabschnitts 33 verwendet.
Eine Anzahl von (in diesem Fall vier) Säulen 55 mit hoher Kompressionsfestigkeit ist auf der Platte 54 angeordnet. Die Säulen 55 weisen Vertiefungen 61, 62 auf, die stets in horizontaler Richtung verlaufen. Dadurch ist jede dieser Säulen in Querrichtung (bei Betrachtung in bezug auf die Zeichnung) relativ schwach. Auf der anderen Seite sind diese Säulen mit einer Platte 56 verbunden. Diese Ausbildung ermöglicht die Übertragung von hohen Kompressionskräften von der Platte 54 zu der Platte 56.
Ferner kann sich die Platte 56 in bezug auf die Platte 54 in seitlicher Richtung (in bezug auf die Zeichnung) bewegen, jedoch wird sie dabei stets die gleiche Orientierung beibehalten, d.h. wenn die Platten 54 und 56 ursprünglich parallel sind, bleiben sie im Fall einer jeglichen seitlichen Bewegen parallel zueinander. Die Verwendung einer großen Anzahl von Säulen 55 ermöglicht die Schaffung einer relativ schwachen Konstruktion, so daß sich Einstellungen im Bereich von Zehntel-Millimetern vornehmen lassen.
Wenn in der Startposition eine inkorrekte Orientierung in bezug auf die winkelmäßige Position vorliegt, so ist es möglich, eine Platte 57 zwischen den Platten 56 und 58 anzuordnen. Diese Platte 57 befindet sich stets in einer Distanz von den Platten 56 und 58 und ist mit diesen über eine Rippe 59 oder 60 verbunden, die in bezug auf eine zentrale Öffnung 19 radial verläuft. Als Ergebnis der Anordnung dieser Rippen senkrecht zueinander ist eine Kippbewegung in zwei zueinander senkrechten Richtungen (x-y) möglich.
Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebene Alternative zu einem Axiallager auch in Kombination mit einem Axiallager oder an dessen Stelle verwendet werden kann. Ferner besteht die Möglichkeit, nur die Säulen und/oder nur die beiden Platten 56, 57, 58 zu verwenden, die sich relativ zueinander neigen lassen.
Bei dem vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die zwischen den Platten 56, 57 bzw. 57, 58 angeordneten Rippen 59, 60 im wesentlichen die gleiche Abmessung in Radialrichtung (in bezug auf die zentrale Achse 7) auf. Die Platte 58 ist mit einer Befestigungseinrichtung für den Formabschnitt 63 versehen.
3 zeigt eine Variante der Ausbildung der Rippen. Aus Gründen der Einfachheit sind in dieser Zeichnung die Platten wiederum mit 56–58 bezeichnet, während die Rippen mit den Bezugszeichen 16 und 17 bezeichnet sind. Diese erstrecken sich bis zu Öffnung 29.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Querschnittsebene der Rippen 16, 17 in der in 3 dargestellten Weise ausgehend vom Zentrum der Platten 56 bis 58 in Radialrichtung kleiner wird. Direkt angrenzend an die Rippen sind (teil-)kreiszylinderfömige Öffnungen vorhanden.
Die Ausbildung der Rippen 16, 17 mit einer Verjüngung in dieser Weise ermöglicht die Ausbildung einer gleichmäßigen Belastungsverteilung in dem Material der Rippen im Fall einer Verformung, da im Fall einer Verschiebung der Zentrierkonstruktion eine höhere Belastung im Zentrum als in der Nähe der Peripherie auftritt.
Auf diese Weise ist es möglich, eine viele höhere Lasttragekapazität zu erzielen als mit der in 2 dargestellten Konstruktion mit Rippen mit konstantem Querschnitt, und zwar bei Verwendung der gleichen Steifigkeit. Es wurde festgestellt, daß eine Steigerung von 40 % oder mehr möglich ist.
Zur weiteren Steigerung der Lastaufnahmekapazität ist die Wandoberfläche der Rippen 16, 17 vorzugsweise möglichst glatt ausgebildet, wobei dies z.B. durch Honen erreicht werden kann. Der Durchmesser der kreiszylinderförmigen Öffnung angrenzend an die Rippe sollte vorzugsweise derart sein, daß keinerlei Kerbeffekt hervorgerufen wird.
Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, versteht es sich, daß bei diesem Ausführungsbeispiel zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden können, ohne daß man den Umfang der beigefügten Ansprüche verläßt.

Claims

Spritzgießvorrichtung (1) mit einem Rahmen, der sich an einem ersten Formteil (34) erstreckt, das nicht entlang einer vertikalen Achse (7) oben oder unten verschiebbar ist, und mit einem zweiten Formteil (33), das entlang einer vertikalen Achse (7) unten oder oben verschiebbar ist, mit Verschiebeeinrichtungen (5–11), die zwischen dem Rahmen und dem zweiten Formteil angeordnet sind, um das zweite Formteil von dem ersten Formteil weg und zu diesem hin zu verschieben, um einen Spritzgießvorgang auszuführen, wobei Ausrichteinrichtungen (15) zwischen dem Rahmen und einem Formteil angeordnet sind, um die freie Endfläche des ersten Formteils derart zu verschieben, daß diese bündig an der freien Endfläche des zweiten Formteils anliegt, wobei die Ausrichteinrichtungen mindestens zwei Rippen (16, 17; 59, 60) aufweisen, die in Ausrichtung miteinander angeordnet sind und sich rechtwinklig sowie radial in bezug auf die vertikale Achse (7) in einer Ebene erstrecken, wobei die Rippen einerseits mit einem Formteil (33) verbunden sind und andererseits mit dem Rahmen oder den Verschiebeeinrichtungen verbunden sind und wobei die Rippen an einer zentralen Öffnung (19; 29) enden.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, mit zwei Sätzen von Rippen (16, 17; 59, 60), die sich rechtwinklig zueinander erstrecken und durch eine Hilfsplatte (57) verbunden sind.
Spritzgießvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei Betrachtung im Querschnitt rechtwinklig zu der vertikalen Achse (7) auf halbem Wege entlang der Rippen (15, 16) diese Rippen in Richtung nach radial außen konvergieren.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 3, wobei sich die Rippen verjüngen.
Spritzgießvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei Betrachtung im Querschnitt rechtwinklig zu der radialen Achse (18) der Rippen (16, 17) die Endbegrenzung der Rippen in Form einer kontinuierlichen Linie vorliegt.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die kontinuierliche Linie (teil-)kreisförmig ausgebildet ist.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Rippen beidseits durch eine Kreiszylinderform begrenzt sind.
Spritzgießvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die eine Vertikal-Spritzgießvorrichtung mit einem vertikal verlaufenden Rahmen aufweist.
Formteil (33), das mit an dem Formteil angeordneten Ausrichteinrichtungen (15) versehen ist, um die freie Endfläche des Formteils derart zu verschieben, daß sie bündig in Anlage an die freie Endfläche eines weiteren Formteils bringbar ist, wobei die Ausrichteinrichtungen mindestens zwei Rippen (16, 17; 59, 60) aufweisen, die in Ausrichtung miteinander angeordnet sind und sich rechtwinklig sowie radial in bezug auf die vertikale Achse (7) in einer Ebene erstrecken, wobei die Rippen einerseits mit einem Formteil (33) verbunden sind und andererseits mit einem Rahmen oder Verschiebeeinrichtungen verbunden sind und wobei die Rippen an einer zentralen Öffnung (19, 29) enden.