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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgiesseinrichtung mit einer ortsfesten Formaufspannplatte und einer bewegbaren Formaufspannplatte sowie an einer Formaufspannplatte angeordneten und Öffnungen in der anderen Formaufspannplatte durchsetzenden Holmen zum Verbinden der Formaufspannplatten, wobei an der durch die Holme durchsetzten Formaufspannplatte translatorisch gegeneinander verschiebbare Backen aufweisende Verriegelungsvorrichtungen zum Verriegeln der Formaufspannplatte mit den Holmen vorgesehen sind und mindestens ein Backen federbelastet ist oder zumindest bereichsweise federnd ausgebildet ist.
Derartige Spritzgiesseinrichtungen werden häufig verwendet und üblicherweise als 2-PlattenMaschinen bezeichnet. Die ortsfeste sowie die bewegbare Formaufspannplatte tragen dabei jeweils eine Formhälfte und können mittels einer Eilhubvorrichtung zum Öffnen und Schliessen der Form relativ zueinander verschoben werden. Vor dem Aufbringen der Schliesskraft muss die von den Holmen durchsetzte Formaufspannplatte - meist die bewegbare Formaufspannplatte - mit den Holmen verriegelt werden, sodass beispielsweise über Druckkissen der Schliessdruck aufgebaut werden kann.
Die Verriegelungsvorrichtungen weisen im allgemeinen zwei translatorisch gegeneinander verschiebbare Backen auf, die im geschlossenen Zustand in einen gerillten Bereich der Holme formschlüssig eingreifen. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, dass die Backen so angetrieben werden, dass sie sich gleich schnell an den Holm annähern, um die endgültige, formschlüssige Lage der Holme exakt zu definieren.
Federbelastete Backen sind aus der DE 12 55 243 bekannt. Diese unterstützen die Öffnungsbewegung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es jedoch, eine Spritzgiesseinrichtung zu schaffen, deren Verriegelungsvorrichtungen konstruktiv einfach ausgebildet sind und gleichzeitig ein möglichst schnelles und präzises Schliessen der Backen ermöglichen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Federbelastung oder die zumindest bereichsweise federnd ausgebildeten Backen eine Kraft in Richtung der Verriegelungsstellung der Backen ausübt (ausüben).
Mittels der erfindungsgemässen Federbelastung können die gegeneinander verschiebbaren Backen schnell und präzise aufeinander zu bewegt und geschlossen werden. Hierdurch wird eine sehr rasche und gut kontrollierbare Schliessbewegung der Backen erreicht. Darüber hinaus gewährleistet die Federbelastung bzw. die federnde Ausbildung der Backen auch, dass die Backen in allen Positionen in einem gespannten Zustand gehalten sind, wodurch ein Klappern oder eine anderweitige störende Geräuschentwicklung unterbunden ist.
Zur Art der Federbelastung bzw. der federnden Ausbildung der Backen bestehen grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten. So sieht eine Variante vor, dass der Backen mit mindestens einer Schraubenfeder belastet oder zumindest als Teil einer Schraubenfeder ausgebildet ist. Eine andere Variante besteht darin, dass der Backen mit mindestens einer Biegefeder belastet oder zumindest als Teil einer Biegefeder ausgebildet ist. Die von der Federbelastung ausgeübte Kraft kann jeweils an den gewünschten Schliessdruck der Backen angepasst werden. Günstig ist es ebenfalls, dass die Backen zweier Verriegelungsvorrichtungen zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefasst sind. Hierdurch wird eine besonders gute Synchronisation der Öffnungs- und Schliessbewegung der gegeneinander verschiebbaren Backen gewährleistet.
Eine Variante sieht vor, dass mindestens zwei gegeneinander verschiebbare Backen einer Verriegelungsvorrichtung über einen Exzenter geöffnet oder geschlossen werden. Hierbei ist der Exzenter kraftschlüssig zwischen den beiden verschiebbaren Backen angeordnet. Durch Drehen des Exzenters ist ein präzises Öffnen der gegeneinander verschiebbaren Backen möglich.
Zur Ausführung der der Federbelastung entgegengesetzten Bewegung des Backens ist günstigerweise vorgesehen, dass die Spritzgiesseinrichtung mindestens einen Antrieb mit mindestens einer von einem Motor angetriebenen Zahnstange oder Spindel oder einen hydraulischen Antrieb aufweist. Hierbei kann sowohl vorgesehen sein, dass alle die Holme umfassenden Backenpaare mittels nur eines Motors und eines geeigneten Getriebes geöffnet werden. Alternativ können auch mehrere Motoren verwendet werden. Eine günstige Variante sieht vor, dass der Antrieb an einem Rahmen angeordnet ist, über den eine Bewegung des Antriebs auf mehrere, vorzugsweise alle, Backen übertragbar ist. In dieser Variante reicht die Verwendung eines Motors aus. Die Übertragung der Öffnungsbewegung erfolgt über den Rahmen.
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Um ungewünschte Geräuschentwicklungen beim Öffnen und Schliessen der Backen von vornherein zu unterbinden, kann vorgesehen sein, dass zwischen mindestens zwei gegeneinander verschiebbaren Backen mindestens ein Dämpfer angeordnet ist, wobei der Dämpfer die Bewegung der Backen in mindestens einer Endlage der Backen, vorzugsweise entgegen der Wirkrichtung der Federbelastung der Backen abdämpft. Hierbei können unterschiedlichste Dämpfer aus verschiedenen komprimierbaren bzw. gummielastischen Materialien aber auch Dämpfungsfedern verwendet werden, wobei der Dämpfer im allgemeinen günstigerweise komprimierbar ausgebildet ist.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf eine erfindungsgemässe Ausführungsform einer Schliessseite einer Spritzgiesseinrichtung,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Achse A-A aus Fig. 1 mit in Verriegelungs- stellung dargestellten Backen,
Fig. 3 eine zur Fig. 2 analoge Darstellung mit in Öffnungsstellung dargestellten Ba- cken,
Fig. 4 und 5 eine Variante, bei der die Backen als Teil einer Biegefeder ausgebildet sind,
Fig. 6 und 7 eine Ausführungsform gemäss den Fig. 4 und 5, bei der an einem Rahmen an- geordnete Exzenter zum Öffnen der Backen verwendet werden und
Fig. 8 eine weitere Variante, bei der die Backen mit Elektrohubmagneten geöffnet werden.
In Fig. 1 ist eine Schliessseite einer Zwei-Platten-Maschine gezeigt. Diese weist auf ihrer der - nicht dargestellten - Einspritzeinheit zugewandten Seite eine ortsfeste Formaufspannplatte 1 auf.
Die bewegbare Formaufspannplatte 2 wird üblicherweise auf - hier nicht dargestellten - Schienen geführt und ist relativ zur ortsfesten Formaufspannplatte 1 verschiebbar. An den Formaufspannplatten werden die hier nicht weiter dargestellten Formhälften der Spritzgiessform angeordnet. Zum raschen Öffnen und Schliessen der Form bzw. der Formaufspannplatten 1 und 2 ist eine Eilhubvorrichtung vorgesehen. Diese ist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines Spindelantriebes realisiert. Alternativ hierzu können jedoch auch andere Antriebe, wie z. B. Hydraulikantriebe vorgesehen sein.
Die Eilhubvorrichtung ist in Fig. 1 in einer herabgeklappten Darstellung gezeichnet. Die tatsächliche Lage der Eilhubvorrichtung ist den Fig. 2 bis 5 zu entnehmen. Die gezeigte Eilhubvorrichtung besteht aus einem Servormotor 6 für den Spindelantrieb sowie aus einer Spindel 7, einer Mutter 9 und einer Hülse 8. Durch Drehen der Spindel 7 mittels des Servormotors 6 können die Formaufspannplatten 1 und 2 wie beim Stand der Technik bekannt, von einander weg- und auf einander zubewegt werden. Bei der Verwendung mehrerer Eilhubvorrichtungen wird deren Bewegung in bekannter Weise synchronisiert.
Beim aufeinander Zubewegen der beiden Formaufspannplatten 1 und 2 werden insgesamt vier Holme 3 in entsprechende Öffnungen 14 in der beweglichen Formaufspannplatte 2 eingebracht.
Die Holme 3 weisen jeweils einen Verriegelungsteil 4 mit Stegen auf. Das Einführen der Holme 3 erfolgt bei geöffneten Backen 10 a und 10 b der Verriegelungsvorrichtungen. Sind die Formaufspannplatten 1 und 2 mittels der Eilhubvorrichtung in die Schliessposition gefahren, so greifen die Backen 10 a und 10 b jeweils in die Stege des Verriegelungsteils 4 der Holme 3 ein. Anschliessend wird mittels der Druckkissen 5 der für den Einspritzvorgang notwendige Schliessdruck auf die Formaufspannplatten 1 und 2 und damit auf die Spritzgiessform aufgebracht. Als Druckkissen 5 können hierbei alle beim Stand der Technik bekannten Einrichtungen wie z. B. hydraulische Kolbenzylinderanordnungen verwendet werden. Nach Beendigung des Einspritzvorgangs wird zunächst der Druck im Druckkissen 5 abgebaut.
Anschliessend erfolgt das Öffnen der Backen 10 a und 10 b und damit das Freigeben der Holme 3, wodurch die Formaufspannplatten 1 und 2 voneinander weggefahren und die Form geöffnet werden kann.
Fig. 2 und 3 zeigen jeweils Schnitte durch erfindungsgemässe Ausführungsvarianten der Verriegelungsvorrichtung entlang der in Fig. 1 dargestellten Gerade A-A. In beiden Ausführungsvarianten sind die oberen Backen 10 a jeweils durch eine gemeinsame Führungsstange 11 a und die unteren Backen 10 b jeweils durch eine gemeinsame Führungsstange 11 b miteinander verbunden. Die als Zahnstange ausgebildeten Bereiche der Führungsstangen 11 a und 11 b greifen jeweils von rechts und von links in ein Zahnrad 12 ein. Wird nun das Zahnrad 12 mit Hilfe des in den
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Fig. 2 und 3 nicht dargestellten Motors 13 gedreht, so erfolgt eine synchronisierte Öffnungsbewegung der Backen 10 a und 10 b. Die Synchronisation der Bewegung der Motoren 13 erfolgt über beim Stand der Technik bekannte Steuerungen, Getriebe oder dergleichen.
Darüber hinaus können die Backen 10a und 10b wie hier dargestellt jeweils paarweise zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefasst werden. Die Befestigung des Motors 13 erfolgt über entsprechende Bolzen oder Stifte in den hierfür vorgesehenen Löchern 24.
Erfindungsgemäss ist nun vorgesehen, dass die Backen 10a und 10 b jeweils über in Schraubenfederhülsen 15 angeordnete Schraubenfedern 16 federbelastet sind. Während das Öffnen der Backen 10a und 10b wie oben geschildert mittels des Motors 13 erfolgt, sind zum raschen und präzisen Schliessen der Backen 10a und 10b die Federn 16 vorgesehen. Diese werden beim Öffnen komprimiert. Wird anschliessend das Zahnrad 12 z. B. durch einen entsprechenden freilaufenden Motor 13 freigegeben, so dehnen sich die Federn 16 aus und schliessen dabei die Backen 10a und 10b. Um eine unnötige Geräuschentwicklung zu vermeiden, wenn die Backen 10a und 10b ihre Endlage in der Verriegelungsstellung bzw. Schliessstellung erreichen, sind Dämpfer 17 vorgesehen.
Diese werden erst kurz vor dem Erreichen der Verriegelungsstellung komprimiert, während sie den restlichen Bewegungsablauf der Backen nicht beeinflussen. Die Dämpfer 17 können hierbei unterschiedlich ausgeführt sein. Eine mögliche Variante stellen die in Fig. 2 und 3 dargestellten propfenartigen Dämpfer dar. Diese können aus verschiedenen komprimierbaren gummielastischem Material gefertigt oder auch als Federn ausgebildet sein.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen eine Variante, bei der die Backen 10 a und 10b mittels Biegefeder 19 federbelastet sind. Die Biegefedern 19 sind dabei an den Aufhängungen 18 gelagert und drücken die Backen 10a und 10b aneinander in Richtung der in Fig. 4 gezeigten Schliess- bzw. Verriegelungsstellung. Zum in Fig. 5 dargestellten Öffnen der Backen 10a und 10b können verschiedenartige Antriebe vorgesehen sein. Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Variante, bei der die Backen 10a und 10b mittels jeweils eines Exzenters 20 geöffnet werden. Die Exzenter 20 sind hierbei jeweils in Spalten zwischen den Backen 10a und 10b angeordnet. Durch Drehen der Exzenter erfolgt ein Öffnen der Backen 10a und 10b gegen die Federbelastung der Biegefeder 19. In der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Variante sind die Exzenter 20 über bewegliche Befestigungspunkte 21 an einem Rahmen 23 angeordnet.
Dieser Rahmen 23 ist wiederum mit einem hydraulischen Antrieb 22 verbunden. Durch Ein- und Ausfahren des Kolbens 25 wird der Rahmen 23 in seiner Lage verschoben, wodurch die daran befestigten Exzenter 20 gedreht werden. Hierdurch werden die federbelasteten Backen 10a und 10b aus der in Fig. 6 dargestellten Schliess- bzw. Verriegelungsstellung in die in Fig. 7 dargestellte Öffnungsstellung bewegt. Das Schliessen der Backen 10a und 10b erfolgt wiederum mittels der Biegefedern 19.
Fig. 8 zeigt eine weitere Variante, bei der das Öffnen der Backen gegen die Federkraft der Federn 16 mittels der Elektrohubmagneten 26a und 26b erfolgt. Die Elektrohubmagneten 26a sind hierzu kraftschlüssig in an sich bekannter Weise mit den Backen 10a verbunden. Die Elektrohubmagneten 26b dienen der Bewegung der Backen 10b. Das Öffnen bzw. Auseinanderdrücken der Backen 10a, b erfolgt mittels der Elektrohubmagneten 26a und 26b, das Schliessen mittels der Federn 16. Die Ansteuerung der Elektrohubmagneten erfolgt in üblicher Art und Weise, sodass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.
Die in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsvarianten sind konstruktiv besonders günstig. Es sind jedoch zahlreiche Abänderungen denkbar. Grundsätzlich können ein oder mehrere Antriebe zum Öffnen der Backen verwendet werden. Darüber hinaus besteht auch keine Beschränkung in der Ausbildung der verwendeten Antriebe. Diese können sowohl z. B. hydraulisch oder elektrisch angetrieben sein. Gleiches gilt ebenso für die Art der Übertragung der Bewegung der Antriebe auf die Backen. Hierbei sind z. B. auch verschiedene Kombinationen der hier gezeigten Übertragungsmechanismen denkbar.
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