CH664925A5

CH664925A5 - MOLDED BRACKETS IN CAST IRON FOR THE MOLDING UNIT OF A PLASTIC INJECTION MOLDING MACHINE.

Info

Publication number: CH664925A5
Application number: CH5231/84A
Authority: CH
Inventors: Karl Hehl
Original assignee: Karl Hehl
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-11-01
Publication date: 1988-04-15
Also published as: IT8404886A0; JPH0246140B2; IT1214801B; AT391652B; JPS60171121A; ATA348284A; FR2558408A1; DE3402404C1; FR2558408B1; NL8403598A

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung bezieht sich auf einen Formträger entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a mold carrier according to the preamble of claim 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. Known mold carriers of this type are generally castings of small volume with a relatively large surface area, especially if they have cavities in the mold carrier body in order to save weight. As a result, a relatively high casting temperature is required for casting, but this is selected at a lower limit that is still possible in order to keep gas absorption, oxidation, cavitation, grain coarsening and the like undesirable phenomena and reactions with the molding material as low as possible. Nevertheless, different cooling rates have a significant impact on the microstructure and thus on the mechanical properties of the mold carrier casting. This also applies in particular to its structure in a surface zone with increasing bending strength and decreasing elongation in the direction of the surface, which surface zone is referred to below as “cast skin”. After the process of cooling, in which tensions between the rapidly cooling surface zones and the slower cooling interior of the casting are reduced, a state of tension remains in the mold carrier casting, which, however, generally does not initially result in any shape change thanks to the casting skin. However, this can change during the further surface treatment of the mold carrier casting if the cast skin is milled off in a relatively large, self-contained surface area.

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. The invention is based on the object of making the cast skin usable for the shape stability of the mold carrier in a mold carrier of the type mentioned at the outset without impairing the requirements for rational series production.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst. This object is achieved according to the invention by the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1.

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. This means that changes in the masses of the mold carrier casting, in particular deviations with regard to the plane parallelism of the work surfaces, are largely avoided, but also the quality of the mold carrier with regard to the mechanical properties important for its function, in particular with regard to its flexural strength and its elongation, is improved . Such an improvement is not without influence on the dimensional accuracy of the molded part itself, because a permanent or a rhythmic impairment of the shape stability during the injection cycle can inevitably lead to a rhythmic and asymmetrical loading of the injection mold, with disadvantageous consequences for the quality of the molded part.

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. Due to the further embodiment of the invention according to claims 2-6, the dimensional stability is further improved with relatively little technical effort. The latter is based not least in the method according to claim 7.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen erläutert. The invention is explained below with the aid of exemplary embodiments.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Es zeigen: Show it:

Figur 1 einen plattenförmigen, stationären und einen rahmenartigen, bewegbaren Formträger in der Formschliesseinheit einer Kunststoff-Spritzgiessmaschine, 1 shows a plate-shaped, stationary and a frame-like, movable mold carrier in the mold-closing unit of a plastic injection molding machine,

Figuren 2, 3 den stationären Formträger in perspektivischen Darstellungen und Figures 2, 3 the stationary mold carrier in perspective and

Figur 4, 5 eine Variante des stationären Formträgers in einer Darstellung entsprechend den Figuren 2, 3. 4, 5 a variant of the stationary mold carrier in a representation corresponding to FIGS. 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. The mold carriers S and B, which are made of spheroidal graphite cast iron, are each provided with four through bores 24 for the columns 42 of the mold clamping unit. The passage bores 24 are arranged such that common horizontal tangents ht and common vertical tangents vt of these columns 42 enclose approximately a square or rectangle. The stationary mold carrier S with a plate-shaped mold carrier body 10 is rigidly connected to a mounting plate M for the hydraulic drive unit 52 for the movable mold carrier B via the four columns 42. The frame-shaped mold carrier B comprises a support wall 49, pressure-transmitting ribs 48 and a clamping wall 50 for the associated mold half 55. It is supported on guide rails 47 of the machine foot 46 of the plastic injection molding machine by means of support devices 53. The mold carrier body 10 of the plate-shaped stationary mold carrier S has working surfaces on the casting mold side and on the back which lie in plane-parallel planes, which are referred to below as working plane planes h-h and f-f. The stationary mold carrier S is firmly connected to the guide rails via bearing surfaces F which are approximately twice as long as the distance a between the working surface levels h-h and f-f. The bearing surfaces F are formed by angled bearing ribs 12, 14 and supporting ribs 15, 16 of the same cross-sectional profile. The connecting leg 15 of the supporting ribs 15, 16, which is inclined to the horizontal, each merge into a vertical stiffening rib 18 which tapers upwards and is integrally formed on the rear side of the mold carrier S. Both the clamping surface of the stationary mold carrier S and that of the movable mold carrier B extends approximately up to the horizontal tangents ht and the vertical tangents vt of adjacent through holes 24. The clamping surfaces of both mold carriers S and B are each penetrated by grooves 30 and 45, respectively Base areas are covered by the cast skin. These grooves 30 and 45 also extend to the horizontal and vertical tangents ht, vt and merge into one another. About a quarter of the surface area delimited by the tangents ht, vt is occupied by the grooves 30 and 45, respectively. The depth of the grooves 30 and 45, which end at a distance from the central through opening 23 and are arranged symmetrically to the vertical plane of symmetry of the mold carrier S or B, is approximately one sixth of their width. The central access opening 23 can be penetrated by the plasticizing cylinder of an injection molding unit connected in the axis of symmetry e-e of the mold closing unit by means of connection body 43. The passage opening 23 is surrounded on the casting mold side by a self-contained clamping surface area. The stationary mold carrier S has, in its rear working surface plane f-f parallel to the working surface plane h-h, high-speed milled contact surfaces 33 for abutment against abutments 54 and high-speed milled contact surfaces 35 for connecting the injection molding unit operating transversely to the parting line of the injection mold 55, 56. The mold carrier S is otherwise covered by the cast skin, which is located at the rear at the desired distance from the working surface plane f-f, which corresponds to the depth of the grooves 30.

Ausbildung und räumliche Anordnung (Nutenbild) der Nuten 30 in der Aufspannfläche des stationären Formträ664 925 Formation and spatial arrangement (groove pattern) of the grooves 30 in the clamping surface of the stationary 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. gers S corresponds to the groove pattern in the clamping surface of the movable mold carrier B. The cast skin areas of both mold carriers S and B are sandblasted and covered by a plastic layer that comes from a powder coating or a lacquer finish.

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. The geometry of the groove pattern on the clamping surface and the geometry of the cavities in the mold carrier body 10 are matched to one another such that at least one groove section 30 ′ or 30 ″ is arranged in front of each cavity as seen in the closing direction of the mold clamping unit.

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. Vertical legs 13, 17 of the mold carrier S serve to center it on the guide rails 47. A protective flange 11, which projects over the mold carrier body 10 on three sides, is flush with the back of the mold carrier S. The protective flange 11 is stiffened on the casting mold side by horizontal webs 19.

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. Mold-side core bearings 29 and back-side core bearings 29 'of the stationary mold carrier S serve to hold cores to form cavities in the mold carrier body 10. Bores 25 serve to hold clamping bolts for holding the associated mold half 56 (or 55 in the case of the movable mold carrier B). The clamping bolts can be tensioned with the aid of hydraulic cylinders which can be centered in bores 26 which are perpendicular to the bores 25 on the mold carrier body 10. Fastening surfaces 28 serve to accommodate loading and unloading devices. Threaded bores 31 are distributed evenly over the clamping surface for form fixing screws. A hanging pin 39 enables the casting to be easily gripped by the gripping members of the transport device when it is transferred to the machining center.

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. Since about a quarter of the surface area delimited by the tangents ht, vt is occupied by the grooves, there is a correspondingly smaller contacting clamping surface. As a result, the temperature compensation between the clamped casting mold and the mold carrier is desirably reduced. In this respect, the design of the mold carrier according to the invention also has an insulating effect.

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. The reduction in the contacting clamping surface also facilitates the machining required for their production, in particular the high-speed milling which is carried out in the process; because the reduced contacting clamping surface is synonymous with a reduced processing area that can be processed with a correspondingly lower surface pressure.

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. The process for the production of the mold carrier S or B comprises the following essential process steps: A cast piece corresponding approximately to the shape of the finished mold carrier is produced with the proviso that the regions between the grooves 30 and 45 and, in the mold carrier S, the regions of the contact surfaces 33 and 35 protrude the respective work surface level hh or ff forward or backward. Then, after sandblasting, the casting is completely covered with a plastic layer, e.g. by painting or by powder coating. Then the casting is clamped onto the machining table of a machining center for machining and the areas that project beyond the work surface levels h-h and f-f are carried out until the finished clamping surface and the finished contact surfaces 33; 35 exclusively by high-speed milling. The through bores for the columns 24 are also introduced.

Das Gussstück verbleibt bei den spanabhebenden Bearbeitungen bis zum fertigen Formträger in seiner anfänglichen Aufspannposition. The casting remains in its initial clamping position during machining until the finished mold carrier.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

S S

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

664 925 PATENT CLAIMS

1. Cast iron mold carrier, for the mold clamping unit of a plastic injection molding machine, with four through holes for the columns of the mold clamping unit, with a square or rectangular area enclosed by common, horizontal and vertical tangents applied to these columns from the outside, and with one In this area, in a plane perpendicular to the closing direction of the mold clamping unit, the finely machined clamping surface, in which the cast skin covering the mold carrier as a casting is milled off by a statistical mean higher bending strength and less elongation, characterized in that the between the through bores ( 24) through which the clamping surface extending approximately to the tangents (vt; ht) is penetrated by grooves (30 or 45), on the base surfaces of which the cast skin is preserved.

2. Mold carrier according to claim 1, characterized in that merging horizontal groove sections (30 ') and vertical groove sections (30 ") of the grooves (30 and 45) extend to the tangents (vt; ht) and about a quarter of the clamping surface.

3. Mold carrier according to claim 1 or 2, characterized in that the depth of each at a distance from a central through opening (23) and symmetrical to the vertical plane of symmetry of the mold carrier arranged grooves (30 or 45) is about a sixth of their width, wherein the passage opening (23) is delimited by a self-contained clamping surface area.

4. Mold carrier, which is designed as a stationary mold carrier and has internal cavities, according to one of the preceding claims, characterized in that in a plane parallel to the working surface (hh) of the clamping surface, rear working surface plane (ff), high-speed milled contact surfaces (33, 35 ) are arranged and that the mold carrier (S) is otherwise covered by the cast skin, which is located on the back at a distance from the working surface plane (ff), which corresponds to the depth of the grooves (30).

5. Mold carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the groove pattern of the grooves (30) in the clamping surface of the stationary mold carrier (S) corresponds to the groove pattern of the grooves (45) in the clamping surface of the movable mold carrier (B), all areas of the cast skin of both Mold carriers (S; B) are sandblasted and covered with a plastic layer.

6. Mold carrier according to claim 4, characterized in that the geometry of the groove pattern on the clamping surface and the geometry of the cavities in the mold carrier body (10) are coordinated with one another in such a way that, seen in the closing clearing of the mold clamping unit, at least one groove section (30 ') in front of each cavity. or 30 ") is arranged.

7. mold carrier according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cast iron is a spherical cast iron with nodular graphite.

8. A method for producing a mold carrier according to one of the claims 1 to 7, characterized in that a casting approximately corresponding to the shape of the finished mold carrier is produced with the proviso that the areas between the grooves (30; 40) and the areas of the contact surfaces (33, 35) protrude the associated work surface level (hh or ff) forward or backward, that you then completely cover the casting with a plastic layer and then clamp it on the processing table of a machining center for machining and then the Work areas (hh; ff) outstanding areas to form the finished

Clamping surface and to form the finished contact surfaces (33; 35) is removed exclusively by high-speed milling and also drills the through holes for the columns of the mold clamping unit, the casting remaining in the first clamping position in all machining operations up to the completely finished mold carrier.