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Die
Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Formen von Werkstücken, insbesondere
zum Spritzgießen
oder Tiefziehen, mit beweglichen Formteilen, die mittels Pinolen
von einer Arbeitsstellung in eine Entformungsstellung bewegbar sind.
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Gattungsbildende
Werkzeuge sind hinlänglich
aus der Praxis bekannt und dienen zum Tiefziehen oder Spritzgießen. Die
Werkzeuge umfassen bewegliche Formteile, die regelmäßig mittels
Pinolen von einer eine Einheit bildenden Arbeitsstellung in eine
auseinandergezogene Entformungsstellung bewegbar sind.
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An
dieser Stelle sei angemerkt, dass es sich hier grundsätzlich um
zusammenwirkende Werkzeuge bzw. Werkzeugteile oder Werkzeughälften handelt,
wobei zumindest von einer Seite her das Werkzeug bzw. die Werkzeughälfte aus
mehreren Formteilen besteht.
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Genauer
gesagt umfasst das Werkzeug bewegliche Formteile, die üblicherweise
mittels Pinolen über
eine Auswerferplatte bewegt werden. Insbesondere bei einseitiger
Druckbeaufschlagung durch eine Schließfläche, nämlich beim Aufbau der Schließkraft und
des zur Herstellung des Werkstücks
erforderlichen Spritzdrucks, kommt es regelmäßig zu einem Verkanten der
Formteile bzw. des Formeinsatzes. Das Verkanten bzw. der dabei entstehende
Versatz führt
zu Abzeichnungen an der Werkstückoberfläche, die
bei heutigen Qualitätsanforderungen
insbesondere im Sichtbereich eines Werkstücks nicht akzeptiert werden.
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Aus
der
US 6 261 504 B1 ist
ein Werkzeug zum Formen von Werkstücken mit beweglichen Formteilen
bekannt. Die Formteile sind von einer Arbeitsstellung in eine Entformungsstellung
bewegbar. Des Weiteren ist eine Spanneinrichtung vorgesehen, die
in der Arbeitsstellung der Formteile ein oberes bzw. äußeres Formteil – Kopfteil – in einen
zumindest teilweise durch ein anders Formteil gebildeten Sitz zieht
und das Kopfteil und das andere Formteil unter Spannung hält.
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Aus
der
EP 1 320 451 B1 ist
für sich
gesehen eine Form zum Herstellen von Polyurethangegenständen beschrieben.
Die Form umfasst mehrere Formabschnitte, ist also zergliedert.
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Wenngleich
bei den bekannten Werkzeugen bereits Spanneinrichtungen zum Zusammenziehen bzw.
Zusammendrücken
der Formteile vorgesehen sind, besteht die Gefahr des zumindest
geringfügigen
Verkippens der Formteile, wodurch ein Versatz entstehen kann. Dies
führt zu
einem ungewollten Fugenbild im Werkstück.
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Im
Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsbildendes
Werkzeug zum Formen von Werkstücken
derart auszugestalten und weiterzubilden, dass unter Vermeidung
eines Versatzes der Formteile ungewollte Abzeichnungen an der Werkstückoberfläche vermieden
werden.
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Die
voranstehende Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Werkzeug mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach umfasst die Spanneinrichtung
mindestens eine mit dem Kopfteil wirkverbundene Zugstange, wobei
die Zugstange einen an dem vom Kopfteil abgewandten Ende ausgebildeten
Eingriffsbereich aufweist, der kurz vor Erreichen der Arbeitsstellung
des Kopfteils mit Spannelementen in Eingriff bringbar ist.
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Erfindungsgemäß ist eine
ganz besondere Spanneinrichtung vorgesehen, die die Formteile in der
Arbeitsstellung regelrecht zusammendrückt bzw. zusammenzieht, so
dass der ansonsten beim Aufbau des Spritzdrucks entstehende Versatz
der Formteile weitestgehend ausgeschlossen ist. So dient die Spanneinrichtung
dazu, in der Arbeitsstellung der Formteile ein oberes bzw. äußeres Formteil, üblicherweise
als Kopfteil bezeichnet, in einen zumindest teilweise durch die
anderen Formteile gebildeten Sitz zu ziehen, so dass das Kopfteil
und die anderen Formteile, ggf. unter Vorkehrungen von Verklinkungen
zwischen den Formteilen, unter Spannung gehalten sind.
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An
dieser Stelle sei angemerkt, dass die Pinolen auf unterschiedliche
Art und Weise betätigbar sind.
In vorteilhafter Weise sind die Pinolen über eine Auswerferplatte betätigbar.
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Die
Spanneinrichtung arbeitet mechanisch/pneumatisch oder mechanisch/hydraulisch. Grundsätzlich ist
auch ein elektromechanischer Antrieb denkbar.
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Durch
Vorkehrung der Spanneinrichtung wird das Kopfteil nach Erreichen
der Endlage der Auswerferplatte zusätzlich in seinen Sitz gezogen. Während des
Schließ- bzw. Spritzvorgangs
wird das Kopfteil unter Spannung gehalten. Durch diese Maßnahme hält das gespannte
Kopfteil die anderen Formteile bzw. Schieber ohne oder mit nur geringer Dichtfläche durch
geeignete Verklinkungen formschlüssig
in den jeweiligen Sitzen.
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In
besonders erfindungsgemäßer Weise
umfasst die Spanneinrichtung mindest eine mit dem Kopfteil wirkverbundene
Zugstange, wobei es insbesondere bei größeren Kopfteilen denkbar ist,
dass zwei oder mehrere Zugstangen vorgesehen sind. Ein ungewolltes
Verkippen der Formteile lässt
sich dadurch wirksam vermeiden.
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Bei
der Zugstange handelt es sich vorzugsweise um eine im Querschnitt
runde oder sonst wie profilierte Stange.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Zugstange einen an dem vom Kopfteil abgewandten Ende ausgebildeten
Eingriffsbereich. Dieser ist kurz vor Erreichen der Arbeitsstellung
des Kopfteils mit Spannelementen in Eingriff bringbar, so dass die
Zugeinrichtung spätestens
dann wirkt, wenn die Auswerferplatte das Kopfteil bis zum Anschlag
der Auswerferplatte gezogen hat.
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Der
Eingriffbereich der Zugstange und die Spannelemente sind mit komplementären Keilflächen ausgestattet,
die im Eingriff eine Zugspannung auf die Zugstange und somit auf
das Kopfteil bewirken. Die Spannelemente können zu mehreren sektional
um die Zugstange herum angeordnet und radial auf diese zu und von
dieser weg bewegbar sein. Im Falle einer Vorkehrung von zwei Spannelementen lassen
sich diese beidseitig dem Eingriffsbereich zuführen und aus diesem wieder
entfernen.
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Von
besonderem Vorteil ist jedenfalls, dass die Zugstange kurz vor oder
mit Erreichen der Endstellung der Auswerferplatte mit den Spannelementen
in Eingriff gelangt, so dass spätestens
dann, wenn die Auswerferplatte ihren rückwärtigen Anschlag erreicht hat,
die Spanneinrichtung zum weiterreichenden Ziehen des Kopfteils wirken
kann.
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In
weiter vorteilhafter Weise kommen die Formteile in ihrer Arbeitsstellung
an einem inneren Kern zur Anlage bzw. werden die Formteile durch
den Kern in ihre endgültigen
Positionen verbracht. Entsprechend ist es von Vorteil, wenn sich
die Zugeinrichtung mit den jeweiligen Spannelementen gegen den Kern
abstützt.
Somit wirken sowohl die Pinolen als auch die zusätzlichen Zugstangen durch den Kern
hindurch, erstrecken sich nämlich
durch entsprechende Durchgänge
im Kern, die die Pinolen und die Zugstange gleichzeitig führen.
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Wie
bereits zuvor erwähnt,
dient das erfindungsgemäße Werkzeug
zur weitestgehenden Reduzierung ungewollter Abzeichnungen an der
Oberfläche
des durch das Werkzeug hergestellten Werkstücks. Jedoch ist es nicht auszuschließen, dass
insbesondere über
lange Trennfugen hinweg zumindest geringe Abzeichnungen unvermeidbar
sind. Insoweit ist es von weiterreichendem Vorteil, wenn das Kopfteil
und die Formteile derart dimensioniert und kombiniert sind, dass
in der Arbeitsstellung sich ergebende Trennfugen ganz überwiegend
an Kanten des Werkstücks
ausgebildet sind, so dass dort möglicherweise entstehende
Abzeichnungen allenfalls als „natürliche" Kante erkennbar
sind. So können
solche Abzeichnungen bewusst herbeigeführt werden, um nämlich eine
Kante als solche darzustellen oder gar zu betonen.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch
1 nachgeordneten Patentansprüche
und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit
der Erläuterung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In
der Zeichnung zeigen
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1 in
einer schematischen Ansicht ein gattungsbildendes Werkzeug in der
Arbeitsstellung,
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2 in
einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs
mit Spanneinrichtung und
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3 in
einer schematischen Ansicht den Gegenstand aus 2 in
der Entformungsstellung.
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1 zeigt
ein gattungsbildendes Werkzeug zum Formen von Werkstücken, wobei
es sich dabei im Konkreten um die zum Auswerfen des spritzgegossenen
Werkstücks 1 dienende
Werkzeughälfte handelt.
Das Werkzeug umfasst mehrere Formteile 2, wobei das obere
bzw. äußere Formteil
als Kopfteil 3 bezeichnet ist. Gemeinsam bilden die Formteile 2, 3 die
Form des hier lediglich angedeuteten Werkstücks 1.
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Des
Weiteren ist in 1 angedeutet, dass die Formteile 2, 3 mittels
Pinolen 4 von der in den 1 und 2 gezeigten
Arbeitsstellung in die in 3 gezeigte
Entformungsstellung bewegbar sind. Die Bewegung der Formteile 2 und
des Kopfteils 3 erfolgt über die Auswerferplatte 5.
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In 1 ist
weiter angedeutet, dass im Fugenbereich zwischen dem Formteil 2 und
dem Kopfteil 3 Abzeichnungen 6 aufgrund der Fuge
zwischen dem Formteil 2 und dem Kopfteil 3 entstehen.
Die Abzeichnungen 6 sind auf ein Verkanten des Formteils 2 und
des Kopfteils 3 zurückzuführen. Solche
Abzeichnungen 6 gilt es zu vermeiden.
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Weiter
sei angemerkt, dass die Pinolen 4 mechanisch/hydraulisch
betätigt
werden, und zwar über
die Auswerferplatte 5. Entsprechend der Darstellung in 1 wird
deutlich, dass das Kopfteil 3 lediglich so lange zugbelastet
ist, bis ein in der Figur nicht gezeigter Anschlag der Auswerferplatte 5 erreicht
ist. Die zunächst
auf das Kopfteil 3 wirkende Zugkraft ist durch Pfeil 7 symbolisiert.
Die Schließkraft
ist durch Pfeil 8 dargestellt.
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2 zeigt
ebenfalls in schematischer Ansicht, entsprechend der Darstellung
in 1, ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Werkzeugs,
wobei dieses Werkzeug gegenüber
dem gattungsbildenden Werkzeug gemäß 1 um eine Spanneinrichtung 9 ergänzt ist.
Die Spanneinrichtung 9 ist mit dem Kopfteil 3 direkt
verbunden und zieht das Kopfteil 3 in seinen Sitz, der
durch die anderen Formteile 2 und einen Kern 10 gebildet
ist. Unter Vorkehrung von Verklinkungen zwischen den Formteilen 2 und
dem Kopfteil 3 wirkt die Spanneinrichtung 9 über das
Kopfteil 3 auf sämtliche
Formteile 2 und wirkt einem Verkanten der Formteile 2 und
des Kopfteils 3 entgegen.
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2 zeigt
deutlich, dass die Spanneinrichtung 9, die bei dem hier
gewählten
Ausführungsbeispiel
mechanisch/hydraulisch arbeitet, eine mit dem Kopfteil 3 wirkverbundene
Zugstange 11 umfasst. Die Zugstange 11 weist einen
an dem vom Kopfteil 3 abgewandten Ende ausgebildeten Eingriffsbereich 12 auf.
Kurz vor Erreichen der Arbeitsstellung des Kopfteils 3 ist
der Eingriffsbereich 12 mit Spannelementen 13 in
Eingriff bringbar.
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In 2 ist
angedeutet, dass der Eingriffsbereich 12 der Zugstange 11 und
die Spannelemente 13 komplementäre Keilflächen 14 aufweisen,
die im Eingriff eine Zugspannung auf die Zugstange 11 und somit
auf das Kopfteil 3 bewirken.
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In 2 ist
durch Pfeil 7 der Zug der Pinole 4 angedeutet,
der das Kopfteil 3 in die Arbeitsstellung zieht. Eine Zugkraft
wirkt auf das Kopfteil 3 jedoch nur so lange, bis die Auswerferplatte 5 an
ihrem Anschlag angelangt ist. Danach wirkt die Zugkraft der Spanneinrichtung 9,
die durch einen Pfeil 15 gekennzeichnet ist.
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3 zeigt
das Ausführungsbeispiel
aus 2, ebenfalls in schematischer Darstellung, in
der Entformungsstellung. Der Entformungshub der Auswerferplatte 5 ist
durch die Pfeile 16 gekennzeichnet.
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3 zeigt
besonders deutlich, dass das Kopfteil 3 sowohl durch die
Pinole 4 als auch durch die zusätzliche Zugstange 11 geführt und
gehalten ist. Die Zugstange 11 ist in der vorderen Auswurfposition,
wobei sich der Kern 10 mit der sich daran abstützenden
Spanneinrichtung 9 in einer hinteren Position befindet.
Mit anderen Worten sind die Formteile 2 und das Kopfteil 3 vom
Kern 10 abgehoben.
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3 zeigt
des Weiteren, dass die Zugstange 11 außer Eingriff von der Spanneinrichtung 9 ist. Dazu
sind die Spannelemente 13 auseinander gefahren, so dass
sich die Zugstange 11 bzw. der Eingriffsbereich 12 der
Zugstange 11 aus dem Bereich der Spanneinrichtung 9 heraus
bewegen und rückwärtig wieder
hinein bewegen kann.
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Hinsichtlich
weiterer Merkmale, die sich den Figuren nicht entnehmen lassen,
sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung
verwiesen.
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Schließlich sei
angemerkt, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel lediglich der beispielhaften
Erläuterung
des erfindungsgemäßen Werkzeugs
dient, dieses jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.
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- 1
- Werkstück
- 2
- Formteil
- 3
- Kopfteil
(äußeres, vorderes
Formteil)
- 4
- Pinole
- 5
- Auswerferplatte
- 6
- Abzeichnung
(in der Werkstückoberfläche)
- 7
- Pfeil
(Zug der Auswerferplatte über
die Pinole)
- 8
- Pfeil
(Schließkraft)
- 9
- Spanneinrichtung
- 10
- Kern
- 11
- Zugstange
(der Spanneinrichtung)
- 12
- Eingriffsbereich
(am Ende der Zugstange)
- 13
- Spannelement
(der Spanneinrichtung)
- 14
- Keilfläche (der
Spanneinrichtung)
- 15
- Pfeil
(Zug des Spannelements)
- 16
- Pfeil
(Entformungshub der Auswerferplatte)