CH664925A5 - Formtraeger aus gusseisen fuer die formschliesseinheit einer kunststoff-spritzgiessmaschine. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Formträger entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannte Formträger dieser Art sind in der Regel Gussstücke von geringem Volumen mit relativ grosser Oberfläche, zumal wenn sie zwecks Gewichtsersparnis Hohlräume im Formträgerkörper aufweisen. Demzufolge ist beim Guss eine relativ hohe Giesstemperatur erforderlich, die jedoch an einer noch möglichen Untergrenze gewählt wird, um Gasaufnahme, Oxydation, Lunkerung, Kornvergröberung 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 Ober-flächenzone 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 Spannungen zwischen den schnell abkühlenden Oberflächenzonen und dem langsamer abkühlenden Innern des Gussstückes vermindert werden, verbleibt im Formträger-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 zugrund, bei einem Formträger der eingangs genannten Gattung ohne Beeinträchtigung der Voraussetzungen für eine rationelle Serienfertigung die Gusshaut für die Formstabilität des Formträgers nutzbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

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.

Durch die weitere Ausgestaltung der Erfindung entsprechend den Patentansprüchen 2—6 wird die Formstabilität mit verhältnismässig geringem technischen Aufwand weiter verbessert. Letzteres ist nicht zuletzt in dem Verfahren nach Patentanspruch 7 begründet.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen erläutert.

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Es zeigen:

Figur 1 einen plattenförmigen, stationären und einen rahmenartigen, bewegbaren Formträger in der Formschliesseinheit einer Kunststoff-Spritzgiessmaschine,

Figuren 2, 3 den stationären Formträger in perspektivischen Darstellungen und

Figur 4, 5 eine Variante des stationären Formträgers in einer Darstellung entsprechend den Figuren 2, 3.

Die aus sphärolitischem Gusseisen mit Kugelgraphit bestehenden Formträger S und B sind je mit vier Durchtrittsbohrungen 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 in seiner zur Arbeitsflächenebene h-h parallelen rückwärtigen Arbeitsflächenebene f-f hochge-schwindigkeitsgefräste Anlageflächen 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 Formträ664 925

gers 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 Formträgerkörper 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 Kernlager 29 und rückseitige Kernlager 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 Aufspannfläche verteilt. Ein Aufhängezapfen 39 ermöglicht ein einfaches Greifen des Gussstückes durch die Greiforgane der Transportvorrichtung beim Überführen zum Bearbeitungszentrum.

Da der von den Tangenten ht, vt begrenzte Flächenbereich zu etwa ein Viertel von den Nuten besetzt ist, ergibt sich eine entsprechend geringere'kontaktierende Aufspannfläche. Dadurch wird erwünschterweise der Temperaturausgleich zwischen der aufgespannten Giessform und dem Formträger verringert. Insoweit kommt der erfindungsge-mässen Ausbildung des Formträgers auch eine isolierende Wirkung zu.

Die Verringerung der kontaktierenden Aufspannfläche erleichtert auch die zu ihrer Herstellung erforderliche spanabhebende Bearbeitung, insbesondere das dabei ausgeübte Hochgeschwindigkeitsfräsen; denn die verringerte kontaktierende Aufspannfläche ist gleichbedeutend mit einer verringerten Bearbeitungsfläche, die mit einem entsprechend geringeren Flächenpressdruck bearbeitet werden kann.

Das Verfahren zur Herstellung des Formträgers S oder B umfasst die nachstehenden wesentlichen Verfahrensschritte: Man stellt ein etwa der Gestalt des fertigen Formträgers entsprechendes Gussstück mit der Massgabe her, dass 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 vorne bzw. nach rückwärts überragen. Sodann bedeckt man das Gussstück nach vorherigem Sandstrahlen vollständig mit einer Kunststoffschicht, z.B. durch Lackieren oder durch Pulverbeschichtung. Danach spannt man das Gussstück auf den Bearbeitungstisch eines Bearbeitungszentrums für spanabhebende Bearbeitung auf und trägt die die Arbeitsflächenebenen h-h und f-f überragende Bereiche bis zur Bildung der fertigen Aufspannfläche sowie bis zur Bildung der fertigen Anlageflächen 33; 35 ausschliesslich durch Hochgeschwindigkeitsfräsen ab. Ferner bringt man die Durchtrittsbohrungen für die Säulen 24 ein.

Das Gussstück verbleibt bei den spanabhebenden Bearbeitungen bis zum fertigen Formträger in seiner anfänglichen Aufspannposition.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

664 925 PATENTANSPRÜCHE

1. Formträger aus Gusseisen, für die Formschliesseinheit einer Kunststoff-Spritzgiessmaschine, 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 Schliess-richtung der Formschliesseinheit liegenden Ebene angeordneten, feingearbeiteten Aufspannfläche, in welcher die den Formträger als Gussstück bedeckende Gusshaut von im statistischen Mittel höherer Biegefestigkeit und geringerer Dehnung 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, an deren Basisflächen die Gusshaut erhalten ist.

2. Form träger nach Patentanspruch 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. Formträger nach Patentanspruch 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 Durchgriffsöffnung (23) von einem in sich geschlossenen Aufspannflächenbereich begrenzt ist.

4. Formträger, der als stationärer Formträger plattenför-mig gestaltet ist und innere Hohlräume aufweist, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zur Arbeitsflächenebene (h-h) der Aufspannfläche parallelen, rückwärtigen Arbeitsflächenebene (f-f) hochgeschwindigkeitsgefräste Anlageflächen (33, 35) angeordnet sind und dass 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. Formträger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutenbild der Nuten (30) in der Aufspannfläche des stationären Formträgers (S) dem Nutenbildder Nuten (45) in der Aufspannfläche des bewegbaren Formträgers (B) entspricht, wobei alle Gusshautbereiche beider Formträger (S; B) sandgestrahlt und von einer Kunststoffschicht bedeckt sind.

6. Formträger nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Nutenbildes auf der Aufspannfläche und die Geometrie der Hohlräume im Formträgerkörper (10) derart aufeinander abgestimmt sind, dass, in Schliesslichtung der Formschliesseinheit gesehen, vor jedem Hohlraum mindestens ein Nutenabschnitt (30' bzw. 30") angeordnet ist.

7. Form träger nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusseisen ein sphärisches Gusseisen mit Kugelgraphit ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Formträgers nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man ein etwa der Gestalt des fertigen Formträgers entsprechendes Gussstück mit der Massgabe hergestellt, dass die Bereiche zwischen den Nuten (30; 40) sowie die Bereiche der Anlageflächen (33, 35) je die zugehörige Arbeitsflächen-ebene (h-h bzw. f-f) nach vorne bzw. nach rückwärts überragen, dass man sodann das Gussstück vollständig mit einer Kunststoffschicht bedeckt und danach auf den Bearbeitungstisch eines Bearbeitungszentrums für spanabhebende Bearbeitung aufspannt und sodann die die Arbeitsflächen (h-h; f-f) überragenden Bereiche zur Bildung der fertigen

Aufspannfläche und zur Bildung der fertigen Anlageflächen (33; 35) ausschliesslich durch Hochgeschwindigkeitsfräsen abträgt und ferner die Durchtrittsbohrungen für die Säulen der Formschliesseinheit einbringt, wobei das Gussstück bei allen spanabhebenden Bearbeitungen bis zum vollständig fertigen Formträger in der ersten Aufspannposition verbleibt.