DE102011016364A1

DE102011016364A1 - Injection molding machine part e.g. handling arm, comprises base body, where base body of molding part is connected to mineral or metal foam casting area, and two force application areas over which deformation force is introduced

Info

Publication number: DE102011016364A1
Application number: DE201110016364
Authority: DE
Inventors: Michael Bauer; Rupert Mörwald
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2011-10-13
Also published as: AT12210U1

Abstract

The injection molding machine part comprises a metal particularly plate-shaped base body (2), where the base body of the molding part is connected to a mineral or metal foam casting area, two force application areas over which deformation force is introduced, low stress areas, mineral casting or metal foam (3) casting areas present in the low stress areas, a handling arm attachment region for fixing in another part of injection molding machines, and a distal end. The base body of the injection part consists of hollow castings or a welded construction in the force application areas. The injection molding machine part comprises a metal particularly plate-shaped base body (2), where the base body of the molding part is connected to a mineral or metal foam casting area, two force application areas over which deformation force is introduced, low stress areas, mineral casting or metal foam (3) casting areas present in the low stress areas, a handling arm attachment region for fixing in another part of injection molding machines, and a distal end. The base body of the injection part consists of hollow castings or a welded construction in the force application areas. Two opposing forces are applied in the force application areas. The base body of hollow castings or welded construction has an outer shape (4) and intermediate connecting ribs. Modulus of elasticity in the force application areas is 60 GPa, and in the low stress areas is below 10 GPa. The base body of the injection part has an attachment region, in which a recess to attach an additional injection part is formed. The recess comprises a screw thread, an internal thread, or a T-shaped groove. The depth of the recess is smaller than the thickness of the base body in the attachment region. An adhesive layer or a solder is arranged between the base body and the mineral casting or metal foam casting areas. The proportion of mineral casting or metal foam casting area increases from the attachment area to the distal end. An independent claim is included for an injection molding machine comprising injection molding part.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießmaschinenteil, insbesondere Formaufspannplatte, Stirnplatte, Handlingarm, Rahmen, Steuer- bzw. Elektronikschrank, Massezylindereinhausung oder Öltankgehäuse, mit einem metallischen, insbesondere plattenförmigen, Grundkörper sowie eine Spritzgießmaschine mit zumindest einem solchen Spritzgießmaschinenteil.The invention relates to an injection molding machine part, in particular platen, end plate, handling arm, frame, control or electronics cabinet, Massezylindereinhausung or oil tank housing, with a metallic, in particular plate-shaped, base body and an injection molding machine with at least one such Spritzgießmaschinenteil.

Bei Spritzgießmaschinen werden in den verschiedensten Bereichen metallische, oftmals plattenförmige Bauteile eingesetzt. Diese können der Stabilitätsgebung, der Kraftweiterleitung, der elektromagnetischen Abschirmung, der Einhausung, der Gelenkbildung usw. dienen. Da diese oft massiv ausgebildeten, schweren und viel Material benötigenden Spritzgießmaschinenteile alleine schon ob der hohen Rohstoffpreise für Metalle (insbesondere Stahl) bereits in der Anschaffung sehr kostenintensiv sind, wird schon seit geraumer Zeit an Möglichkeiten für die Verringerung des Materialeinsatzes gearbeitet, um dadurch auch die Fundamentbelastungen und Transportschwierigkeiten – verursacht durch das hohe Gewicht – zu verringern. Dabei sollten die Stabilität und die anderen wichtigen Eigenschaften der metallischen Bauteile möglichst unbeeinflusst bleiben oder sogar verbessert werden.In injection molding machines metallic, often plate-shaped components are used in a variety of areas. These may serve for stability, force transmission, electromagnetic shielding, containment, joint formation and so on. Since these often massively trained, heavy and much material-requiring injection molding machine parts are already very expensive even if the high raw material prices for metals (especially steel) already in the purchase, has been working for some time on opportunities for reducing the use of materials, thereby also the Foundation loads and transport difficulties - caused by the high weight - to reduce. The stability and the other important properties of the metallic components should remain as uninfluenced as possible or even improved.

Bezüglich der Verringerung des Materialeinsatzes bei Formaufspannplatten ist dazu aus der DE 101 44 992 A1 eine Spritzgießmaschine bekannt, bei der durch eine Rippenstruktur mit diversen Aussparungen (nicht beanspruchte bzw. einer Kraftweiterleitung ausgesetzte Bereiche) eine Reduzierung des Plattengewichtes erreicht wird. Da bei dieser Formaufspannplatte relativ große Löcher vorgesehen sind, muss die Rippenstruktur relativ breit ausgeführt sein, da einzig und allein diese Rippen der Kraftweiterleitung dienen. Somit ist der Anteil an massiven, metallenen Bereichen dennoch sehr hoch.Regarding the reduction of the use of material in platen is from the DE 101 44 992 A1 an injection molding machine is known in which by a rib structure with various recesses (unclaimed or a force transmission exposed areas), a reduction of the plate weight is achieved. Since relatively large holes are provided in this platen, the rib structure must be made relatively wide, since only these ribs are used for force transmission. Thus, the proportion of massive, metal areas is still very high.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein möglichst stabiles, den Wesentlichen Anforderungen genügendes Spritzgießmaschinenteil zu schaffen, dessen Gewicht und somit Materialeinsatz möglichst niedrig ist. Zudem sollte die elektromagnetische Verträglichkeit bzw. Abschirmung möglichst hoch sein.The object of the invention is to provide a stable as possible, the essential requirements sufficient injection molding machine part whose weight and thus material usage is as low as possible. In addition, the electromagnetic compatibility or shielding should be as high as possible.

Dies wird für ein Spritzgießmaschinenteil mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 dadurch erreicht, dass mit dem Grundkörper des Spritzgießmaschinenteils zumindest ein Mineralguss- oder Metallschaumbereich verbunden ist. Durch einen solchen, eine viel geringere Dichte Als beispielsweise Stahl oder Aluminium aufweisenden Mineralgussbereich bzw. geschäumten Bereich, kann unter Beibehaltung einer hohen Stabilität das Gewicht und der Materialeinsatz wesentlich reduziert werden.This is achieved for an injection molding machine part having the features of the preamble of claim 1 in that at least one mineral casting or metal foam region is connected to the main body of the injection molding machine part. By such, a much lower density than, for example, steel or aluminum-containing mineral casting or foamed area, while maintaining high stability, the weight and material usage can be significantly reduced.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Spritzgießmaschinenteil zumindest zwei Krafteinleitungsbereiche, über die Verformungskraft in das Spritzgießmaschinenteil einleitbar ist, und niedrig beanspruchte Bereiche aufweist, wobei der Grundkörper des Spritzgießmaschinenteils in den Krafteinleitungsbereichen aus Hohlguss oder einer Schweißkonstruktion besteht und wobei das Spritzgießmaschinenteil in den niedrig beanspruchten Bereichen zumindest einen Mineralguss- oder Metallschaumbereich aufweist. Dadurch ist auch in den wenig bzw. niedrig beanspruchten Bereichen des Spritzgießmaschinenteils eine stabilitätsgebende Struktur zur Unterstützung des Hohlgusses bzw. der Schweißkonstruktion gegeben, wobei durch die geringe Dichte des Mineralgusses bzw. Metallschaumbereiches weiterhin eine große Gewichtsreduzierung vor allem gegenüber gängigen, voll ausgegossenen Spritzgießmaschinenteilen gegeben ist. Zudem kann eine für Spritzgießmaschinen nicht unerhebliche Körperschalldämpfung erreicht werden, wobei die mechanische Schwingungsenergie durch sehr kleine plastische Verformungen der zellularen Struktur und der dabei in auftretenden inneren Reibung im Körper in thermische Energie umgewandelt wird.According to a preferred embodiment of the present invention, it can be provided that the injection molding machine part has at least two force introduction areas, can be introduced via the deformation force in the injection molding machine, and low-stress areas, wherein the main body of the injection molding in the force introduction areas of hollow casting or a welded construction and wherein the Injection molding machine part has in the low-stress areas at least one mineral casting or metal foam area. As a result, even in the low or low-stress areas of the injection molding machine a stability-giving structure to support the hollow casting or welded construction is given by the low density of the mineral casting or metal foam area continues to give a large weight reduction, especially compared to common, fully poured Spritzgießmaschinenteilen , In addition, a not insignificant for injection molding machines sound attenuation can be achieved, the mechanical vibration energy is converted by very small plastic deformations of the cellular structure and thereby occurring in internal friction in the body into thermal energy.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass auf die zumindest zwei Krafteinleitungsbereiche im Wesentlichen einander entgegengesetzte Kräfte einwirken. Diese im Wesentlichen entgegengesetzten Kräfte können beispielsweise von zumindest zwei anderen Spritzgießmaschinenteilen, wie beispielsweise einem Kniehebelsystem und einer Spritzgießform, auf das Spritzgießmaschinenteil eingeleitet werden. Je nach Angriffspositionen der anderen Spritzgießmaschinenteile am beanspruchten Spritzgießmaschinenteil können unterschiedlichste Kraftausdehnungsbereiche und Kraftweiterleitungsbereiche hochbeansprucht werden. In diesen Bereichen sollte der Spritzgießmaschinenteil aus dem stabilitätsgebenden Hohlguss oder einer Schweißkonstruktion bestehen, wobei bevorzugt vorgesehen sein kann, dass der Hohlguss oder die Schweißkonstruktion eine Außenkontur und dazwischen liegende Verbindungsrippen aufweist. Dadurch kann die Weiterleitung der einwirkenden Kraft über die Verbindungsrippen auch im Spritzgießmaschinenteil – und nicht nur in dessen Außenkontur – gegeben sein.It may preferably be provided that substantially opposing forces act on the at least two force introduction regions. These essentially opposing forces can be introduced, for example, from at least two other injection molding machine parts, such as a toggle lever system and an injection mold, to the injection molding machine part. Depending on the attack positions of the other injection molding machine parts on the claimed injection molding machine part, a wide variety of force expansion areas and force transmission areas can be subjected to high loads. In these areas, the injection molding machine part should consist of the stability-providing hollow casting or of a welded construction, wherein it can preferably be provided that the hollow casting or the welded construction has an outer contour and intermediate connecting ribs. Thereby, the transmission of the acting force on the connecting ribs in the injection molding machine - and not only in its outer contour - be given.

Dazu kann bevorzugt vorgesehen sein, dass mehrere, voneinander unabhängige Mineralguss- oder Metallschaumbereiche im Spritzgießmaschinenteil ausgebildet sind. Somit können beispielsweise im Bereich zwischen den Verbindungsrippen einzelne Mineralguss- oder Metallschaumsegmente ausgebildet sein.For this purpose, it can preferably be provided that a plurality of mineral casting or metal foam regions which are independent of one another are formed in the injection molding machine part. Thus, for example, individual mineral cast or metal foam segments may be formed in the region between the connecting ribs.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das E-Modul in den Krafteinleitungsbereichen über 40 GPa, vorzugsweise über 60 GPa, und in den niedrig beanspruchten Bereichen unter 40 GPa, vorzugsweise unter 20, besonders bevorzugt unter 10 GPa, beträgt. Besonders bevorzugt kann der E-Modul des geschäumten Bereichs ca. 5 GPa bei einer Dichte von ca. 500 kg/m³ betragen. Der Elastizitätsmodul eines Schaumkörpers kann nicht über die Spannungs-Dehnungskurve bestimmt werden, da schon bei geringer Belastung eine plastische Verformung auftritt. Die Messung des E-Moduls sollte daher über die Erfassung von Körperschwingungen erfolgen. Dazu wird eine entsprechende Probe nach der „impact-hammer”-Methode in Längsschwingungen versetzt. It can preferably be provided that the modulus of elasticity in the force introduction regions is above 40 GPa, preferably above 60 GPa, and in the low-stressed regions below 40 GPa, preferably below 20, particularly preferably below 10 GPa. Particularly preferably, the modulus of elasticity of the foamed region may be about 5 GPa at a density of about 500 kg / m ³ . The modulus of elasticity of a foam body can not be determined by means of the stress-strain curve, since plastic deformation already occurs at low load. The measurement of the modulus of elasticity should therefore take place via the detection of body vibrations. For this purpose, a corresponding sample according to the "impact-hammer" method is set in longitudinal vibrations.

Um eine insgesamt gute Stabilität – auch in Verbindung mit weiteren Teilen der Spritzgießmaschinen zu erhalten – kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Grundkörper des Spritzgießmaschinenteils zumindest einen Befestigungsbereich aufweist, in welchem zumindest eine Ausnehmung zum Befestigen eines weiteren Spritzgießmaschinenteils am Grundkörper des Spritzgießmaschinenteils ausgebildet ist. Dadurch bildet der Grundkörper die wesentliche Verbindungskomponente mit anderen Teilen. Derartige Teile können – wenn das Spritzgießmaschinenteil eine Formaufspannplatte ist – beispielsweise Formhälften, Kniehebelsysteme, ein Schließkraftzylinder oder Ähnliches sein. Da genau über diese weiteren Spritzgießmaschinenteile oftmals große Kraft in das geschäumte oder mit Mineralguss gefüllte Spritzgießmaschinenteil eingeleitet wird, ist eine stabile Befestigung der Teile miteinander besonders vorteilhaft.In order to obtain overall good stability, also in conjunction with other parts of the injection molding machines, it may be provided that the main body of the injection molding machine part has at least one fastening region in which at least one recess for fastening a further injection molding machine part is formed on the main body of the injection molding machine part. As a result, the main body forms the essential connection component with other parts. Such parts can - if the injection molding machine is a platen - be, for example, mold halves, toggle lever systems, a closing force cylinder or the like. Since it is precisely on these other injection molding machine parts often great force is introduced into the foamed or filled with mineral casting injection molding machine part, a stable attachment of the parts together is particularly advantageous.

Es ist grundsätzlich möglich die Verbindung bzw. Befestigung magnetisch oder durch Schweißen durchzuführen, jedoch ist bevorzugt vorgesehen, dass die Ausnehmung ein Schraubengewinde, vorzugsweise ein Innengewinde, oder eine T-förmige Nut aufweist. Am anbringbaren Spritzgießmaschinenteil ist dann zumindest ein entsprechendes Gegenstück vorhanden.It is basically possible to perform the connection or attachment magnetically or by welding, but it is preferably provided that the recess has a screw thread, preferably an internal thread, or a T-shaped groove. At the attachable injection molding machine part then at least one corresponding counterpart is present.

Um eine besonders sichere Befestigung zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn die Tiefe der Ausnehmung kleiner ist als die Dicke des Grundkörpers im Befestigungsbereich. D. h., im Befestigungsbereich ragt ein Befestigungselement beispielsweise einer anzubringenden Formhälfte nicht bis in den Mineralguss- oder Metallschaumbereich des Spritzgießmaschinenteils hinein. Die Ausnehmung ist somit nur im Grundkörper ausgebildet, wodurch das Befestigungselement innig im Grundkörper gehalten wird.In order to achieve a particularly secure attachment, it is advantageous if the depth of the recess is smaller than the thickness of the base body in the attachment area. In other words, in the fastening region, a fastening element, for example, of a mold half to be attached does not protrude into the mineral casting or metal foam region of the injection molding machine part. The recess is thus formed only in the base body, whereby the fastening element is held intimately in the main body.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Grundkörper und dem Mineralguss- oder Metallschaumbereich eine Verbindungsschicht, beispielsweise in Form einer Klebeschicht oder eines Lots, angeordnet ist. Die eingesetzten Lote verbinden den Mineralguss bzw. Metallschaum beim Erhitzen und Schäumen des Mineralgusses bzw. Metallschaumes mit dem Grundkörper.According to a preferred embodiment of the present invention, it can be provided that a connecting layer, for example in the form of an adhesive layer or a solder, is arranged between the base body and the mineral casting or metal foam region. The solders used combine the mineral casting or metal foam with the body during heating and foaming of the mineral casting or metal foam.

Eine bevorzugte Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass das Spritzgießmaschinenteil in Form eines Öltankgehäuses oder einer Massezylindereinhausung um den Grundkörper zumindest bereichsweise vom Mineralguss- bzw. Metallschaumbereich umschlossen ist. Dadurch wird durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Metallschaumes zum einen eine Isolierung des Öltanks bzw. Massezylinders und zum anderen eine gute elektromagnetische Verträglichkeit (EMV-Abschirmung) erreicht. Beispielsweise kann bei einem Massezylinder die Einhausung aus einem Verbund mit Metallschaum hergestellt sein, wodurch die an sich vorgesehene, bei großer Hitze staubende Isolierung weggelassen werden kann und dennoch eine hochfeste Isolierung gegeben ist. Auch bei Einsatz von Metallschaum um einen Öltank dient dieser sowohl dem Abhalten von Wärmeenergie als auch als stabiltätsgebendes Trageelement. Besonders gut eignet sich ein solcher elektromagnetisch verträglicher Metallschaumverbund für Schaltschränke, Elektrikschränke, Elektronikschränke oder ähnliche Spritzgießmaschinenteile, bei denen empfindliche Bauteile vor umgebender, elektromagnetischer Energie geschützt bzw. abgeschirmt werden sollen.A preferred embodiment of the present invention may provide that the injection molding machine part is enclosed in the form of an oil tank housing or a Massezylindereinhausung to the base body at least partially by the mineral casting or metal foam area. As a result of the poor thermal conductivity of the metal foam on the one hand isolation of the oil tank or mass cylinder and on the other hand good electromagnetic compatibility (EMC shielding) achieved. For example, in the case of a mass cylinder, the enclosure can be made of a composite with metal foam, as a result of which the per se provided insulation which is dusting with high heat can be omitted, and yet a high-strength insulation is provided. Even when using metal foam around an oil tank, this serves both to keep away heat energy and as a stabilizing support element. Such an electromagnetically compatible metal foam composite is particularly well suited for switch cabinets, electrical cabinets, electronic cabinets or similar injection molding machine parts in which sensitive components are to be protected or shielded from ambient, electromagnetic energy.

Bevorzugt kann weiters vorgesehen sein, dass das Spritzgießmaschinenteil, wenn es als Handlingarm ausgebildet ist, einen Befestigungsbereich zur Befestigung an einem anderen Spritzgießmaschinenteil und ein distales Ende aufweist, wobei der Anteil des Mineralguss- oder Metallschaumbereichs vom Befestigungsbereich zum distalen Ende zunimmt. Da dieses distale Ende frei schwebend bzw. auskragend an der restlichen Handlingmaschine angeordnet ist, wirkt die Schwerkraft auf das frei schwebende Ende. Vor allem um Verwindungen und Verdrillbewegungen besser ausgleichen zu können, nimmt bevorzugt der relativ elastische Kernfüllstoff (Metallschaum bzw. Mineralguss) in Richtung distales Ende zu. Somit widerstrebt der stabilitätsgebende Hohlguss bzw. die Schweißkonstruktion weniger den Verwindungstendenzen des gesamten Handlingarmes, wodurch ein ausgeglichener Kraftverlauf im Handlingarm gegeben ist. Je nach Ausbildung des Handlingarmes ist es allerdings auch denkbar, dass eine Dämpfung an den Knoten zwischen den Trägern vorteilhaft ist.Preferably, it may further be provided that the injection molding machine part, if it is designed as a handling arm, has a fastening area for attachment to another injection molding machine part and a distal end, the proportion of the mineral casting or metal foam area increasing from the fastening area to the distal end. Since this distal end is freely levitated or projecting on the remaining handling machine, gravity acts on the free-floating end. Especially in order to better compensate for twisting and twisting movements, preferably the relatively elastic core filler (metal foam or mineral casting) increases in the direction of the distal end. Thus, the stability-giving hollow casting or the welded construction is less likely to resist the twisting tendencies of the entire handling arm, which results in a balanced force curve in the handling arm. Depending on the design of the handling arm, however, it is also conceivable that damping at the node between the carriers is advantageous.

Durch eine Metallschaumverbindung können zwei wesentliche Effekte erreicht werden. Einerseits ist eine Erhöhung der Steifigkeit und somit eine Erhöhung der Eigenfrequenz des Systems gegeben (im Wesentlichen nur bei Metallschaum in Kombination mit steifen Verstrebungen, z. B. Trägerkonstruktion auf CFK). Andererseits sorgen die Dämpfungseigenschaften des Metallschaums für ein schnelles Abklingen von Schwingungen aufgrund der dynamischen und mechanischen Beanspruchungen bzw. aufgrund der Einleitung externer Kräfte. Somit ist der gesamte Handlingarm durch die vibrationsmindernden Eigenschaften des Metallschaums vibrationsbeständiger.By a metal foam compound two major effects can be achieved. On the one hand, there is an increase in the rigidity and thus an increase in the natural frequency of the system (essentially only in the case of metal foam in combination with stiff braces, z. B. support structure on CFK). On the other hand, the damping properties of the metal foam for a rapid decay of vibrations due to the dynamic and mechanical stresses or due to the introduction of external forces. Thus, the entire handling arm is vibration-resistant due to the vibration-reducing properties of the metal foam.

Bevorzugt können in den niedrig beanspruchten Bereichen des Spritzgießmaschinenteils zellularmetallische Werkstoffe, wie z. B. Polymerbeton, Karbonfaser, metallische Schäume, Mineralguss oder Ähnliches verwendet werden. Zwischen den Übergangsbereichen vom Hohlguss bzw. der Schweißkonstruktion zu Mineralguss- oder Metallschaumbereich können Haftungsvermittler vorgesehen sein.Preferably, in the low-stress areas of the injection molding machine part cellular metallic materials such. As polymer concrete, carbon fiber, metallic foams, mineral casting or the like can be used. Adhesion mediators may be provided between the transition areas from the hollow casting or the welded construction to mineral casting or metal foam area.

Die Herstellung des Metallschaumes kann beispielsweise mittels Metallpulvern und einem Metallhydrid erfolgen. Beide Pulver werden miteinander vermischt und anschließend durch Strang- oder Heißpressen zu einem Vormaterial verdichtet. Diese Vormaterial wird anschließend (vorzugsweise mechanisch) verkleinert. Dieses verkleinerte, beispielsweise in Pelletform vorliegende Vormaterial kann anschließend an den gewünschten Bereich (beispielsweise auf einen Grundkörper oder über eine Bohrung in einen Hohlraum bzw. zu einer niedrig beanspruchten Stelle einer Schweißkonstruktion einer Formaufspannplatte) gebracht werden, wo es auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Metalls bzw. Vormaterials erhitzt wird und mit dem Grundkörper – und vorzugsweise mit einer dazwischen liegenden Verbindungsschicht – „gebacken” wird. Durch die dabei vom Metallhydrid freigesetzten gasförmigen Wasserstoffe wird das gesamte Gemenge geschäumt. Alternative Herstellungsverfahren mit den unterschiedlichsten Zusätzen, Materialien und Verfahrensschritten sind natürlich möglich.The preparation of the metal foam can be done for example by means of metal powders and a metal hydride. Both powders are mixed together and then compacted by strand or hot pressing to a starting material. This starting material is subsequently reduced (preferably mechanically). This reduced, for example present in pellet form material can then be brought to the desired area (for example, on a body or through a hole in a cavity or a low stress point of a welded construction of a platen), where it is at a temperature above the melting point of the Metal or Vormaterials is heated and "baked" with the body - and preferably with an intermediate connection layer. The gaseous hydrogen released by the metal hydride foams the entire mixture. Alternative manufacturing processes with a wide variety of additives, materials and process steps are of course possible.

Ein wesentlicher Vorteil eines erfindungsgemäßen Spritzgießmaschinenteiles liegt darin, dass eine maximale Steifigkeit bei geschlossenen Gussteilen mit gleichzeitig geringem Gewicht erreicht wird. Dadurch wird auch ein geringerer Guss- oder Stahleinsatz und damit eine Kostensenkung erreicht. Eine Kostenreduktion wird auch dadurch erreicht, dass geringerer Strahl-, Putz- und Lackieraufwand gegeben ist.An essential advantage of an injection molding machine part according to the invention is that maximum rigidity is achieved with closed cast parts with at the same time low weight. As a result, a lower cast or steel use and thus a cost reduction is achieved. A cost reduction is also achieved that less blasting, cleaning and painting is given.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Mineralguss mineralische Füllstoffe und Gesteine (Quarz, Basalt, etc.) und ein Bindemittel wie beispielsweise Epoxidharz aufweist. Der Elastizitätsmodul eines solchen Mineralgusses beträgt zwischen 35.000 und 45.000 N/mm², die Dichte 2,3 bis 2,4 g/cm³ und die Poisson-Zahl 0,25–0,3.It can preferably be provided that the mineral casting has mineral fillers and rocks (quartz, basalt, etc.) and a binder such as epoxy resin. The modulus of elasticity of such a mineral casting is between 35,000 and 45,000 N / mm ² , the density of 2.3 to 2.4 g / cm ³ and the Poisson's number 0.25-0.3.

Bei Versuchen des Anmelders konnte bei Formaufspannplatten festgestellt werden, dass bei einer Formaufspannplatte, umfassend einen stabilitätsgebenden Hohlguss und einen Mineralguss, das Plattengewicht gegenüber einer Platte nur mit Hohlräumen um bis zu 20% verringert werden kann, wobei die Durchbiegung relativ konstant im Bereich von 0,17 mm/m bleibt.In Applicant's experiments it has been found in platen molds that with a platens comprising a stability-providing hollow casting and a mineral casting, the board weight can be reduced by up to 20% compared to a cavity-only board, the deflection being relatively constant in the range of 0, 17 mm / m remains.

Schutz wird auch begehrt für eine Spritzgießmaschine mit zumindest einem Spritzgießmaschinenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Protection is also desired for an injection molding machine with at least one injection molding machine part according to one of claims 1 to 9.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:Further details and advantages of the present invention will be explained in more detail below with reference to the description of the figures with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show:

1 eine Ansicht eines Spritzgießmaschinenteils in Form einer Formaufspannplatte, 1 a view of an injection molding machine part in the form of a mold clamping plate,

2 schematisch eine Seitenansicht einer Formaufspannplatte mit Holmen, 2 schematically a side view of a platen with spars,

3 schematisch eine Seitenansicht einer Formaufspannplatte mit einem Kniehebelsystem, 3 schematically a side view of a platen with a toggle lever system,

4 eine schematische Seitenansicht einer holmlosen Formaufspannplatte, 4 a schematic side view of a tie-bar platen,

5 eine 3D-Ansicht eines Schnitts durch die Formaufspannplatte, 5 a 3D view of a section through the platen,

6 eine 3D-Ansicht mit Schnitt durch eine Formaufspannplatte mit Metallschaum- bzw. Mineralgusssegmenten, 6 a 3D view with a section through a platen with metal foam or mineral casting segments,

7 eine 3D-Ansicht mit Schnitt durch eine Formaufspannplatte mit einer Einspritzöffnung und angeordneter Formaufspannplatte, 7 a 3D view with section through a platen with an injection opening and arranged platen,

8 eine 3D-Ansicht eines Handlingarmes, 8th a 3D view of a handling arm,

9 einen schematischen Schnitt durch den Handlingarm, 9 a schematic section through the handling arm,

10 eine teilweise aufgeschnittene 3D-Ansicht eines Handlingarmes, 10 a partially cutaway 3D view of a handling arm,

11 einen Schnitt durch einen Befestigungsbereich des Spritzgießmaschinenteils mit T-förmigen Nuten, 11 a section through a mounting portion of the injection molding machine part with T-shaped grooves,

12 einen Schnitt durch einen Befestigungsbereich des Spritzgießmaschinenteils mit Schraubgewinde und 12 a section through a mounting portion of the injection molding machine part with screw thread and

13 einen Schnitt durch ein Spritzgießmaschinenteil mit zwei zusammengeschweißten Teilen des Grundkörpers. 13 a section through an injection molding machine part with two parts welded together of the body.

1 zeigt ein Spritzgießmaschinenteil 1 in Form einer Formaufspannplatte 1a, wobei in den vier Eckbereichen Holmaufnahmen 8 und zentral eine Einspritzöffnung 9 zur Aufnahme eines Einspritzzylinders ausgebildet sind. Durch die Vielzahl von Pfeilen im Bereich um die Einspritzöffnung 9 ist der Krafteinleitungsbereich K1 gekennzeichnet, der von einer in 2 dargestellten Formhälfte 11 auf die Formaufspannplatte 1a ausgeübt wird. Im Bereich der Holmaufnahmen 8 sind durch die nach oben gerichteten Pfeile die vier Krafteinleitungsbereiche K2 bis K5 gekennzeichnet, die im Wesentlichen entgegengesetzt zum Krafteinleitungsbereich K1 in der Formaufspannplatte 1a wirken. 1 shows an injection molding machine part 1 in the form of a mold clamping plate 1a , Wherein Holmaufnahmen in the four corners 8th and centrally an injection port 9 are formed for receiving an injection cylinder. Due to the large number of arrows in the area around the injection opening 9 is the force introduction area K1 characterized by a in 2 illustrated half of the mold 11 on the platen 1a is exercised. In the area of the Holmaufnahmen 8th are characterized by the upward arrows, the four force introduction areas K2 to K5, which are substantially opposite to the force introduction region K1 in the platen 1a Act.

Wie in 2 ersichtlich, sind am Spritzgießmaschinenteil 1 in Form einer Formaufspannplatte 1a Holme 10 über Holmmuttern 12 sowie eine Formhälfte 11 angeordnet bzw. befestigt, wodurch beim hier nicht dargestellten Einspritzen von Kunststoff zwischen die erste Formhälfte 11 und die zweite in 3 beispielhaft dargestellte Formhälfte 18 einerseits Druck von links kommend auf den Krafteinleitungsbereich K1 und Druck von rechts kommend auf die Krafteinleitungsbereiche K2 und K3 der Formaufspannplatte 1a wirkt.As in 2 can be seen on the injection molding machine part 1 in the form of a mold clamping plate 1a Holme 10 about bar nuts 12 as well as a mold half 11 arranged or fixed, whereby in the injection molding of plastic, not shown here, between the first mold half 11 and the second in 3 Illustrated mold half 18 on the one hand, pressure coming from the left on the force introduction area K1 and pressure coming from the right on the force introduction areas K2 and K3 of the platen 1a acts.

Wie in 3 ersichtlich, können in gleicher Art und Weise auch auf die linke Formaufspannplatte 1a zwei im Wesentlichen entgegensetzte Kräfte wirken, wobei von einem sich in Schließrichtung SR bewegenden Kniehebelsystem 13 und der zweiten Formhälfte 18 die Krafteinleitungsbereiche K1, K2 und K3 der Formaufspannplatte 1a stark beansprucht werden. Durch die Strichlierung in der Formaufspannplatte 1a ist schematisch der niedrig beanspruchte Bereich N dargestellt. Dieser niedrig beanspruchte Bereich N ist im Wesentlichen jener Bereich des Spritzgießmaschinenteils 1, welcher nicht der Krafteinleitung K und der starken Kraftweiterleitung dient.As in 3 can be seen in the same way also on the left platen 1a two substantially opposing forces act, being of a moving in the closing direction SR toggle system 13 and the second mold half 18 the force introduction areas K1, K2 and K3 of the platen 1a be heavily used. By the dashed line in the platen 1a schematically the low stressed area N is shown. This low-stress region N is essentially that region of the injection molding machine part 1 , which does not serve the force K and the strong force transmission.

In 4 ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Formaufspannplatte 1a gezeigt, bei der die Spritzgießmaschine als eine holmlose Spritzgießmaschine ausgebildet ist, wobei die Krafteinleitung einerseits von der Formhälfte 11 und andererseits von einem sogenannten G3-Gelenk 14 kommt. Wiederum ist schematisch der niedrig beanspruchte Bereich N durch Strichlierung getrennt gegenüber dem Krafteinleitungsbereich K dargestellt.In 4 is yet another embodiment of a platen 1a shown, in which the injection molding machine is designed as a tie-bar injection molding machine, wherein the introduction of force on the one hand from the mold half 11 and on the other hand of a so-called G3 joint 14 comes. Again, the low-stressed region N is shown schematically by dashed lines with respect to the force introduction region K shown schematically.

Aus 5 ist ersichtlich, dass im innen liegenden, teilweise strichliert dargestellten niedrig beanspruchten Bereich N Mineralguss bzw. Metallschaum 3 ausgebildet ist, der vom vom Grundkörper 2 in Form eines Hohlgusses bzw. einer Schweißkonstruktion umgeben ist. In diesem Fall bildet der Grundkörper 2 die gesamte Außenkontur 4.Out 5 It can be seen that in the inner, partially dashed low-stressed region N mineral casting or metal foam 3 is formed, the from the base body 2 is surrounded in the form of a hollow casting or a welded construction. In this case, the main body forms 2 the entire outer contour 4 ,

Demgegenüber ist in 6 ersichtlich, dass eine Verrippung bzw. Verstrebung 5 vom Hohlguss bzw. von der Schweißkonstruktion 2, die u. a. die Holmaufnahme 8 umgibt, bis zur Einspritzöffnung 9 ausgebildet ist. Dadurch ist der Mineralguss bzw. Metallschaum 3 in zumindest zwei nicht verbundene, niedrig beanspruchte Bereiche N segmentiert.In contrast, in 6 seen that a ribbing or bracing 5 from the hollow casting or from the welded construction 2 , including the Holmaufnahme 8th surrounds, to the injection port 9 is trained. This is the mineral casting or metal foam 3 segmented into at least two unconnected low-stress regions N.

In 7 ist an der Formaufspannplatte 1a eine Formhälfte 11 angeordnet, wobei aufgrund des dort vorliegenden Krafteinleitungsbereiches K der Grundkörper 2 in Form des Hohlgusses bzw. der Schweißkonstruktion – gegenüber der Ausführung gemäß 6 – dicker ausgebildet ist und somit höhere Stabilität bietet.In 7 is at the platen 1a a mold half 11 arranged, due to the force introduction region K present there the body 2 in the form of the hollow casting or the welded construction - compared to the execution according to 6 - Thicker and thus provides greater stability.

In 8 ist das Spritzgießmaschinenteil 1 als Handlingachse bzw. Handlingarm 1b ausgeführt, wobei am Handlingarm 1b eine Führungsschiene 15 und ein daran horizontal entlang der Bewegungsrichtung B geführter Schlitten 16 angeordnet sind. An diesem Schlitten 16 kann ein Teil eines Handlingroboters vertikal verschiebbar verfahren werden, wodurch eine Kraft K2 auf den gesamten Handlingarm 1b einwirkt. Da der linke Bereich des Handlingarmes 1b frei schwebend bzw. auskragend ausgebildet ist, wirkt dort als im Wesentlichen entgegengesetzte Kraft Schwerkraft K1 auf den Handlingarm 1b.In 8th is the injection molding machine part 1 as a handling axis or handling arm 1b executed, with the handling arm 1b a guide rail 15 and a carriage guided horizontally along the direction B thereof 16 are arranged. At this sled 16 a part of a handling robot can be moved vertically displaceable, whereby a force K2 on the entire handling arm 1b acts. Since the left area of the handling arm 1b is designed to float freely or cantilevered there acts as a substantially opposite force gravity K1 on the handling 1b ,

Aus 9 ist ersichtlich, dass durch die Bewegung des Schlittens 16 entlang der Führungsschiene 15 zusätzlich eine Verwindungskraft K6 zu den Kräften K2 und K1 auf den Handlingarm 1b wirkt.Out 9 it can be seen that by the movement of the carriage 16 along the guide rail 15 In addition, a twisting force K6 to the forces K2 and K1 on the handling arm 1b acts.

Um diese Verwindungskraft K6 möglichst auszugleichen, ist gemäß dem Ausführungsbeispiel in 10 vorgesehen, dass von einem Befestigungsbereich 6 des Handlingarmes 1b zu einem distalen Ende 7 der Anteil an Mineralguss bzw. Metallschaum 3 zunimmt. Das heißt, der niedrig beanspruchte Bereich N weist in Richtung distales Ende einen größeren Anteil am Handlingarm 1b auf, wobei die durch die Verwindung auftretenden Verwindungskräfte bzw. Scherkräfte im auskragenden Ende 7 durch die weniger dichte Kernstofffüllung in Form eines Metallschaumes bzw. Mineralgusses 3 ausgeglichen werden können. Im Befestigungsbereich 6 kann der Handlingarm 1b über die Ausnehmungen 17 beispielsweise an einer weiteren Achse oder einem Schlitten eines Handlingroboters befestigbar sein.To compensate for this twisting force K6 as possible, according to the embodiment in 10 provided that of a mounting area 6 of the handling arm 1b to a distal end 7 the proportion of mineral casting or metal foam 3 increases. That is, the low-stress region N points in the direction of the distal end a larger share of the handling 1b on, wherein the twisting forces or shear forces occurring in the cantilever end by the distortion 7 due to the less dense core material filling in the form of a metal foam or mineral casting 3 can be compensated. In the attachment area 6 can the handling arm 1b about the recesses 17 be fastened, for example, on a further axis or a carriage of a handling robot.

In 11 ist ausschnittsweise ein Befestigungsbereich 6 eines Spritzgießmaschinenteils 1 gezeigt. Dabei sind im Befestigungsbereich 6 in den Grundkörper 2 ragende Ausnehmungen 17 ausgebildet. Diese Ausnehmungen 17 sind in Form von T-förmigen Nuten 20 ausgebildet, über welche mit passenden Gegenstücken (Befestigungselementen) versehene weitere Spritzgießmaschinenteile (z. B. eine Formhälfte 11) angebracht werden können. Eine derartige Befestigung könnte im Bereich zwischen Grundkörper 2 und Formhälfte 11 gemäß 7 vorgesehen sein.In 11 is a section of a mounting area 6 an injection molding machine part 1 shown. Here are in the attachment area 6 into the main body 2 protruding recesses 17 educated. These recesses 17 are in the form of T shaped grooves 20 formed over which with appropriate counterparts (fasteners) provided further injection molding machine parts (eg., A mold half 11 ) can be attached. Such attachment could be in the area between the base body 2 and mold half 11 according to 7 be provided.

12 unterscheidet sich von 11 dahingehend, dass die Ausnehmung 17 ein Schraubgewinde 19 aufweist. Auch über eine solche lösbare Verbindung können andere Spritzgießmaschinenteile mit einem erfindungsgemäßen Spritzgießmaschinenteil 1 verbunden bzw. verbindbar sein. In 12 wie auch in 11 ist ersichtlich, dass die Ausnehmungen 17 nur im Grundkörper 2 ausgebildet sind. Mit anderen Worten ausgedrückt ist somit die Tiefe der Ausnehmungen 17 geringer als die Dicke des Grundkörpers 2 im Bereich des Befestigungsbereichs 6. 12 differs from 11 in that the recess 17 a screw thread 19 having. Also via such a releasable connection can other injection molding machine parts with an injection molding machine according to the invention 1 be connected or connectable. In 12 as well as in 11 it can be seen that the recesses 17 only in the main body 2 are formed. In other words, the depth of the recesses is thus 17 less than the thickness of the body 2 in the area of the attachment area 6 ,

In 13 ist ein Schnitt durch ein Spritzgießmaschinenteil 1 in Form einer Formaufspannplatte 1a dargestellt. Dabei wird der Grundkörper 2 aus einem ersten Teil 2a und einem zweiten Teil 2b gebildet, die miteinander über einen Schweißbereich 21 verbunden sind.In 13 is a section through an injection molding machine part 1 in the form of a mold clamping plate 1a shown. This is the basic body 2 from a first part 2a and a second part 2 B formed with each other over a welding area 21 are connected.

Somit ist durch die vorliegende Erfindung ein gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbessertes Spritzgießmaschinenteil angegeben, welches zum einen gegenüber gängigen und bei Spritzgießmaschinen verwendeten Teilen weniger Material benötigt und somit leichter ist und zum anderen dennoch eine höhere Steifigkeit oder zumindest dieselbe Steifigkeit aufweist.Thus, the present invention compared to the prior art substantially improved injection molding machine specified, which on the one hand compared to common and used in injection molding parts requires less material and thus is lighter and on the other hand has a higher stiffness or at least the same rigidity.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10144992 A1 [0003]

Claims

Injection molding machine part ( 1 ), in particular platen ( 1a ), End plate, handling arm ( 1b ), Frame, control or electronics cabinet, Massezylindeinhausung or oil tank housing, with a metallic, in particular plate-shaped, basic body ( 2 ), characterized in that with the basic body ( 2 ) of the injection molding machine part ( 1 ) at least one mineral casting or metal foam area is connected.

Injection molding machine part according to claim 1, characterized in that the injection molding machine part ( 1 ) at least two force introduction regions (K1, K2), via the deformation force in the injection molding machine part ( 1 ) and low stressed areas (N), wherein the main body ( 2 ) of the injection molding machine part ( 1 ) in the force introduction areas (K1, K2) made of hollow casting or a welded construction and wherein the injection molding machine part ( 1 ) in the low-stress areas (N) at least one mineral casting or metal foam area ( 3 ) having.

Injection molding machine part according to claim 2, characterized in that act on the at least two force introduction regions (K1, K2) substantially opposing forces.

Injection molding machine part according to claim 2 or 3, characterized in that the basic body ( 2 ) of hollow cast or the welded construction an outer contour ( 4 ) and intermediate connecting ribs ( 5 ) having.

Injection molding machine part according to one of claims 2 to 4, characterized in that a plurality of mutually independent mineral casting or metal foam areas ( 3 ) in the injection molding machine part ( 1 ) are formed.

Injection molding machine part according to one of claims 2 to 5, characterized in that the modulus of elasticity in the force introduction regions (K1, K2) above 40 GPa, preferably above 60 GPa, and in the low-stressed regions (N) below 40 GPa, preferably below 10 GPa, is.

Injection molding machine part according to one of claims 1 to 6, characterized in that the basic body ( 2 ) of the injection molding machine part ( 1 ) at least one attachment area ( 6 ), in which at least one recess ( 17 ) for fastening a further injection molding machine part ( 11 ) is trained.

Injection molding machine part according to claim 7, characterized in that the recess ( 17 ) a screw thread ( 19 ), preferably an internal thread, or a T-shaped groove ( 20 ) having.

Injection molding machine part according to claim 7 or 8, characterized in that the depth of the recess ( 17 ) is smaller than the thickness of the main body ( 2 ) in the attachment area ( 6 ).

Injection molding machine part according to one of claims 1 to 9, characterized in that between the base body ( 2 ) and the mineral casting or metal foam area a connecting layer, for example in the form of an adhesive layer or a solder, is arranged.

Injection molding machine part according to one of claims 1 to 10, characterized in that the injection molding machine part ( 1 ) in the form of the handling arm ( 1b ) a fastening area ( 6 ) for attachment to another injection molding machine part and a distal end ( 7 ), wherein the proportion of mineral cast or metal foam area ( 3 ) from the attachment area ( 6 ) to the distal end ( 7 ) increases.

Injection molding machine part according to one of claims 1 to 10, characterized in that the injection molding machine part ( 1 ) in the form of an oil tank housing or a mass cylinder around the main body ( 2 ) is at least partially enclosed by the mineral casting or metal foam area.

Injection molding machine with at least one injection molding machine part ( 1 ) according to one of claims 1 to 12.