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Gegenstand der Erfindung ist ein Spritz- oder Druckgusswerkzeug mit Schieberführung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei Spritz- oder Druckgusswerkzeugen ist es erforderlich Schieber zu verwenden, um Hinterschneidungen in der Spritzgussform oder auch seitliche Einbuchtungen in der Spritzgussform auszufüllen. Nur durch die Verwendung von Schiebern können dann Kunststoffteile entformt werden, die Hinterschneidungen aufweisen.
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Bei der Verwendung von Schiebern, die verschiebbar auf den Formhälften einer Spritzgussform gelagert und angetrieben sind, besteht das Problem, dass die den Schiebern zugeordneten Gleitflächen und die an den gegenüberliegenden Teilen angeordneten Gleitflächen metallisch hochpräzise bearbeitet werden müssen, um einen einwandfreien Lauf über eine lange Lebensdauer zu ermöglichen. Insbesondere ist ein spielfreier Lauf erforderlich, das heißt eine spielfreie Führung, die dafür sorgt, dass das Kunststoffteil mit hoher Präzision hergestellt werden kann.
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In der Regel werden solche Schieberführungen als Baukasten ausgebildet. Die Zusammenstellung von Schieber und Führungsleisten wird daher als Schieber-Baukasten bezeichnet.
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Der auswechselbare Schieber wird hierbei mit einer Anzahl von Führungsleisten kombiniert, wobei die jeweilige Führungsleiste zu dem jeweiligen Schieber genau passen muss. Dies erfordert eine hochgenaue Bearbeitung, sowohl der schieberseitigen Gleitflächen, als auch der führungsleistenseitigen Gleitflächen.
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Ferner ist eine hochgenaue Bearbeitung der Einbauflächen notwendig, da die Montage der Führungsleisten in der Formplatte notwendig ist.
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Auf den gesamten Schieber-Baukasten wirken sehr hohe Kräfte. Hier sind einmal die Schließkräfte zu nennen, die auf die beiden Formhälften wirken, um die Form während des Spritzgussvorganges geschlossen zu halten. Und zum Zweiten wirken den Schließkräften die Einspritzkräfte des Kunststoffes entgegen, der unter hohem Druck in die Form einpresst wird und dabei versucht die Form zu öffnen.
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Der Schieber-Baukasten muss daher in Verbindung mit seinen Führungsleisten besonders spielfrei in der Form gelagert werden. Zusätzlich dazu muss er stabil sein, um nicht den vorher genannten Kräften auszuweichen. Es bedarf also auch einer hochgenauen Bearbeitung des Sitzes des Schieberbaukastens in der Form selbst.
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Nachdem der Schieber durch schräg laufende Führungssäulen verschiebbar in seinen Führungsleisten angetrieben ist, wirken auf den Schieber nicht nur reine, in eine Ebene wirkende Verschiebungskräfte, sondern auch in senkrechter Ebene hierzu wirkende Abhebekräfte. Es muss daher dafür gesorgt werden, dass der Schieber zuverlässig in den Führungsleisten geführt wird, wobei die Führungsleisten wie drei zueinander senkrechten stehenden Raumachsen angeordnet sind. Darüber hinaus müssen die Führungsleisten ihrerseits ebenfalls verwindungssteif und hochgenau an zugeordneten Ausnehmungen in der Formhälfte montiert werden.
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Nach dem Stand der Technik sind verschiedene Konfigurationen solch eines Schieber-Baukastens bekannt, die anhand von drei Grundkonfigurationen in Bezug auf die 1, 1A, 2, 2A und 3, 3A erläutert werden.
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Alle vorgenannten Figuren gehören zum Stand der Technik, wobei die 1 eine erste Schieberkonfiguration und die 1A den Schnitt durch diese Anordnung zeigt, während die 2 eine zweite Schieberkonfiguration und die 2A den Schnitt durch diese Konfiguration zeigt. Die 3 zeigt eine dritte Schieberkonfiguration, während die 3A den Schnitt durch diese Anordnung zeigt.
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Anhand der 1 und 1A wird die erste zum Stand der Technik gehörende Schieberkonfiguration näher erläutert.
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Hierbei ist wesentlich, dass der Schieber 1 an seinem bodenseitigen Ende einen horizontal verbreiterten Führungsansatz 5 aufweist, sodass zwei einander gegenüberliegende Führungsansätze 5 hieraus gebildet sind.
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Nachdem jeder Schieber in der vorliegenden Erfindung genau spiegelsymmetrisch ausgebildet ist, reicht es für die Erläuterung der Erfindung und des Standes der Technik grundsätzlich aus, lediglich eine Schieberseite und die dazugehörenden Führungsleisten 6 zu erläutern, weil auf der gegenüberliegenden, spiegelbildlichen Seite die Teile genau gleich angeordnet sind und die gleichen Funktionen aufweisen.
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Aus diesem Grund weist der Schieber 1 nach 1 und 1A einen verbreiterten Führungsansatz 5 auf, wobei der jeweilige Führungsansatz 5 durch jeweils eine Führungsleiste 6 übergriffen wird. Wichtig ist, dass die nach dem Stand der Technik bekannte Führungsleiste 6 als einteilig Winkelleiste ausgebildet ist und eine erste vertikale Gleitfläche 7 aufweist, die mit einer zugeordneten Gleitfläche an der Seitenfläche des Schiebers 1 korrespondiert. Ferner weist diese eine hierzu horizontale Gleitfläche 8 auf, die mit einer zugeordneten Gleitfläche auf der Oberseite des Führungsansatzes 5 des Schiebers 1 korrespondiert.
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Jeder Schieber weist stirnseitig eine Konturseite 2 auf, die zum Einfahren in die Kavität bzw. den Hohlraum bestimmt ist oder auch ein Teil der Kavität bildet, während die gegenüberliegende Seite als Schließfläche 3 bezeichnet ist.
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An der Oberseite des Schiebers 1 ist eine Schrägbohrung 4 angeordnet, in die eine nicht näher dargestellte Schrägsäule eingreift, um den Schieber 1 in Richtung seiner Längserstreckung in Bezug zu den feststehenden Führungsleisten 6 zu verschieben.
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Die 1, 1A zeigen ferner, dass an der Unterseite des Führungsansatzes 5 eine bodenseitige Gleitfläche vorgesehen ist, die mit einer zugeordneten Gleitfläche 9 an der Oberseite einer als getrenntes Teil ausgebildeten Gleitplatte 10 zusammenwirkt.
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Die Schieberkonfiguration oder der Schieber-Baukasten nach 1, 1A ist häufig beim Stand der Technik anzutreffen und hat den Nachteil, dass insgesamt drei Teile für die Führung des Schiebers 1 vorhanden sein müssen. Diese sind die zwei als Winkelleisten ausgebildeten Führungsleisten 6 und eine Gleitplatte 10.
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Die drei Teile enthalten die voneinander getrennten Gleitflächen 7, 8, 9, die demzufolge auf die drei Teile verteilt sind. Es ist deshalb bei der mechanischen Bearbeitung dieser drei Teile sehr schwierig, die auf die drei Teile verteilten Gleitflächen 7–9 genau einander zuzuordnen. Da der Herstellungsaufwand sehr groß ist, ist es notwendig, eine zusätzliche Gleitplatte 10 zu verwenden. Dies bedeutet, dass die drei genannten Teile, nämlich die beiden Führungsleisten 6 und die Gleitplatte 10 hochgenau in einer zugeordneten Ausnehmung 15 im Bereich einer Formplatte 13 eingebaut werden müssen.
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Der Schieberbaukasten nach der Konfiguration der 2, 2A weicht demgegenüber ab, indem statt einer als Winkelleiste ausgebildeten Führungsleiste 6 nunmehr die Führungsleiste als Stableiste ausgebildet ist. Hier besteht aber wiederum der Nachteil, dass die Gleitflächen 7, 8, 9 auf die drei verschiedenen Teile 6, 10 aufgeteilt werden müssen, was mit den gleichen Nachteilen, wie vorstehend beschrieben, verbunden ist.
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Bei der Schieberkonfiguration nach 3, 3A, die zum Stand der Technik gehört, handelt es sich um eine sog. Flachführungsleiste, die einseitig mit einer harten Formplatte zusammenwirkt. Es entfällt somit die Gleitplatte. Die Gleitfläche in der Formplatte muss nunmehr von der Formplatte selbst gebildet werden, was voraussetzt, dass diese Gleitfläche in gehärteter Form ausgebildet sein muss. Dies ist mit hohen Aufwendungen bei der Herstellung der Formplatte verbunden. Demzufolge ist ein solcher Schieber-Baukasten nach 3, 3A nicht austauschbar. Von besonderem Nachteil ist, dass die bodenseitige Gleitfläche 9 am Schieber 1 einer formplattenseitigen Gleitfläche gegenübersteht und bei Verschleiß dieser formplattenseitigen Gleitfläche aufwendige Reparaturmaßnahmen notwendig sind.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Spritz- oder Druckgusswerkzeug mit Schieberführung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine kostengünstigere Herstellung durch die Einsparung von Einbauteilen und ein einfacherer Einbau der Schieberführung in eine Formplatte möglich ist.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die Schieberführung nun zweiteilig ausgebildet ist und aus einer bodenseitigen Winkelleiste und einer mit dieser verbundenen Stableiste besteht.
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Vorteil dieser Zweiteilung, nämlich der Aufteilung der Führungsleiste in zwei Führungsleistenteile, ist demnach, dass alle maßgenauen Bearbeitungen, welche das Führungsspiel bestimmen, lediglich nur noch an einem einzigen Teil vorgenommen werden müssen. Dies geschieht nun an der Winkelleiste des zweiteiligen Führungsleistenteils, wodurch eine wesentlich einfachere Bearbeitung möglich ist.
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Ein weiterer Vorteil ist die Montagefreundlichkeit der gesamten Anordnung, denn beim Stand der Technik waren stets drei unterschiedliche Ausnehmungen in der Formplatte notwendig. Diese Ausnehmungen werden als sog. Führungstaschen bezeichnet. Wie sich aus 1 und 2 nach dem Stand der Technik ergibt, musste eine erste Führungstasche für die Einpassung der bodenseitigen Gleitplatte 10 vorgesehen werden. Des Weiteren wurden zweiseitig sich daran anschließende weitere Führungstaschen für die bodenseitige Einpassung der seitlichen Führungsleisten 6 benötigt.
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Hier setzt die Erfindung ein, die nur noch das Erfordernis hat, zwei derartige Führungstaschen vorzusehen, nämlich eine Führungstasche für die Führungsleiste links und eine Führungstasche für die Führungsleiste rechts, wodurch eine bodenseitige Gleitplatte und eine zugeordnete Führungstasche entfallen können.
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Entscheidend ist demnach, dass die Führungsleisten zweiteilig ausgebildet sind, und dass alle Maß bestimmenden Bearbeitungen, die für das Spiel oder die Stabilität der gesamten Schieberführung verantwortlich sind, in die Winkelleiste hineinverlegt werden. Dies bedeutet, dass die fest mit der Winkelleiste verbundene Stableiste (deckseitig) nur noch über entsprechende Bearbeitungsflächen verbunden werden müssen.
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Durch die Ausbildung einer bodenseitigen Winkelleiste als ein Führungsleistenteil besteht der Vorteil, dass die Schieberführung besonders biegesteif und verwindungssteif ist. Sie ist demzufolge hoch belastbar und kann einfach in eine zugeordnete Ausnehmung oder Führungstasche in der Formplatte eingebaut werden.
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Wegen der Verwendung einer Winkelleiste, die stirnseitig im oberen Bereich durch eine Stableiste versteift und verstärkt wird, ergibt sich der weitere Vorteil, dass die sich hieraus gebildete, in etwa U-förmige Führung sehr verwindungssteif ist. Damit ist es erstmals möglich, dass die gesamte Schieberführung über die Ebene der Formplatte hinausstehen kann, weil geringe seitliche Abstützkräfte ausreichen, die als Winkelleiste ausgebildete Führungsleiste abzustützen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine abgewinkelte Führungsleiste, die zweiteilig ausgebildet ist, aus dem Umriss der Formplatte seitlich herausstehen kann, wodurch sowohl Längsüberstände als auch Höhenüberstände für die erfindungsgemäße Schieberführung möglich sind, was beim Stand der Technik nicht der Fall war.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: eine erste Schieberkonfiguration nach dem Stand der Technik
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1A: die Schieberkonfiguration nach 1 im Schnitt
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2: eine zweite Schieberkonfiguration nach dem Stand der Technik
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2A: die Anordnung nach 2 im Schnitt
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3: eine dritte Schieberkonfiguration nach dem Stand der Technik
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3A: der Schnitt durch die Anordnung nach 3
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4: eine Schieberkonfiguration nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung
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5: ein Schnitt durch die Schieberkonfiguration nach 4
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6: ein Einbaubeispiel verschiedener Schieberkonfigurationen nach der Erfindung
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Die 4 und 5 zeigen die erfindungsgemäße Schieberkonfiguration. Der Schieber 1 weist – wie bekannt – bodenseitig einen Führungsansatz 5 mit vergrößerter Breite auf. Der Führungsansatz 5 greift in eine zugeordnete links- und rechtsseitig angeordnete Führungsausnehmung ein, wobei dort die vertikalen und horizontalen Gleitflächen 7, 8 ausgebildet sind.
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Entscheidend ist, dass nunmehr die Führungsleiste 6 zweiteilig ausgebildet ist und aus den Führungsleistenteilen 16, 17 besteht. Der eine Führungsleistenteil 16 ist als Winkelleiste 18 ausgebildet, während der andere Führungsleistenteil 17 als Stableiste 19 ausgebildet ist.
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Die Winkelleiste 18 besteht somit aus einem bodenseitigen vertikalen Ansatz und einem sich senkrecht hierzu erstreckenden vertikalen Ansatz, die werkstoffeinstückig miteinander verbunden sind. Im Bereich des bodenseitigen Ansatzes ist oben und innen die Gleitfläche 9 angeordnet, bei der nach dem Stand der Technik eine zusätzliche Gleitplatte 10 erforderlich war. Diese kann nunmehr nach der Erfindung entfallen, weil die beiden einander entgegengesetzt gerichteten horizontalen Schenkel der Winkelleiste 18 an ihrer Oberseite die Gleitfläche 9 ausbilden.
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Ein Vorteil ist, dass die beiden einander entgegengesetzt gerichteten horizontalen Schenkel 24, 25 der Winkelleiste 18 an ihrer Oberseite, welche mit mindestens einer Seitenfläche des schieberseitigen Führungsansatzes 5 zusammenwirkt, mindestens eine Gleitfläche 7, 9 ausbilden.
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Auf diese Weise ist bei einem Verschleiß der Gleitfläche 9 es nunmehr erforderlich, die Winkelleiste 18 auszutauschen, wobei die Stableiste 19 beibehalten werden kann.
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Im Bereich der Seitenfläche des vertikalen Schenkels der Winkelleiste 18 ist seitlich die vertikale Gleitfläche 7 ausgebildet, die mit zugeordneten vertikalen Gleitflächen an der Seitenfläche des Führungsansatzes 5 zusammenwirkt.
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Innenseitig an der Stableiste 19 sind die horizontalen Gleitflächen 8 ausgebildet, die mit zugeordneten Gleitflächen an der Oberseite der Führungsansätze 5 des Schiebers 1 zusammenwirken.
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Die genannten beiden Führungsleistenteile 16, 17 werden durch nicht näher dargestellte Schrauben miteinander fest verbunden, wobei lediglich Befestigungsbohrungen 11 vorhanden sind.
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Wichtig ist, dass die Verbindungsfläche 12 zwischen der Stableiste 19 und der Winkelleiste 18 zwar hochgenau bearbeitet werden muss, dass aber alle Maß bestimmenden und spielbestimmenden Flächen in der Winkelleiste 18 selbst angeordnet sind, und es nicht mehr auf eine genaue Bearbeitung einer nunmehr entfallenen Gleitplatte 10 ankommt.
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6 zeigt ein Einbaubeispiel von zwei verschiedenen Schieberkonfigurationen, wobei der linksseitige Schieber einen gewissen Höhenüberstand 20 über die Oberseite einer Formplatte 13 aufweist. Dies ist ein Vorteil der Erfindung. Die als Winkelleiste 18 ausgebildete Führungsleiste 6 benötigt nunmehr seitlich eine sehr geringe Stützfläche 21, um gleichwohl eine stabile Befestigung der zweiteiligen Führungsleisten 16, 17 zu gewährleisten.
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In ähnlicher Weise zeigt der rechte Schieber-Baukasten in 6 einen sog. Längsüberstand 22, der dank der Erfindung nunmehr möglich ist. Durch die stabile Ausbildung der beiden Führungsleistenteile 16, 17 in der Art einer Winkelleiste und einer damit die Winkelleiste verstärkenden Stableiste ergibt sich der Vorteil, dass ein solches Teil auch über einen Längsüberstand 22 seitlich aus der Formplatte 13 herausragen kann, ohne dass Stabilitätsprobleme bestehen.
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Wichtig ist ferner, dass die beiden Schieber-Baukästen im Bereich von Ausnehmungen 15 in der Kavität 14 der Formplatte 13 eingebaut sind, wobei lediglich die Ausnehmung 15 die jeweilige Winkelleiste 18 aufnehmen muss.
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Weitere Bearbeitungen der Formplatte 13 im Bereich der Ausnehmung 15 sind nicht erforderlich. Insbesondere ist keine weitere Bearbeitung zwecks Aufnahme einer nunmehr entfallenen Gleitplatte 10 notwendig.
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Weil es sich um eine stabile Führung handelt, brauchen die Stützflächen 21 nicht komplett in die Kavität 14 eingelassen zu werden, weil sich der besagte Höhenüberstand 20 ergibt.
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Auch bei einem Längsüberstand 22 nach 6 ergibt sich gleichwohl eine stabile Führung.
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Wie die 4 zeigt, ergibt sich zwischen den U-förmig einander zugeordneten Führungsleisten (Winkelleisten) 16, 18 links und rechts ein bodenseitiger Bereich 23, der in der Formplatte 13 angeordnet ist. Dieser Bereich 23 ist frei für die Aufnahme weiterer Einbauteile, was beim Stand der Technik nicht möglich war.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schieber
- 2
- Konturseite
- 3
- Schließfläche
- 4
- Schrägbohrung
- 5
- Führungsansatz
- 6
- Führungsleiste
- 7
- Gleitfläche (vertikal)
- 8
- Gleitfläche (horizontal)
- 9
- Gleitfläche (von 10)
- 10
- Gleitplatte
- 11
- Befestigungsbohrung
- 12
- Verbindungsfläche
- 13
- Formplatte
- 14
- Kavität (von 13)
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Führungsleistenteil
- 17
- Führungsleistenteil
- 18
- Winkelleiste
- 19
- Stableiste
- 20
- Überstand (Höhen-)
- 21
- Stützfläche
- 22
- Überstand (Längs-)
- 23
- Bereich
- 24
- Schenkel
- 25
- Schenkel
