DE19615284C1 - Formenschließvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formenschließvorrichtung, umfassend zwei durch eine Zugstange verbundene und einen Abstand voneinander aufweisende, zweiarmige Hebel, die in der Zugstange gelagert sind und oberhalb der Zugstange durch zwei Werkzeugträger bzw. daran festlegbare Formhälften und unterhalb der Zugstange durch eine Druckaufnahmeeinrichtung aufeinander abstützbar sind, wobei wenigstens ein Werkzeugträger verschiebbar auf der Zugstange gelagert ist und durch zumindest eine erste Kolben-/Zylindereinheit, die unter der Zugstange angeordnet ist und einen Bestandteil der Druckaufnahmeeinrichtung bildet, verschiebbar ist.

Eine solche Formenschließvorrichtung ist aus der DE OS 4426 521, Fig. 3, bekannt. Die Werkzeugträger sind dabei auf Rollen gelagert und lose anliegend mit den Hebeln verbunden, um eine Übertragung von Querkräften zu vermeiden, welche die Parallelität der Schließbewegung der Werkzeuge beeinträchtigen. Für einen robusten Dauerbetrieb ist eine solche Vorrichtung nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Formenschließvorrichtung derart weiter zu entwickeln, daß bei ähnlich geringem Platzbedarf eine bessere Robustheit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Formenschließvorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche bezug.

Bei der erfindungsgemäßen Formenschließvorrichtung ist es vorgesehen, daß der Lastarm des Hebels und der verschiebbare Werkzeugträger durch eine Pendelstütze oder eine Vertikalführung verbunden ist. Bevorzugt wird eine Pendelstütze, um die sich bei der Schwenkbewegung ergebenden Vertikalabstände von der Zugstange auszugleichen. Diese kann durch ein zweites und ein drittes Gelenk mit dem Lastarm bzw. dem verschiebbaren Werkzeugträger verbunden werden, um eine Übertragung von Zug- und Druckkräften neben dem Höhenausgleich spielfrei zu ermöglichen.

Die erste Kolben-/Zylindereinheit steht mit dem Lastarm eines zweiarmigen Hebels in Eingriff, der in einem Lager der Zugstange gelagert ist, wobei der verschiebbare Werkzeugträger mittels der Pendelstütze oder der Vertikalführung durch den Lastarm des zweiarmigen Hebels verschiebbar ist. Es resultiert eine hohe Robustheit gepaart mit einem sehr geringem Gewicht. Die Ausführung wird daher in Anwendungsfällen bevorzugt, in denen häufige Werkzeugumrüstungen die Regel sind. Der Schwenkbereich des Hebels sollte zweckmäßig nicht mehr als etwa 40° betragen, um Biegespannungen von der Zugstange fernzuhalten.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß der Lastarm des zweiarmigen Hebels bei einer solchen Ausführung gemeinsam mit der Pendelstütze einen Kniehebel bildet, wobei der Lastarm soweit schwenkbar ist, daß sich das zweite Gelenk zumindest in dem Bereich einer geraden Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem dritten Gelenk befindet. In bezug auf die Herstellung von Werkstücken aus bestimmten polymeren Werkstoffen, gelingt es hierdurch, extrem hohe Schließdrücke zu erzielen. Die Vorschubeinrichtung ist dennoch bei geschlossener Form völlig entlastet, was von Vorteil ist, wenn solche hohe Schießdrücke über eine längere Zeitspanne aufrechterhalten werden müssen, wie beispielsweise bei der Vulkanisation von Gummiformteilen. Auch in solchen Fällen läßt sich daher Spaltaustrieb weitgehend vermeiden.

Für die Herstellung von Spritzgußteilen aus einem thermoplastischen Kunststoff ist es im allgemeinen ausreichend, wenn nur eine Formhälfte relativ beweglich ist. Die andere Formhälfte kann in einem solchen Fall der Einspritzeinrichtung für den verflüssigten Kunststoff in starrer Weise zugeordnet sein, beispielsweise einem Extruder oder einer Einspritzeinheit, die eine Kolben/Zylindereinheit umfaßt.

Für die Herstellung von Blasformteilen ist es demgegenüber zumeist erforderlich, daß beide Formhälften relativ verschiebbar sind. In Hinblick hierauf ist es unter Verwendung der erfindungsgemäßen Formenschließvorrichtung vorgesehen, daß beide Werkzeugträger auf der Zugstange verschiebbar sind. Sie können beide durch diese geführt sein. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die beiden Werkzeugträger direkt oder indirekt durch Kraftübertragungsmittel verbunden und durch die Kraftübertragungsmittel nur gegenläufig synchron verschiebbar sind.

Die Kraftübertragungsmittel können auch dabei einen Bestandteil der Vorschubeinrichtung bilden. Sie umfassen zweckmäßig ein Hebelgestänge und/oder ein Ritzel, das mit zwei gegenläufigen Zahnstangen oder Rollenketten in Eingriff steht. Die Formhälften gelangen hierdurch während des Schließvorganges immer an derselben Stelle mit einander in Eingriff, was die Rohstoffzuführung und die Abführung der erzeugten Fertigteile vereinfacht.

Die Vorschubeinrichtung ist stets unter der Zugstange angeordnet und bildet einen Bestandteil der Druckaufnahmeeinrichtung. Die Vorschubeinrichtung, die weiterhin, jedoch nicht notwendig, durch eine hydraulische Kolben-/Zylindereinheit gebildet sein kann, ist dadurch an einer Stelle vorgesehen, die für andere Zwecke nicht benötigt wird. Dadurch ergibt sich eine verkürzte Baulänge der Formenschließvorrichtung und ein erheblicher Raumgewinn. Zugleich ist die Zugänglichkeit der Formenträger ausgezeichnet. Die Materialzu- und Abführung bereiten keine Schwierigkeiten. Eine diesbezügliche Automatisierung ist problemlos möglich.

Beschädigungen der Formhälften während des Schließvorganges lassen sich vermeiden, wenn die Vorschubeinrichtung mit einer Überlastsicherung versehen ist. Dieses kann bei Verwendung einer hydraulischen Vorschubeinrichtung aus einem Überdruckventil bestehen, das in dem die Schließbewegung bewirkenden, hydraulischen Drucksystem der druckbeaufschlagten Kolben/Zylindereinheit vorgesehen ist.

Die sich beim Schließen der Form ergebenden, mechanischen Spannungen werden von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ganz oder überwiegend als Druck- bzw. Zugspannungen aufgenommen. Merkliche Biegespannungen treten nur in den Wiegesystemen auf und lassen sich dort gut beherrschen. Trotz leichtester Bauweise der Vorrichtung ist daher das Auftreten elastischer Biegeverformungen und als Folge davon Spaltaustrieb während der bestimmungsgemäßen Verwendung kaum noch zu befürchten.

Die erfindungsgemäße Formenschließvorrichtung zeichnet sich bei geringem Gewicht und großer Robustheit durch einen besonders einfachen Aufbau aus. Die einzelnen Komponenten können nach eingetretenem Verschleiß leicht ausgetauscht werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Formenschließvorrichtung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall gezielt zusammenzusetzen und beispielsweise in Abhängigkeit von der Größer der zur Anwendung gelangenden Formenhälften aus von einander abweichend dimensionierten Teilkomponenten aus einem Bausatz zusammenstellen. Für eine rationelle Massenfertigung von Kunststoffteilen ist das von großem Vorteil.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Formenschließvorrichtung besteht darin, daß es diese bei außerordentlich geringem Gewicht und geringem Platzbedarf gestattet, den Bedarf an biegesteifen Teilen erheblich zu vermindern. Hierdurch lassen sich hohe Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeiten unter Vermeidung von störenden Schwingungen und elastischen Verformungen erreichen, was unter Kostengesichtspunkten sowohl hinsichtlich der Herstellung als auch hinsichtlich der Verwendung der Vorrichtung von großem Vorteil ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Anlage beigefügten Zeichnung weiter verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 Eine erste Ausführung der Formenschließvorrichtung, bei der nur ein Werkzeugträger relativ verschiebbar ist.

Fig. 2 Eine Ausführung, bei der beide Werkzeugträger relativ zu einander verschiebbar sind.

In allen Darstellungen sind funktionsgleiche Bauteile mit übereinstimmenden Bezugsziffern versehen.

Die in Fig. 1 gezeigte Formenschließvorrichtung umfaßt zwei auf einer Zugstange 1 gelagerte und einen Abstand voneinander aufweisende, zweiarmige Hebel 2, 3, die im Bereich ihres einen Endes durch zwei Werkzeugträger 4, 5 bzw. die daran festlegbaren Formhälften 6, 7 und im Bereich ihres anderen Endes durch eine Druckaufnahmeeinrichtung 8 aufeinander abstützbar sind und wobei der Werkzeugträger 4 durch die Zugstange 1 geführt und mittels einer Vorschubeinrichtung 9 relativ zu dem anderen Werkzeugträger 5 verschiebbar ist. Die Zugstange 1 kann durch zwei oder mehrere Teilelemente gebildet sein, beispielsweise durch zwei geschliffene, sich parallel zueinander erstreckende Rundeisen in handelsüblicher Form, die gemeinsam eine Art Maschinenbett für den hin- und herverschiebbaren Werkzeugträger 4 bilden. Die Dimensionierung ist so vorzunehmen, daß ein Ausknicken unter den während der bestimmungsgemäßen Verwendung aufzunehmenden Kräften ausgeschlossen ist. Diese sind gering, weil es sich überwiegend um Zugkräfte handelt. Die Verwendung von Rohren ist daher mitunter sinnvoll und gestattet eine erhebliche Gewichtsreduzierung bei verhältnismäßig großer Steifigkeit und guten Möglichkeiten, den verschiebbaren Werkzeugträger auf Kugelführungen o. a. leicht beweglich zu lagern.

Der den verschiebbaren Werkzeugträger 5 abstützende Hebel 2 und die Zugstange 1 sind durch ein erstes Gelenk 11 schwenkbar verbunden, wobei zwischen dem Werkzeugträger 4 und dem Hebel 2 eine in einem zweiten und einem dritten Gelenk 12, 13 gelagerte Pendelstütze 10 vorgesehen ist und wobei die Vorschubeinrichtung 9 einen Bestandteil der Druckaufnahmeeinrichtung 8 bildet. Die Vorschubeinrichtung 9 ist unmittelbar unterhalb der Form angeordnet an einer Stelle, die für keiner anderen Zweck benötigt wird. Die Baulänge der Formenschließeinrichtung in axialer Richtung ist dadurch gegenüber bekannten Ausführungen wesentlich verkürzt.

Die Vorschubeinrichtung 9 besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Kolben-/Zylindereinheit, die durch eine druckbeaufschlagte Flüssigkeit ansteuer- und betätigbar ist und es ermöglicht, den zweiarmigen Hebel 2 um das erste Gelenk 11 der Zugstange 1 nach rechts zu schwenken. Die diesbezügliche Bewegung wird durch eine Pendelstütze 10, die nach Art einer Lasche gestaltet und durch ein zweites und ein drittes Gelenk 12, 13 einerseits mit dem Hebel 2 und andererseits mit dem Werkzeugträger 4 verbunden ist, in eine hin- und hergehende Bewegung des Werkzeugträgers 4 parallel zur Längsrichtung der Zugstange 1 umgeformt. Die Abstände zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenk 11, 12 einerseits und zwischen dem zweiten und dritten Gelenk 12, 13 andererseits stimmen im wesentlichen überein. Die Schwenkbewegung vollzieht sich beim Öffnen bzw. Schließen der Form in einen Winkelbereich von etwa plus/minus 15°, bezogen eine senkrecht zur Längsrichtung der Zugstange 1 im Mittelpunkt des ersten Gelenks 11 errichtete Ebene. Durch eine Betätigung der Vorschubeinrichtung 9 ist es dadurch möglich, die Formhälfte 6 wahlweise an die Formhälfte 7 anzunähern und mit dieser zu verpressen oder davon zu entfernen, ohne daß nennenswerte Kräfte in vertikaler Richtung auf die Zugstange 1 übertragen werden, die eine Biegebeanspruchung nach sich ziehen könnten. Die für eine Horizontalverschiebung des verschiebbaren Werkzeugträgers 4 und dessen nachfolgende Anpressung an den ruhenden Werkzeugträger 5 erforderlichen Kräfte werden im wesentlichen mittig in den Werkzeugträger 5 eingeleitet, was es weitgehend ausschließt, daß sich bei geschlossener Form, auf deren Umfangsrichtung bezogen, an irgend einer Stelle der Formhälften 6 und 7 voneinander abweichende Schließkräfte ergeben können. Das Auftreten von Spaltaustrieb beim Füllen der Form an irgend einer Umfangsstelle ist dadurch weitestgehend ausgeschlossen.

Der zweiarmige Hebel 3 und die Zugstange 1 sind nicht im eigentlichen Sinne durch ein Gelenk verbunden sondern nur miteinander verschraubt. Trotz der daraus resultierenden, ruhenden Zuordnung des Hebels 3 zu der Zugstange 1 ergibt sich auch in seinem Bereich in funktioneller Hinsicht eine Hebelwirkung insofern, als die sich bei geschlossener Form ergebende Belastung völlig derjenigen des schwenkbaren Hebels 2 entspricht. Beide Hebel müssen aus diesem Grunde hinsichtlich ihrer Biegesteifigkeit übereinstimmend steif gestaltet sein.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Längen der Lastarme und der Kraftarme der beiden Hebel 2, 3 identisch dimensioniert. Die Hebel wurden daher spiegelbildlich gestaltet. Falls Last- und Kraftarme zur Anwendung gelangen, die unterschiedlich groß bemessen sind, ist eine entsprechend unsymmetrische Gestaltung der beiden Hebel möglich. Sie basiert auf den sich dann ergebenden, statischen Erfordernissen und bereitet dem Fachmann keine Schwierigkeiten.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführung eignet sich insbesondere für die Herstellung von Spritzgußteilen aus thermoplastischem Kunststoff. Die dabei zur Anwendung gelangende Einspritzeinrichtung für den Kunststoff kann dem ruhend gelagerten Hebel 3 in starrer Weise zugeordnet sein.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführung ist insbesondere für die Herstellung von Blasformteilen geeignet. Dazu ist es vorgesehen, daß beide Werkzeugträger 4, 5 auf der Zugstange 1 verschiebbar sind, daß beide die Werkzeugträger 4, 5 abstützenden Hebel 2, 3 und die Zugstange 1 durch erste Gelenke 11 schwenkbar verbunden sind und daß zwischen den Werkzeugträgern 4, 5 und den Hebeln 2, 3 jeweils Pendelstützen 10 angeordnet sind. Die Hebel 2, 3 sind jeweils durch Kraftübertragungsmittel 14 verbunden und hierdurch nur synchron gegenläufig zueinander schwenkbar. Dadurch treffen die beiden Formhälften 6, 7 während der Schließbewegung der Form stets an derselben Stelle auf einander.

Die Kraftübertragungsmittel 14 werden durch ein Ritzel 17 gebildet, mit dem zwei gegenläufige Zahnstangen 15, 16 in Eingriff stehen. Sie sind mit den Enden der Vorschubeinrichtung 9 in starrer Weise verbunden. Das Ritzel ist ortsfest, jedoch frei verdrehbar gelagert. Es hat nur den Zweck, eine gegenläufige Synchronbewegung der beiden Formhälften zu gewährleisten.

Claims (8)

1. Formenschließvorrichtung, umfassend zwei durch eine Zugstange (1) verbundene und einen Abstand voneinander aufweisende, zweiarmige Hebel (2, 3), die in der Zugstange (1) gelagert sind und oberhalb der Zugstange durch zwei Werkzeugträger (4, 5) bzw. daran festlegbare Formhälften (6, 7) und unterhalb der Zugstange (1) durch eine Druckaufnahmeeinrichtung (8) aufeinander abstützbar sind, wobei wenigstens ein Werkzeugträger (4, 5) verschiebbar auf der Zugstange (1) gelagert ist und durch zumindest eine erste Kolben-/Zylindereinheit, die unter der Zugstange (4, 5) angeordnet ist und einen Bestandteil der Druckaufnahmeeinrichtung (8) bildet, verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastarm des Hebels (2, 3) und der verschiebbare Werkzeugträger (4) durch eine Pendelstütze (10) oder eine Vertikalfüh­ rung verbunden ist.

2. Formenschließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (2) einen Schwenkbereich von nicht mehr als aufweist.

3. Formenschließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (2) einen Schwenkbereich von nicht mehr als aufweist.

4. Formenschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelstütze (10) durch ein zweites und ein drittes Gelenk (12, 13) mit dem Lastarm bzw. dem verschiebbaren Werkzeugträger (4) verbunden ist.

5. Formenschließvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastarm gemeinsam mit der Pendelstütze (10) einen Kniehebel bildet und daß der Lastarm soweit schwenkbar ist, daß sich das zweite Gelenk (12) zumindest in dem Bereich einer geraden Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem dritten Gelenk (11, 13) befindet.

6. Formenschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Werkzeugträger (4, 5) durch die Vorschubein­ richtung (9) relativ zu der Zugstange (1) verschiebbar sind.

7. Formenschließvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkzeugträger (4, 5) direkt oder indirekt durch Kraftübertra­ gungsmittel (14) verbunden und durch die Kraftübertragungsmittel (14) nur gegenläufig synchron verschiebbar sind.

8. Formenschließvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsmittel (14) ein Hebelgestänge und/oder ein Ritzel umfassen, das mit zwei weiteren gegenläufigen Zahnstangen oder Rollenketten in Eingriff steht.