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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießwerkzeuganordnung und deren Verwendung. Weiter soll ein Verfahren zum Umrüsten eines Spritzgießwerkzeugs vorgeschlagen werden, ebenso wie eine Formeinsatzplatte und deren Verwendung im Zusammenhang mit einem Spritzgießwerkzeug.
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Derartige Spritzgießwerkzeuganordnung werden insbesondre zur Herstellung von Bauteilen aus Kunststoff oder anderen plastischen Massen unter Druck und/oder Einsatz von Spritzgießprozessen und/oder Pressvorgängen eingesetzt.
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Die Erfindung betrifft im weiteren Sinne Werkzeuganordnungen nach dem Prinzip eines Plattenaufbaus für Spritzgießwerkzeuge. Spritzgießwerkzeuge weisen in etwa den gleichen Aufbau auf und lassen sich in zwei Hälften unterteilen, nämlich die sogenannte Düsenseite und die gegenüberliegende Auswerferseite. In diesen beiden Werkzeughälften befinden sich jeweils die einzelnen Bestandteile des Werkzeugs, nämlich auf der Düsenseite die Angusssysteme, und eine Kühlung bzw. Temperierung, und auf der Auswerferseite die Kerne sowie die Kavitäteneinsätze, eine Kühlung bzw. Temperierung sowie die Auswerferelemente.
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Jede dieser Hälften kann nach Art von stapelbaren Platten aufgebaut sein. Üblicherweise stellt die Düsenseite die statische Hälfte des Spritzgießwerkzeugs dar, d. h. während des Spritzgießprozesses bleibt diese ortsfest bzw. unveränderlich. Dahingegen wird die Auswerferseite zur Düsenhälfte hin und her bewegt, sodass die erzeugten Spritzgussteile dann auch aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen werden können.
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Auf der Düsenseite liegen insbesondere Bauteile, die dem Angusssystem zugehörig sind. Hierzu kann eine Angussbuchse gehören, die in der Regel mit einem Kaltkanal-Verteilsystem verbunden ist. Falls vorhanden, wird auch der Heißkanalverteiler mit seinen Heißkanaldüsen auf dieser Düsenseite untergebracht. Die Platten an der Düsenseite können zentriert an der Maschine befestigt sein, beispielsweise unter Einsatz vorgegebener Aufspannelemente.
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An der Auswerferseite befinden sich die sogenannten Auswerferelemente sowie ggf. die formgebenden Kerne und Einsätze, die auch als Kavität oder Spritzgießform bezeichnet werden. Wenn das Spritzgießwerkzeug geöffnet wird, verbleibt das Spritzgussteil in der Regel dort anhaften und kann dann zu einem vorgegebenen Zeitpunkt durch Aktivierung der Auswerferelemente aus der Kavität herausgedrückt werden.
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Weiterhin können in einem solchen Spritzgießwerkzeug noch Temperierplatten bzw. Platten mit einer Termperierfunktion vorgesehen sein, sodass eine exakt regelbare Temperaturführung innerhalb des Spritzgießwerkzeugs möglich ist. Die dabei einzustellende Temperatur ist insbesondere mit Blick auf den zu verarbeitenden Kunststoff zu wählen.
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Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Ausgestaltung eines Spritzgießwerkzeugs bereits eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Auslastung bzw. Produktion unterschiedlicher Spritzgussteile ermöglicht. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass für jedes Spritzgussteil in der Regel eine dafür speziell entwickelte bzw. eingerichtete Spritzgießwerkzeuganordnung erforderlich ist. Dies führt dazu, dass diese Spritzgießwerkzeuganordnungen oft ausgetauscht bzw. umgerüstet werden müssen. Mit Blick auf die engen Räume im Spritzgießwerkzeug und/oder das erhebliche Gewicht der Spritzgießwerkzeuganordnungen ist das Umrüsten nicht problemfrei.
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Die bekannten Spritzgießwerkzeuganordnungen verlangen passgenaue Positionierungen der Platten bzw. Einsätze zueinander, wobei diese teilweise großflächig verspannt sind. Dies führt insbesondere nach einer fortgesetzten Produktion dazu, dass sich die einzelnen Komponenten des Spritzgießwerkzeugs nur schwer voneinander lösen lassen, wobei ggf. zusätzliches Hilfsgerät und/oder Montagewerkzeuge erforderlich sind, die aufgrund der Platzenge nur schwer korrekt zu positionieren sind. Damit wird der Umrüstprozess sehr aufwändig bzw. zeitintensiv.
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Dies kann auch zu einem erhöhten Verschleiß der Spritzgießwerkzeuganordnung führen, wodurch neue Komponenten gefertigt werden müssen, was weiterhin mit Blick auf die Kosten und den erhöhten Rohstoffeinsatz unerwünscht ist.
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Hiervon ausgehend, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern. Insbesondere sollen Lösungen aufgezeigt werden, mit denen der Wechsel der Spritzgießwerkzeuganordnung bzw. Teilkomponenten davon vereinfacht und/oder die Rüstzeit verringert werden kann. Gleichzeitig soll mit der Spritzgießwerkzeuganordnung ermöglicht sein, dass eine Vielzahl unterschiedlicher Spritzgießprodukte bereitgestellt werden kann, also eine hohe Varianz an unterschiedlichen Kavitäten schnell und kostengünstig bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Merkmale der Ansprüche in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, erläutert die Erfindung und gibt weitere Ausführungsbeispiele an.
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Hierzu trägt eine Spritzgießwerkzeuganordnung bei, welche zumindest mindestens eine Formrahmenplatte und mindestens eine Formeinsatzplatte ausweist. Diese sind bevorzugt nach Art eines zusammengehörigen Paares ausgeführt, insbesondere eingerichtet für die Ausbildung der Düsenseite oder der Auswerferseite des Spritzgießwerkzeuges.
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Die mindestens eine Formrahmenplatte hat eine Aufnahme, welche eine umlaufende Aufnahmewand mit einer Aufnahmetiefe und einem Aufnahmeboden aufweist.
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Die Formeinsatzplatte ist so dimensioniert bzw. eingerichtet, dass diese so in die Aufnahme platziert werden kann, dass die (nur) nahe des Aufnahmebodens an der Aufnahmewand anliegt, und zwar über maximal 50 % der Aufnahmetiefe.
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Die Formrahmenplatte ist bevorzugt mit einer einzelnen stirnseitigen Aufnahme ausgeführt. Die Aufnahme kann mehr als 40%, insbesondere 50 % bis 70 % der Front der Formrahmplatte ausmachen und ist bevorzugt zentral angeordnet. Die Dimension und/oder Form der Aufnahme entspricht in etwa denen der Formeinsatzplatte, die dort aufgenommen werden soll. Die Aufnahme kann durch eine umlaufende Aufnahmewand beschrieben werden, welche in der Regel eine über den Umfang gleichbleibende Aufnahmetiefe aufweist. Die Aufnahmewand kann im Wesentlichen senkrecht zur Front der Formrahmenplatte verlaufen, es ist aber auch möglich, dass diese mit einem geneigten Winkel verläuft, sodass sich die Aufnahme ausgehend von der Front insbesondere nach innen hin verjüngt. Die Aufnahmewand grenzt an den Aufnahmeboden an, der im Wesentlichen parallel zur Front der Formrahmenplatte verläuft. Der Aufnahmeboden kann eine (ggf. einzelne), ebenfalls bevorzugt zentrale, Durchbrechung aufweisen, wobei die Größe der Durchbrechung insbesondere davon abhängt, ob diese Formrahmenplatte der Düsenseite oder der Auswerferseite zuzuordnen ist. Für den Fall der Düsenseite kann eine Durchbrechung des Aufnahmebodens zum Einführen der Düse vorgesehen sein. Für den Fall, dass die Formrahmenplatte auf der Auswerferseite positioniert ist, kann dort die Auswerfereinheit positioniert sein bzw. dort hindurch betrieben werden. Der Aufnahmeboden bildet bevorzugt eine im Wesentlichen plane Auflagefläche für die (Rückseite der) Formeinsatzplatte, die über die Aufnahmetiefe in die Aufnahme hinein bewegt werden kann.
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Die Formeinsatzplatte wird teilweise über die Aufnahmewand zur Aufnahme zentriert bzw. geführt. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass maximal 50 % der Aufnahmetiefe mit der Umfangswand der Formeinsatzplatte (direkt) in Kontakt ist. Dabei ist dieser Kontaktbereich nahe bzw. unmittelbar angrenzend des Aufnahmebodens ausgebildet. Es ist möglich, dass sich dieser Anlagebereich ausgehend vom Aufnahmeboden in Richtung der Front der Formrahmenplatte erstreckt. Das bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass beim Einsetzen der Formeinsatzplatte erst im letzten Abschnitt eine Führung bzw. Zentrierung der Formeinsatzplatte in der Aufnahme der Formrahmenplatte erfolgt. Bevorzugt ist, dass der hier angegebene Grenzwert, also maximal 50 %, bevorzugt maximal 20 %, und ganz bevorzugt maximal 15 % der Aufnahmetiefe, gleichbleibend über die gesamte Umfangsfläche der Formeinsatzplatte eingerichtet ist. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, sodass beispielsweise an unterschiedlichen Seitenflächen auch verschiedene maximale Grenzwerte - wie oben angegeben - eingestellt sein können.
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Eine solche Ausgestaltung führt dazu, dass zumindest beim Umrüsten bzw. Einrichten des Spritzgießwerkzeugs diese Spritzgießwerkzeuganordnung vom Rüstpersonal leichter bzw. leichtgängiger gefügt bzw. gelöst werden kann, was mit einer signifikanten Einsparung bei der Rüstzeit einhergeht. Zudem kann auf zusätzliche Befestigungen oder Lösungsvorgänge für Klemmleisten etc. verzichtet werden.
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Die Formeinsetzplatte und die Aufnahmewand können einen Kontaktbereich mit einer Kontaktbreite von maximal 50 mm [Millimeter], insbesondere maximal 30 mm, ausbilden, insbesondere bei einem großen Gericht des Spritzgießwerkzeugs, wie beispielsweise im Bereich von mindestens 1,0 t [Tonne]. Ganz besonders bevorzugt ist, dass die Formeinsetzplatte und die Aufnahmewand einen Kontaktbereich mit einer Kontaktbreite von maximal 10 mm ausbilden. Dieser Kontaktbereich ist in dem Bereich der Aufnahmetiefe vorgesehen, an der die Formeinsatzplatte an der Aufnahmewand der Formrahmenplatte anliegt. Ggf. ist bevorzugt, dass der Kontaktbereich im Bereich von 2 bis 10 mm liegt. Der Kontaktbereich kann im Wesentlichen senkrecht zu einer Rückseite der Formeinsatzplatte ausgebildet sein, ober abweichend davon schräg verlaufen. Es ist möglich, dass die angegebene Kontaktbreite mit mehreren (benachbarten) Kontaktbereichen und/oder zusätzlich zumindest teilweise von einem Kontaktbereich gebildet wird, der beabstandet zum Aufnahmeboden positioniert ist.
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Die Formeinsatzplatte, welche üblicherweise eine Frontseite, eine Rückseite und eine Umfangswand aufweist, kann so ausgeführt sein, dass die Umfangswand in Richtung der Rückseite wenigstens teilweise geneigt ausgeführt ist. Die Frontseite ist dabei insbesondere die Seite, die die Kavität bzw. Spritzform aufweist. Ganz besonders bevorzugt ist, dass die Umfangswand in Richtung zur Rückseite nach innen geneigt ist, die Formeinsatzplatte sich also von der Frontseite hin zur Rückseite verjüngt. Es ist dabei nicht zwingend erforderlich, dass die Umfangswand vollständig geneigt ist, vielmehr ist auch möglich, dass in der Umfangswand mindestens ein (senkrechter) Absatz bzw. Kante vorgesehen sind. Der Schrägungswinkel liegt bevorzugt im Bereich von 2 - 10 Winkelgrad.
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Weiter kann mindestens ein Führungsbolzen vorgesehen sein, der die Formeinsatzplatte durchdringt, die Formeinsatzplatte führt, sowie an dem Aufnahmeboden befestigbar ist. Ganz besonders bevorzugt ist wenigstens ein Führungsbolzen vorgesehen, der die Formeinsatzplatte im Wesentlichen vollständig durchdringt. Es können weitere Führungsbolzen vorgesehen sein, welche nur teilweise in entsprechende Führungsaufnahmen der Formeinsatzplatte eindringen, beispielsweise nach Art von Zentrierstiften. Die Führungsbolzen sind regelmäßig mit dem Aufnahmeboden fest verbindbar bzw. verbunden und erlauben damit eine Führung der Formeinsatzplatte bei der Montage und Demontage, insbesondere hinsichtlich der Ausrichtung relativ zu der Formrahmenplatte bzw. des Kontaktbereichs.
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Es ist möglich, dass die Führung bzw. Ausrichtung der Formeinsatzplatte gegenüber der Aufnahme der Formrahmenplatte an einer Vielzahl verschiedener Führungsflächen erfolgen kann, welche bevorzugt voneinander beabstandet sind. Bevorzugt ist, dass mindestens 2, insbesondere mindestens 4, getrennte Führungs- bzw. Zentrierflächen vorgesehen sind, die mit bzw. an der Umfangswand, der Rückwand, Durchgängen und/oder Aussparungen der Formeinsatzplatte gebildet sind.
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Es kann vorgesehen sein, dass die unterschiedlichen Führungs- bzw. Zentrierflächen (teilweise oder alle) an verschiedenen Ebenen zwischen Frontseite und Rückseite ausgebildet sein, wobei bevorzugt ist, dass die Mehrheit oder sogar alle dieser (axialen) Führungs- bzw. Zentrierflächen in dem Bereich von 50% der Aufnahmetiefe angeordnet sind.
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Es ist möglich, dass die Formeinsatzplatte mit einer Mehrzahl von Führungszapfen ausgeführt ist, die eine genauere (räumliche) Ausrichtung der beiden Formeinsatzplatten gegeneinander ermöglichen. Die Führungszapfen einer Formeinsatzplatte können in gegenüberliegenden Führungszapfenbohrungen der zugehörigen anderen Formeinsatzplatte eingeführt werden. Diese Führungszapfen dienen insbesondere dazu, die empfindliche Kavität samt deren Kerne zu schützen. Die Führungsbolzen können benachbart zur und über die Kavität (samt Kern) hervorstehend ausgebildet sein.
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Grundsätzlich ist möglich, dass zusätzlich eine Vielzahl von Spannschrauben vorgesehen sind, die die Formeinsatzplatte durchdringen und an dem Aufnahmeboden befestigbar ist.
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Es ist möglich, dass mindestens eine Spannschraube vorgesehen ist, die die Formeinsatzplatte durchdringt und an dem Aufnahmeboden befestigbar ist, wobei die Anzahl der Spannschrauben kleiner als vier (4) ist. Die mindestens eine Spannschraube ist insbesondere vorgesehen, um die Formeinsatzplatte sicher und dauerhaft an den Aufnahmeboden zu drücken und dort zu fixieren. Die Spannschrauben können insbesondere von der Frontseite der Formeinsatzplatte her betätigt werden. Die Zahl der Spannschrauben beträgt insbesondere 1, 2 oder 3.
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Es ist bevorzugt, dass eine (axiale) Klemmraft zwischen Formeinsatzplatte und Formrahmenplatte (ohne die Spannschrauben aber im Übrigen vollständig montiert) nicht größer als 200 N [Newton], insbesondere kleiner 100 N oder sogar kleiner 70 N beträgt. Für den Fall, dass das Gewicht der Formeinsatzplatte größer als 5 kg, insbesondere größer 20 kg, ist, gilt dieser Weg insbesondere für den Fall, dass die Gewichtskraft (in der Ausspannung in der Maschine regelmäßig senkrecht dazu) kompensiert ist, beispielsweise von einem Kran aufgenommen wird.
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Bevorzugt ist, dass Führungsbolzen und Spannschrauben in mindestens zwei lokalen Befestigungsbereichen vorgesehen sind, wobei in jedem Befestigungsbereich eine unterschiedliche Anzahl von Führungsbolzen und Spannschrauben vorgesehen ist. Beispielsweise kann anhand einer Draufsicht auf die Frontseite der Formeinsatzplatte identifiziert werden, dass es lokale (Rand-)Areale gibt, in denen die Bohrungen für die Führungsbolzen und/oder Spannschrauben vorgesehen sind. „Lokal“ meint in diesem Zusammenhang, dass nur ein geringerer Abschnitt der Frontseite hiervon betroffen ist, also beispielsweise nur ein Flächenanteil kleiner 33 % bzw. im Bereich von 15 - 25%. Die lokalen Befestigungsbereiche können nach Art eines Streifens, Balkens und/oder einer etwa kreisförmigen Fläche ausgebildet sein. Dort ist nun vorgesehen, dass keine Anordnung von Führungsbolzen und Spannschrauben mit gleicher Anzahl vorgesehen ist, sondern eine insbesondere jeweils bzw. konträr variierende. Beispielsweise können in einem ersten lokalen Befestigungsbereich zwei Führungsbolzen und eine einzelne Spannschraube und in einem zweiten lokalen Befestigungsbereich ein Führungsbolzen und zwei Spannschrauben vorgesehen sein.
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Die hier vorgeschlagenen Ausführungsvarianten mittels Führungsbolzen und/oder Spannschrauben reduzieren weiter den Aufwand beim Umrüsten bzw. bei der Erstinstallation des Spritzgießwerkzeuges, weil ausreichende Führungen und aufgrund des geringeren Umfangskontakts von Formeinsatzplatte und Formrahmenplatte auch geringere Spannkräfte erforderlich sind.
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Die Formeinsatzplatte kann mindestens ein Halteelement aufweisen, das die mindestens eine Formrahmenplatte teilweise lateral überragt. Das (bevorzugt einzelne) Halteelement kann beispielsweise lösbar mit der Formeinsatzplatte verbunden sein, beispielsweise über eine entsprechende Schraubverbindung. Das Halteelement kann sich seitlich über den Umfang der Formeinsatzplatte hinaus erstrecken und beispielsweise einen Haken, eine Öse oder dergleichen aufweisen. Das Halteelement ist insbesondere eingerichtet, mit einem (maschinellen) Hebewerkzeug zusammenzuwirken, beispielsweise einem Kran, mit dem die Formeinsatzplatte aus dem Spritzgießwerkzeug abtransportiert werden kann. Dieses Halteelement ist insofern insbesondere so angeordnet, dass es auch im eingesetzten Zustand, also wenn die Formeinsatzplatte in der Formrahmenplatte angeordnet ist, lateral über die hervorsteht Formrahmenplatte und somit zugänglich ist für ein solches Hebewerkzeug. Daher ist hierfür beispielsweise vorgesehen, dass ausgehend von der Aufnahme der Formrahmenplatte nach außen ein Schacht verläuft, der das Halteelement zumindest teilweise umschließt. Damit ist auch ermöglicht, dass (nur) Gewichtskräfte beim Umrüsten bzw. axialen Relativbewegen von Formeinsatzplatte gegenüber der Formrahmenplatte kompensiert werden können, also insbesondere auch im Zustand, wenn die Formeinsatzplatte (teilweise) noch/schon in der Aufnahme angeordnet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung einer Spritzgießwerkzeuganordnung der hier beschriebenen Art zur Reduzierung der Rüstzeit eines Spritzgießwerkzeugs zur Herstellung unterschiedlicher Werkstücke vorgeschlagen. Zur näheren Erläuterung der Verwendung sei auf die Ausführungen zu der Spritzgießwerkzeuganordnung selbst verwiesen.
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Noch einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird ein Verfahren zum Umrüsten eines Spritzgießwerkzeugs vorgeschlagen, wobei das Spritzgießwerkzeug eine Spritzgießwerkzeuganordnung der hier beschriebenen Art umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass die mindestens eine Formrahmenplatte in einer Spritzgießmaschine installiert ist und eine erste Formeinsatzplatte in der Aufnahme, der mindestens einen Formrahmenplatte gegen eine zweite Formeinsatzplatte ausgetauscht wird. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- a) Lösen der ersten Formeinsatzplatte von der mindestens einen Formrahmenplatte,
- b) Entnehmen der ersten Formeinsatzplatte,
- c) Einsetzen der zweiten Formeinsatzplatte in die mindestens eine Formrahmenplatte.
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Die hier genannten Verfahrensschritte können in der angegebenen Reihenfolge a), b) und c) durchgeführt werden. Es ist auch möglich, insbesondere beim Umrüsten von Spritzgießwerkzeuganordnungen sowohl auf der Düsenseite als auch auf der Auswerferseite, dass die Schritte bei den beiden Seiten gleichzeitig, nacheinander oder zeitlich überlagert ausgeführt werden. Dabei finden diese Schritte a) - c) in der Spritzgießmaschine statt, also insbesondere auch bei vollständig installierter bzw. montierter Formrahmenplatte.
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Schritt a) kann umfassen, dass die vorgesehenen Spannschrauben gelöst und ggf. eine Auswerfereinheit entkoppelt wird. Auf die beschriebenen einzelnen Ausgestaltungen bzw. Anordnungen von Führungsbolzen und Spannschrauben wird hier ausdrücklich verwiesen. Dieser Schritt a) ist gegenüber dem Prozess aus dem Stand der Technik deutlich vereinfacht, weil hier geringere Kräfte überwunden oder Verbindungsmittel gelöst werden müssen.
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Schritt b) erlaubt nun die einfache Entnahme der auszutauschenden ersten Formeinsatzplatte. Auch hierbei, aufgrund der geringen Klemmkräfte bzw. des verhältnismäßig großen Spiels zwischen Formrahmenplatte und Formeinsatzplatte, ist die Entnahme weniger aufwändig. Sobald ein gewisses Gewicht für die Formeinsatzplatte überschritten ist, kann Schritt b) beispielsweise unter Einsatz eines Krans mittels des Halteelementes ausgeführt werden.
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Sowie die erste Formeinsatzplatte entnommen wurde, kann nun (etwa in umgekehrter Reihenfolge der Arbeitsschritte) die zweite Formeinsatzplatte in die mindestens eine, immer noch in der Spritzgießmaschine installierte Formrahmenplatte eingesetzt werden (vgl. Schritt c)).
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Noch einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend, wird auch eine Formeinsatzplatte für eine Spritzgießwerkzeuganordnung vorgeschlagen, welche mindestens eine Formrahmenplatte mit einer Aufnahme für die Formeinsatzplatte aufweist. Die Formeinsatzplatte hat eine Frontseite, eine Rückseite und eine Umfangswand, wobei die Umfangswand nur nahe der Rückseite einen planen Kontaktbereich zur umfangsseitigen Anlage an der Aufnahme aufweist. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Umfangswand geneigt ist. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Umfangswand außerhalb des Kontaktbereichs in Richtung hin zur Frontseite nach außen geneigt ist.
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Bei der weiteren Charakterisierung der einzelnen Merkmale der Formeinsatzplatte und/oder deren Einrichtung(en) zum Zusammenwirken mit der Formrahmenplatte kann vollumfänglich auf die zugehörigen Erläuterungen zur Spritzgießwerkzeuganordnung zurückgegriffen werden.
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Es ist insbesondere möglich, eine konkrete Formrahmenplatte vorzusehen, welche eine Mehrzahl von (unterschiedlichen) Formeinsatzplatten der vorstehend genannten Art aufweist, die sich im Wesentlichen (nur) durch die Kavitäten voneinander unterscheiden. Die (unterschiedlichen) Formeinsatzplatten und die (einzelne) Formrahmenplatte können ein aufeinander abgestimmtes Set sein. Der Montage- bzw. Rüstprozess kann somit weiter vereinfacht werden und erlaubt eine kostengünstige Lagerhaltung.
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Darüber hinaus wird auch die Verwendung einer solchen Formeinsatzplatte zum vereinfachten Umrüsten eines Spritzgießwerkzeugs in einer Spritzgießmaschine vorgeschlagen. Auch hier gilt, dass eine nähere Charakterisierung der Verwendung anhand der Erläuterungen zur Formeinsatzplatte bzw. zu der Spritzgießwerkzeuganordnung möglich ist.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren Ausführungsvarianten zeigen, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt sein soll. Gleiche Bauteile werden regelmäßig mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass auf die entsprechenden Erläuterungen mit Bezug auf andere Figuren zurückgegriffen werden kann. Einzelne Merkmale aus den Figuren, soweit nicht anders darauf verwiesen, können extrahiert und mit anderen Merkmalen aus anderen Figuren bzw. der Beschreibung kombiniert werden und zur Charakterisierung der Erfindung herangezogen werden. Es zeigen schematisch:
- 1: einen üblichen Aufbau einer Spritzgießmaschine mit einem Spritzgießwerkzeug,
- 2: einen möglichen Aufbau einer Spritzgießwerkzeuganordnung bzw. eines Spritzgießwerkzeugs,
- 3: eine Ausführungsvariante einer Spritzgießwerkzeuganordnung,
- 4: ein Detail einer Spritzgießwerkzeuganordnung, und
- 5: ein weiteres Detail einer Spritzgießwerkzeuganordnung.
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1 zeigt den generellen Aufbau einer Spritzgießmaschine 19. Diese kann grundsätzlich unterteilt werden in eine Plastifiziereinheit 21 und eine Schließeinheit 20. Der Plastifiziereinheit 21 ist beispielsweise einem Schneckenantrieb 22 zugeordnet, wobei der nachgelagerten Förderschnecke der gewünschte Kunststoff zugeführt und dann mittels der Förderschnecke hin zur Düse 23 gefördert werden kann. Im Bereich der Düse 23 ist die Düsenseite 24 der Spritzgießwerkzeuganordnung 1 angeordnet. Gegenüberliegend ist die Auswerferseite 25 der Spritzgießwerkzeuganordnung 1 beweglich angeordnet, wobei die Bewegung beispielsweise mit einem Hydraulikzylinder 26 ausgeführt wird. Die Spritzgießwerkzeuganordnung 1 an der Düsenseite 24 und der Auswerferseite 25 bilden zusammen das Spritzgießwerkzeug 18.
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Ein plattenförmiger Aufbau eines Spritzgießwerkzeugs 18 ist in 2 veranschaulicht, und zwar in perspektivischer Darstellung. Auf der linken Seite der 2 ist die Spritzgießwerkzeuganordnung 1 der Auswerferseite 25 vorgesehen, auf der rechten Seite von 2 die Spritzgießwerkzeuganordnung 1 der Düsenseite 24. Beginnend von rechts, also der Düsenseite 24, ist zunächst eine Grundplatte 31 vorgesehen, die mit der Spritzgießmaschine fest verspannt werden kann. Darauf positioniert ist eine Formrahmenplatte 2 mit einer Aufnahme 3, in die eine Formeinsatzplatte 7, 8 eingebracht werden kann. Hierbei ist (nach dem Stand der Technik) vorgesehen, dass die Formeinsatzplatte 7, 8 mittels einer Klemmleiste 32 in der Aufnahme 3 passgenau verspannt ist. Auf eine solche Klemmleiste 32 kann bei der hier vorgeschlagenen Lösung verzichtet werden.
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Gegenüberliegend ist dann eine weitere Formeinsatzplatte 7, 8 vorgesehen, die mit einer Auswerfereinheit 27 eine Bauteileinheit bilden kann. Die Auswerfereinheit 27 kann Auswerferstifte 28 aufweisen, die die fertigen Werkstücke aus der Kavität herausdrücken (Kavität hier nicht dargestellt). Auch diese Formeinsatzplatte 7, 8 kann in eine entsprechende Aufnahme 3 einer weiteren Formrahmenplatte 2 integriert werden, wobei hier eine Durchbrechung 29 gezeigt ist, durch die die Auswerfereinheit 27 zumindest teilweise hindurchgeführt wird.
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Diese Formeinsatzplatte 7, 8 der Auswerferseite kann mit Leisten 30 von der weiteren Grundplatte 31 beabstandet sein, sodass hier ein Raum geschaffen ist, um dort eine Kupplung bzw. einen Betrieb der Auswerfereinheit 27 zu ermöglichen. In diesem Raum kann eine (hier nicht dargestellte) Kupplung vorgesehen sein, mit der die Formeinsatzplatte 7,8 zusammen mit der Auswerfereinheit 27 von der Formrahmenplatte entkoppelt werden können. Eine solche Kupplung ist beispielsweise in der
DE 100 59 045 C1 beschrieben, wobei die dortige Offenbarung vollständig zur Veranschaulichung der Kupplung herangezogen werden kann.
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3 zeigt nun perspektivisch ein Ausführungsbeispiel einer Spritzgießwerkzeuganordnung 1 an der Auswerferseite. Von links beginnend ist separat hervorstehend eine Formeinsatzplatte 7, 8 dargestellt, welche im Bereich der Frontseite 11 eine Kavität bzw. Spritzform 33 aufweist. In 3 bzw. an der Formeinsatzplatte 7, 8 sind oben und unten lokale Befestigungsbereiche 16 ausgebildet, in denen Durchgänge 34 für Spannschrauben 15 bzw. Aussparungen 35 für Führungsbolzen 14 vorgesehen sind. Dabei ist festzuhalten, dass die zwei Befestigungsbereiche 16 jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Führungsbolzen 14 und Spannschrauben 15 umfassen, im vorliegenden Fall also insbesondere eine Fixierung bzw. Ausrichtung der Formeinsatzplatte 7, 8 gegenüber der Aufnahme 3 der Formrahmenplatte 2 entweder mit zwei Spannschrauben 15 und einem Führungsbolzen 14 oder mit zwei Führungsbolzen 14 und einer Spannschraube 15 erfolgt. Lateral bzw. nach oben hervorstehend ist die Formeinsatzplatte zusätzlich noch mit einem Halteelement 17 ausgeführt, hier in Form eines einzuschraubenden Bolzens mit einer Öse, dass beispielsweise beim Umrüsten der Spritzgießwerkzeuganordnung mit einem Kran zusammenwirken kann.
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Die Formeinsatzplatte 7, 8 kann in der gegenüberliegenden Aufnahme 3 so aufgenommen werden, dass die Umfangswand 13 nicht über die Aufnahmewand 4 bzw. Aufnahmetiefe 5 der Aufnahme 3 hinausragt. Insbesondere liegt dabei die Rückseite 12 der Formeinsatzplatte 7, 8 auf einem Aufnahmeboden 6 der Aufnahme 3 der Formrahmenplatte 2 auf. Damit in diesem Zustand das Halteelement 17 noch hervorstehend ausgebildet ist, weist die Formrahmenplatte 2 an entsprechender Stelle einen Schacht 40 auf, sodass das Halteelement 17 in montiertem Zustand die Formrahmenplatte 2 teilweise lateral überragt.
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Weiter ist hier noch zu erkennen, dass die Formrahmenplatte 2 mit lateralen Kühlkanälen 37 ausgeführt sein kann, um eine Temperierung der Spritzgießwerkzeuganordnung 1 zu ermöglichen.
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Ein Detail der Spritzgießwerkzeuganordnung 1 ist im Schnitt der 4 veranschaulicht. Dabei ist der montierte Zustand dargestellt, bei dem die Formeinsatzplatte 7, 8 in der Aufnahme 3 der Formrahmenplatte 2 fixiert ist. Hinsichtlich der äußeren Formrahmenplatte 2 ist veranschaulicht, dass die Aufnahme 3 mit einer Aufnahmewand 4 gebildet ist, die sich in die Tiefe hinein erstreckt, wobei die Aufnahmetiefe 5 bzw. die Aufnahme 3 von einem im Wesentlichen planen Aufnahmeboden 6 begrenzt ist.
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Die Formeinsatzplatte 7, 8 ist mit einer Umfangswand 13 ausgeführt, welche die nach außen gerichtete Frontseite 11 und die einwärts gewandte Rückseite 12 verbindet. Hier ist zu erkennen, dass die Umfangswand 13 nicht (vollständig) senkrecht zu der Frontseite 11 bzw. Rückseite 12 verläuft, sondern hier auch ein schräg verlaufender Abschnitt vorgesehen ist. Im montierten Zustand verlaufen dabei die Umfangswand 13 der Formeinsatzplatte 7, 8 und die Aufnahmewand 4 der Formrahmenplatte 2 zumindest teilweise (in Umfangsrichtung) mit einem Spiel 36. Das kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Formeinsatzplatte 7, 8 nahe des Aufnahmebodens 6 über maximal 50 % der Aufnahmetiefe 5 an der Aufnahmewand 4 anliegt. Ganz besonders bevorzugt ist dabei ein Kontaktbereich 9 mit einer Kontaktbreite 10 von maximal 10 mm vorgesehen.
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Zur Führung bzw. Ausrichtung der beiden Bauteile können mehrere Führungsbolzen 14 vorgesehen sein, die die Formeinsatzplatte 7, 8 zumindest teilweise durchdringen, zumindest in den Aussparungen 35 führen und die selbst an dem Aufnahmeboden 6 befestigbar sind. Weiter ist hier eine Spannschraube 15 dargestellt, welche in einem Durchgang 34 der Formeinsatzplatte 7, 8 angeordnet und in dem Aufnahmeboden 6 verschraubt ist. Die Zentrierung bzw. Führung der Formeinsatzplatte 7, 8 gegenüber der Formrahmenplatte 2 erfolgt insoweit an mehreren, voneinander Führungs- bzw. Zentrierflächen im Bereich verschiedener Ebenen zwischen Frontseite und Rückseite der Formeinsatzplatte 7, 8. Im dargestellten Beispiel erfolgt diese Zentrierung bzw. Führung über den Kontaktbereich 9, den Kontakt zwischen Rückseite 12 und Aufnahmeboden 6 sowie die (innenliegenden) Kontaktflächen der Führungsbolzen 14 mit den Aussparungen 35.
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Ein weiteres Detail betreffend einen Temperieranschluss für die Formeinsatzplatte 7, 8 ist in 5 dargestellt. In dem Teilschnitt ist veranschaulicht, wie ein Kühlkanal 37 fluchtend von der Formrahmenplatte 2 hin zur Formeinsatzplatte 7, 8 übergeht. Zur Abdichtung ist dieser Kühlkanal 37 im Bereich der Formrahmenplatte 2 mit einer umlaufenden Dichtung 38 ausgeführt, die in einer hin zur Rückseite 12 offenen Dichtungsaufnahme 39 gelagert ist. Die Dichtung 38 kann nach Art eines O-Rings ausgeführt sein und einen Spalt zwischen dem Aufnahmeboden 6 der Formrahmenplatte 2 und der Rückseite 12 der Formeinsatzplatte 7, 8 abdichten. Die Dichtungsaufnahme 39 kann nach Art einer (gefrästen) Nut ausgeführt sein, wobei die Dichtungsaufnahme 39 an der Rückseite 12 die Dichtung 38 teilweise umgreift bzw. einen Hinterschnitt aufweist, z.B. indem sich die Dichtungsaufnahme 39 nach innen verjüngt. Damit kann das Umrüsten weiter vereinfacht werden, denn bei der Entnahme der Formeinsatzplatte 7, 8 von der Formrahmenplatte 2 bleibt so die Dichtung 38 (verlier-)sicher in der Dichtungsaufnahme 39 der Formrahmenplatte 2.
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Mit der hier vorgeschlagenen Lösung lassen sich unter anderem folglich Vorteile erreichen:
- - ein einfacher Werkzeugwechsel in der Spritzgießmaschine,
- - eine Verkürzung der Rüstzeit beim Werkzeugwechsel,
- - eine hohe Werkzeug-Variantenvielfalt,
- - eine intensive Auslastung der Spritzgießmaschine,
- - eine Einsparung von Rohstoffen und/oder Hilfsmitteln,
- - eine Reduzierung von Entwicklungszeiten und -kosten bzgl. neuer Werkzeuge.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spritzgießwerkzeuganordnung
- 2
- Formrahmenplatte
- 3
- Aufnahme
- 4
- Aufnahmewand
- 5
- Aufnahmetiefe
- 6
- Aufnahmeboden
- 7
- erste Formeinsatzplatte
- 8
- zweite Formeinsatzplatte
- 9
- Kontaktbereich
- 10
- Kontaktbreite
- 11
- Frontseite
- 12
- Rückseite
- 13
- Umfangswand
- 14
- Führungsbolzen
- 15
- Spannschraube
- 16
- Befestigungsbereich
- 17
- Halteelement
- 18
- Spritzgießwerkzeug
- 19
- Spritzgießmaschine
- 20
- Schließeinheit
- 21
- Plastifiziereinheit
- 22
- Schneckenantrieb
- 23
- Düse
- 24
- Düsenseite
- 25
- Auswerferseite
- 26
- Hydraulikzylinder
- 27
- Auswerfereinheit
- 28
- Auswerferstifte
- 29
- Durchbrechung
- 30
- Leiste
- 31
- Grundplatte
- 32
- Klemmleiste
- 33
- Spritzform
- 34
- Durchgang
- 35
- Aussparung
- 36
- Spiel
- 37
- Kühlkanal
- 38
- Dichtung
- 39
- Dichtungsaufnahme
- 40
- Schacht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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