AT391652B - Formtraeger fuer die formschliesseinheit einer kunststoff-spritzgiessmaschine und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Nr. 391 652

Die Erfindung bezieht sich auf einen Formträger für die Formschließeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, welche aus Gußeisen mit Kugelgraphit besteht, mit vier Durchtrittsbohrungen für die Säulen der Formschließeinheit, mit einem durch gemeinsame horizontale und vertikale, von außen an diese Säulen angelegte Tangenten eingeschlossenen, etwa quadratischen oder rechteckigen Flächenbereich und mit einer, in diesem Flächenbereich in einer, senkrecht zur Schließrichtung der Formschließeinheit liegenden, Ebene angeordneten, feingearbeiteten Aufspannfläche für die zugehörige Gießformhälfte, in welcher die den Formträger bedeckende Gußhaut abgefiäst ist

Bekannte Formträger dieser Art sind in der Regel Gußstücke von geringem Volumen mit relativ großer Oberfläche, zumal wenn sie zwecks Gewichtserspamis Hohlräume im Formträgerkörper aufweisen. Demzufolge ist beim Guß eine relative hohe Gießtemperatur erforderlich, die jedoch an einer noch möglichen Untergrenze gewählt wird, um Gasaufnahme, Oxydation, Lunkerung, Komvergröberung und dergleichen unerwünschte Erscheinungen, sowie Reaktionen mit dem Formstoff möglichst niedrig zu halten. Trotzdem nehmen unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten erheblichen Einfluß auf die Gefügeausbildung und damit auf die mechanischen Eigenschaften des Formträger-Gußstückes. Dies gilt insbesondere auch für dessen Gefüge in einer Oberflächenzone mit in Richtung zur Oberfläche zunehmender Biegefestigkeit und abnehmender Dehnung, welche Oberflächenzone im folgenden als "Gußhaut" bezeichnet wird. Nach dem Prozeß des Kühlens, in welchem Spannung zwischen den schnell abkühlenden Oberflächenzonen und dem langsamer abkühlenden Innern des Gußstückes vermindert werden, verbleibt im Formtiäger-Gußstück ein Spannungszustand, der allerdings dank der Gußhaut in der Regel zunächst keine Formveränderung zur Folge hat. Dies kann sich jedoch bei der weiteren Oberflächenbearbeitung des Formträger-Gußstückes dann ändern, wenn die Gußhaut in einem verhältnismäßig großen, in sich geschlossenen Oberflächenbereich abgefräst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Formträger der eingangs genannten Gattung ohne Beeinträchtigung der Voraussetzung für eine rationelle Serienfertigung die Gußhaut für die Formstabilität des Formträgers nutzbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie sich zwischen den Durchtrittsbohrungen etwa bis zu den Tangenten erstreckende Aufspannfläche von Nuten durchsetzt ist, deren Basisflächen von der Gußhaut bedeckt sind.

Dadurch wird erreicht, daß Änderungen in den Maßen des Formträger-Gußstückes, insbesondere Abweichungen hinsichtlich der Planparallelität der Arbeitsflächen weitgehend vermieden werden, darüberhinaus aber auch die Qualität des Formträgers hinsichtlich der für seine Funktion wichtigen mechanischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich seiner Biegefestigkeit und seiner Dehnung verbessert wird. Eine solche Verbesserung ist nicht ohne Einfluß auf die Maßhaltigkeit des Spritzlings selbst, weil eine permanente oder eine rhythmische Beeinträchtigung der Formstabilität während der Spritzzyklen zwangsläufig auch zu einer rhythmischen und asymmetrischen Belastung der Spritzgießform mit nachteiligen Folgen für die Qualität der Spritzlinge führen kann.

Bei einer Ausbildung nach Anspruch 2 ergibt sich eine entsprechend gering kontaktierende Aufspannfläche, da der von den Tangenten begrenzte Flächenbereich nur zu etwa einem Viertel von den Nuten besetzt ist. Dadurch wird der Temperaturausgleich zwischen der aufgespannten Gießform und dem Formträger verringert. Insoweit kommt der erfindungsgemäßen Ausbildung des Formträgers auch eine isolierende Wirkung zu. Die Verringerung der kontaktierenden Aufspannfläche erleichtert zudem die zu ihrer Herstellung erforderliche spanabhebende Bearbeitung, insbesondere das dabei ausgeübte Hochgeschwindigkeitsfräsen; denn die verringernd kontaktierende Aufspannfläche ist gleichbedeutend mit einer verringerten Bearbeitungsfläche, die mit einem entsprechend geringerem Flächen-Preßdruck bearbeitet werden kann.

Bei einer Ausbildung entsprechend Anspruch 3 wird eine saubere Anlage im Bereich der Durchgriffsöffnung erzielt. Zudem erlaubt eine derartige Anordnung der Nuten eine einfache Bearbeitung bei der Herstellung des Formträgers. Bei einer Ausbildung nach Anspruch 4 wird eine Gußhaut auch bei plattenförmig ausgebildeten, stationären Formträgem mit inneren Hohlräumen verwendet. Bei einer solchen Ausbildung können die Druckkräfte über die Anlageflächen eingeleitet werden und die Gußhaut mit ihrer im statistischen Mittel hohen Biegefestigkeit und großen Dehnungsvermögen befindet sich im Sollabstand von der Arbeitsflächenebene.

Durch spiegelgleiche Nutenbilder an stationärem und beweglichem Formträger kann bei einer Ausbildung nach Ansprach 5 ebenfalls eine gute Kraftübertragung gewährleistet werden. Dadurch werden ungleichmäßige Belastungen der beiden Formträger vermieden.

Bei gjM Ausbildung nach Anspruch 6 wird die Krafteinleitung in den gesamten Körper dadurch verbessert, daß Höw&ime nur in den Bereichen im Formtragkörper vorhanden sind, vor denen mindestens ein Nutenabschnitt angeordnet ist.

Grundsätzlich wird durch sämtliche Ausbildungen insgesamt die Formstabilität mit verhältnismäßig geringem technischem Aufwand verbessert. Der technische Aufwand kann dabei insbesondere dadurch verringert werden, daß entsprechend dem Verfahren nach Patentanspruch 7 die Flächen hochgeschwindigkeitsgefräst und kunststoffbeschichtet werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen erläutert

Es zeigen: Fig. 1 einen plattenförmigen, stationären und einen rahmenartigen, bewegbaren Formträger in der Formschließeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, Fig. 2 und 3 den stationären Formträger in -2-

Nr. 391 652 perspektivischen Darstellungen und Fig. 4 und 5 eine Variante des stationären Formträgers in einer Darstellung entsprechend den Fig. 2,3.

Die aus sphärolithischem Gußeisen mit Kugelgraphit bestehenden Formträger (S) und (B) sind je mit vier Druchtrittsbohrungen (24) für die Säulen (42) der Formschließeinheit versehen. Die Durchtrittsbohrungen (24) sind derart angeordnet, daß gemeinsame horizontale Tangenten (ht) und gemeinsame vertikale Tangenten (vt) dieser Säulen (42) etwa ein Quadrat oder Rechteck einschließen. Der stationäre Formträger (S) mit plattenförmig gestaltetem Formträgerkörper (10) ist über die vier Säulen (42) starr mit einer Montageplatte (M) für das hydraulische Antriebsaggregat (52) für den bewegbaren Formträger (B) verbunden. Der rahmenartig gestaltete Formträger (B) umfaßt eine Abstützwand (49), druckübertragende Rippen (48) und eine Aufspannwand (50) für die zugehörige Gießformhälfte (55). Er ist mittels Stützvorrichtungen (53) auf Führungsschienen (47) des Maschinenfußes (46) der Kunststoff-Spritzgießmaschine abgestützt. Der Formträgerkörper (10) des plattenförmigen stationären Formträgers (S) weist gießformseitig und rückseitig Arbeitsflächen auf, die in planparallelen Ebenen liegen, welche im folgenden als Arbeitsflächenebenen (h-h) und (f-f) bezeichnet werden. Der stationäre Formträger (S) ist mit den Führungsschienen über Lagerflächen (F) fest verbunden, die etwa doppelt so lang sind wie der Abstand (a) zwischen den Arbeitsflächenebenen (h-h) und (f-f). Die Lagerflächen (F) sind durch abgewinkelte Lagerrippen (12), (14) und Stützrippen (15), (16) von gleichem Querschnittsprofil gebildet. Zur Horizontalen geneigte Verbindungsschenkel (15) der Stützrippen (15), (16) gehen je in eine sich nach oben verjüngende vertikale Versteifungsrippe (18) über, die an der Rückseite'des Formträgers (S) angeformt ist. Sowohl die Aufspannfläche des stationären Formträgers (S) als auch diejenige des bewegbaren Formträgers (B) erstreckt sich etwa bis zu den horizontalen Tangenten (ht) und den vertikalen Tangenten (vt) benachbarter Durchtrittsbohrungen (24). Die Aufspannflächen beider Formträger (S) und (B) sind je mit Nuten (30) bzw. (45) durchsetzt, deren Basisflächen von der Gußhaut bedeckt sind. Diese Nuten (30) bzw. (45) erstrecken sich ebenfalls bis zu den horizontalen bzw. vertikalen Tangenten (ht), (vt) und gehen ineinander über. Von den Nuten (30) bzw. (45) ist etwa ein Viertel des von den Tangenten (ht), (vt) begrenzten Flächenbereiches beansprucht. Die Tiefe der je im Abstand von der zentralen Durchgriffsöffnung (23) endenden und symmetrisch zur vertikalen Symmetrieebene des Formträgers (S) oder (B) angeordneten Nuten (30) bzw. (45) beträgt etwa ein Sechstel ihrer Breite. Die zentrale Durchgriffsöffnung (23) ist vom Plastifizierzylinder einer in der Symmetrieachse (e-e) der Formschließeinheit mittels Anschlußkörper (43) angeschlossenen Spritzgießeinheit durchgreifbar. Die Durchgriffsöffnung (23) ist gießformseitig von einem in sich geschlossenen Aufspannflächenbereich umgeben. Der stationäre Formträger (S) weist ein seiner zur Arbeitsflächenebene (h-h) parallelen rückwärtigen Arbeitsflächenebene (f-f) hochgeschwindigkeitsgefräste Anlagenflächen (33) zur Anlage an Widerlagern (54) sowie hochgeschwindigkeitsgefräste Anlageflächen (35) für den Anschluß der quer zur Trennfuge der Spritzgießform (55), (56) arbeitenden Spritzgießeinheit auf. Der Formträger (S) ist im übrigen von der Gußhaut bedeckt, die sich rückseitig im Sollabstand von der Arbeitsflächenebene (f-f) befindet, welche der Tiefe der Nuten (30) entspricht.

Ausbildung und räumliche Anordnung (Nutenbild) der Nuten (30) in der Aufspannfläche des stationären Formträgers (S) entspricht dem Nutenbild in der Aufspannfläche des bewegbaren Formträgers (B). Die Gußhautbereiche beider Formträger (S) und (B) sind sandgestrahlt und von einer Kunststoffschicht bedeckt, die von einer Pulverbeschichtung oder von einer Lackierung herrührt.

Die Geometrie des Nutenbildes auf der Aufspannfläche und die Geometrie der Hohlräume im Formträgeikörper (10) sind derart aufeinander abgestimmt, daß in Schließrichtung der Formschließeinheit gesehen vor jedem Hohlraum mindestens ein Nutenabschnitt (30') bzw. (30") angeordnet ist.

Vertikale Schenkel (13), (17) des Formträgers (S) dienen seiner Zentrierung an den Führungsschienen (47). Ein den Formträgerkörper (10) auf drei Seiten überragender Schutzflansch (11) ist bündig mit der Rückseite des Formträgers (S). Der Schutzflansch (11) ist gießformseitig durch horizontale Stege (19) versteift-Gießformseitige Kemlager (29) und rückseitige Kemlager (29') des stationären Formträgers (S) dienen der Halterung von Kernen zur Bildung von Hohlräumen im Formträgerkörper (10). Bohrungen (25) dienen der Aufnahme von Spannbolzen zur Halterung der zugehörigen Gießformhälfte (56) (bzw. (55) beim bewegbaren Formträger (B)). Die Spannbolzen sind mit Hilfe von hydraulischen Zylindern spannbar, die in senkrecht zu den Bohrungen (25) stehenden Bohrungen (26) am Formträgerkörper (10) zentrierbar sind. Befestigungsflächen (28) dienen der Aufnahme von Belade- und Entladevorrichtungen. Gewindebohrungen (31) sind für Formbefestigungsschrauben gleichmäßig über die Aufspannfiäche verteilt. Ein Aufhängezapfen (39) ermöglicht ein einfaches Greifen des Gußstückes durch die Greiforgane der Transportvorrichtung beim Überführen zum Bearbeitungszentrum.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Formträgers (S) oder (B) umfaßt die nachstehenden wesentlichen Verfahrensschritte: Ein etwa der Gestalt des fertigen Formträgers entsprechendes Gußstück, bei welchem die Bereiche zwischen den Nuten (30) bzw. (45) sowie beim Formträger (S) die Bereiche der Anlageflächen (33) und (35) je die zugehörige Arbeitsflächenebene (h-h) bzw. (f-f) nach vome bzw. nach rückwärts überragen, wird nach vorherigem Sandstrahlen vollständig mit einer Kunststoffschicht bedeckt, z. B. durch Lackieren oder durch Pulverbeschichtung. Danach werden die die Arbeitsflächenebenen (h-h) und (f-f) überragenden Bereiche bis zur Bildung der fertigen Aufspannfläche sowie bis zur Bildung der fertigen -3-

Claims (7)

1. Nr. 391 652 Anlageflächen (33); (35) ausschließlich durch Hochgeschwindigkeitsfräsen abgetragen. Anschließend werden die Durchtrittsbohrungen für die Säulen (24) eingebracht. PATENTANSPRÜCHE 1. Formträger für die Formschließeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, welcher aus Gußeisen, insbesondere aus sphärolithischem Gußeisen mit Kugelgraphit besteht, mit vier Durchtrittsbohrungen für die Säulen der Formschließeinheit, mit einem durch gemeinsame horizontale und vertikale, von außen an diese Säulen angelegte Tangenten eingeschlossenen, etwa quadraüschen oder rechteckigen Flächenbereich und mit einer, in diesem Flächenbereich in einer, senkrecht zur Schließrichtung der Formschließeinheit liegenden, Ebene angeordneten, feingearbeiteten Aufspannfläche für die zugehörige Gießformhälfte, in welcher die den Formträger bedeckende Gußhaut abgefräst ist, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zwischen den Durchtrittsbohrungen (24) etwa bis zu den Tangenten (vt; ht) erstreckende Aufspannfläche von Nuten (30 bzw. 45) durchsetzt ist, deren Basisflächen von der Gußhaut bedeckt sind.
2. 2. Formträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ineinander übergehende horizontale Nutenabschnitte (30') und vertikale Nutenabschnitte (30") der Nuten (30 bzw. 45) sich bis zu den Tangenten (vt; ht) erstrecken und etwa ein Viertel der Aufspannfläche beanspruchen.
3. 3. Formträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der je im Abstand von einer zentralen Durchgriffsöffnung (23) endenden und symmetrisch zur vertikalen Symmetrieebene des Formträgers angeordneten Nuten (30 bzw. 45) etwa ein Sechstel ihrer Breite beträgt, wobei die Durchgriffsöffriung (23) von einem in sich geschlossenen Aufspannflächenbereich begrenzt ist.
4. 4. Formträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausgestaltung als plattenförmiger, stationärer Formträger mit inneren Hohlräumen in einer zur Arbeitsflächenebene (h-h) der Aufspannfläche parallelen, rückwärtigen Arbeitsflächenebene (f-f) Anlageflächen (33,35) angeordnet sind und der Formträger (S) im übrigen von der Gußhaut bedeckt ist, die sich rückseitig in einem Abstand von der Arbeitsflächenebene (f-f) befindet, welche der Tiefe der Nuten (30) entspricht.
5. 5. Formträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung und räumliche Anordnung der Nuten (30) in der Aufspannfläche des stationären Formträgers (S) dem Nutenbild der Nuten (45) in der Aufspannfläche des bewegbaren Formträgers (B) entspricht, wobei alle Gußhautbereiche beider Formträger (S; B) von einer Kunststoffschicht bedeckt sind.
6. 6. Formträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie des Nutenbildes auf der Aufspannfläche und die Geometrie der Hohlräume im Formträgerkörper (10) aufeinander abgestimmt sind, so daß, in Schließrichtung der Formschließeinheit gesehen, vor jedem Hohlraum mindestens ein Nutenabschnitt (30' bzw. 30") angeordnet ist.
7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Formträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein, etwa der Gestalt des fertigen Formträgers entsprechendes Gußstück, bei welchem die Bereiche zwischen den Nuten (30; 45) sowie die Bereiche der Anlagefläche (33; 35) je die zugehörige Arbeitsflächenebene (h-h bzw. f-f) nach vorne bzw. nach hinten überragen, vollständig mit einer Kunststoffschicht bedeckt und sodann die die Arbeitsflächenebene (h-h; f-f) überragenden Bereiche zur Bildung der fertigen Aufspannfläche und zur Bildung der fertigen Anlageflächen (33; 35) ausschließlich durch Hochgeschwindigkeitsfräsen abgetragen und anschließend die Durchtrittsbohrungen für die Säulen der Formschließeinheit eingebracht werden. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -4-