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Die
Erfindung betrifft eine offene Gleitführung an einem Spritzgusswerkzeug
nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
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Derartige
Gleitführungen
an einem Spritzgusswerkzeug insbesondere zur Herstellung von Kunststoffprodukten
sind bereits in zahlreichen Varianten aus dem Stand der Technik
bekannt und sind dafür
vorgesehen, den Formaufbau des Spritzgusswerkzeugs, bestehend aus
mindestens zwei Form-Hälften
(Düsen-
und Auswerferseite), in ihrer Linearbewegung aufeinander zu und
voneinander weg beim Schließen
und Öffnen
des Spritzgusswerkzeugs zu führen.
Hierbei soll ein unerwünschter
Versatz der beiden Form-Hälften
zueinander vermieden werden, um eine Fehlbildung am zu erzeugenden Spritzgussteil
zu vermeiden oder zumindest zu minimieren. Die Relativbewegung der
Form-Hälften
erfolgt bevorzugt senkrecht zur Trennebene der beiden Form-Hälften, so
dass sich die Gleitführungen
ebenfalls senkrecht zur Trennebene erstrecken.
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Als
geschlossene Gleitführungen
zwischen der Düsen-
und Auswerferseite der beiden Form-Hälften sind bevorzugt Säulen in
der einen Form-Hälfte
und zugeordnete, fluchtende Buchsen in der anderen Form-Hälfte befestigt,
wobei die Säulen in
den Buchsen axial verschieblich geführt werden. Insbesondere sind
die Führungssäulen an
der Unterseite der düsenseitigen
Formplatte und die Führungshülsen an
der Oberseite der unteren auswerferseitigen Formplatte befestigt.
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Weiter
sind aus dem Stand der Technik offene Flachführungen als Gleitführungen
zwischen der Düsen-
und Auswerferseite der beiden Form-Hälften bekannt, wobei Vierkantprofile
in der einen Form-Hälfte
und zugeordnete, fluchtende U-Profile in der anderen Form-Hälfte befestigt
sind, wobei die Vierkantprofile auf der inneren Oberfläche der
Seitenschenkel der U-Profile axial verschieblich geführt sind.
Die Vierkantprofile sind dabei im Querschnitt rechteckförmig oder
quadratisch als Quader ausgebildet.
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Um
eine möglichst
präzise
Gleitführung
zwischen der Düsen-
und Auswerferseite der beiden Form-Hälften zu erzielen, sind die
zusammenwirkenden Führungsteile
(Säule/Buchse;
Vierkantprofil/U-Profil) der Säulenführung und
der Flachführung in
einem engen Toleranzbereich gefertigt und in einem letzten Fertigungsschritt
geschliffen.
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Zur
Verbesserung der Gleiteigenschaft und Standzeit der Gleitführungen
sieht der Stand der Technik vor, Schmierrillen in die Gleitflächen des Vierkantprofils
einzubringen, in denen ein Schmiermittel einbringbar ist, eine Härtung der
Gleitflächen des
Vierkantprofils durchzuführen,
sowie Beschichtungen auf den Gleitflächen des U-Profils vorzusehen.
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Alternativ
sieht der Stand der Technik zur Verbesserung der Gleiteigenschaft
und Standzeit der Gleitführungen
vor, eine Härtung
der Gleitflächen
des Vierkantprofils und des U-Profils durchzuführen, sowie selbstschmierende
Graphiteinlagerungen in entsprechende Ausnehmungen in den Gleitflächen des Vierkantprofils
einzubringen.
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Bei
der WO 02/058911 A1 besteht der Nachteil, dass das weibliche Gleitführungselement 10, welches
gemäß 5 in
der einen Formenhälfte
angeordnet ist, ein gegenüber
dem männlichen
Gleitführungselement 14 in
der unteren Formenhälfte 11 ein
geschlossenes Profil ausbildet. Dies bedeutet, dass das untere,
vierkantprofilartig ausgebildete männliche Gleitführungsprofil 14 in
Richtung auf den Basisschenkel des geschlossenen U-Profils des oberen
Gleitführungselementes 26 eindringt
und hierdurch nur eine sehr geringe Führungstiefe gegeben ist. Der
Basisschenkel des weiblichen Führungselementes 26 begrenzt
demzufolge die Einführtiefe
zwischen dem weiblichen und dem männlichen Führungselement 14,
was mit einer Verschlechterung der Führungsqualität über eine
größere Länge verbunden
ist.
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Aus
der US 2004/0043103 A1 ist das gleiche Merkmal gezeigt, dass nämlich das
männliche
Führungsprofil 18 gegen
den Basisschenkel des weiblichen als U-Profil ausgebildeten Führungsprofils
gerichtet ist, so dass hiermit auch die Führungslänge stark begrenzt ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Gleitführung an
einem Spritzgusswerkzeug so weiterzubilden, dass bei besserer Führungsqualität über einen
längeren
Führungsweg
und gleicher Lebensdauer wie bei den eingangs erwähnten offenen
Flachführungen
des Standes der Technik, geringere Herstell- und ggf. Betriebskosten
anfallen.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die U-Profile der Negativführungen
mit ihrer offenen Seite hin von den Formhälften weg weisen, derart dass die
Basis des jeweiligen U-Profils der Negativführungen in der Ebene der linearen
Bewegungsrichtungen etwa senkrecht zu den Ebenen der Formhälften liegt.
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Damit
ist der Vorteil erreicht, dass die männlichen Gleitführungselemente
durch das weibliche U-Profil hindurchtauchen und somit sehr lange
Vierkantführungen
erreicht werden, so dass die gesamte Führungslänge auf dem Führungselement
ausgenützt
werden kann. Bei der Erfindung ist also der Nachteil nicht gegeben,
dass die männlichen
Führungselemente
gegen den Basisschenkel des U-Profils der weiblichen Führungselemente
gerichtet sind.
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Unmittelbar
oder mittelbar auf den inneren Oberflächen der beiden Schenkel des
U-Profils der Negativführung sind
separat gefertigte Gleitplatten aufgebracht, auf denen die Gleitflächen der
Negativführung
ausgebildet sind.
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Vorteil
des Aufbringens der separaten Gleitplatten als Gleitflächen der
U-Profile ist, dass nun nicht mehr unter erschwerten Fertigungsbedingungen
im unzugänglichen
Innenbereich auf den inneren Oberflächen des U-Profils eine Feinbearbeitung (Schleifen,)
erfolgen muss, sondern es können
die Gleitplatten separat auf einer herkömmlichen Flachschleifmaschine
einfach, rasch und präzise
bearbeitet werden und erst danach auf die innere Oberfläche der
Schenkel im Innenbereich des U-Profils
aufgebracht werden, deren innere Oberfläche selbst eine geringere Oberflächengüte hat.
Hierdurch wird erhebliche Fertigungszeit eingespart, sowie die Ausschussquote
bei der Herstellung gesenkt. Weiterer Vorteil ist, dass das U-Profil
selbst nun nicht mehr gehärtet
werden muss und eine Weiterbearbeitung (Finishen) entfallen kann,
was zu zusätzlichen
Einsparungen in der Herstellung führt. Außerdem ist es möglich, bei
der Feinabstimmung nachträgliche
Korrekturen an den Gleitplatten mit geringem Aufwand durchzuführen.
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Wesentlich
ist auch, dass am Rand des erfindungsgemäßen Spritzgusswerkzeugs als
offene Gleitführung
mindestens ein einziges Vierkantprofil-Paar, bevorzugt aber zwei
sich gegenüberliegende Vierkantprofil-Paare
befinden, wobei jedes der Vierkantprofile zwei zueinander parallele
Gleitflächen aufweist,
die beim Öffnen
und Schließen
des Werkzeugs auf den Gleitflächen
der zugeordneten Gleitplatten auf den inneren Oberflächen der
Schenkel der U-Profilen gleiten.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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In
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung sind die Gleitflächen
der Gleitplatten und/oder die Gleitflächen der Vierkantprofile gehärtet, und
entweder durchgehärtet
oder einsatzgehärtet.
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In
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung sind die Gleitflächen
der Gleitplatten und/oder die Gleitflächen der Vierkantprofile mit
einem reibungsvermindernden Material beschichtet.
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In
einer dritten Ausführungsform
der Erfindung sind die Gleitflächen
der Gleitplatten und/oder die Gleitflächen der Vierkantprofile mit
mindestens einer Schmierrille oder Ausnehmung versehen, die zur Aufnahme
eines reibungsvermindernden Gleitmittels (z.B. Schmierfett oder
Graphit) vorgesehen ist. Die Schmierrille ist bevorzugt in Gleitrichtung
kurvenförmig
oder zickzackförmig
und verläuft
mit mehreren Kurven bzw. Geradstücken,
wobei aber auch lediglich ein Bogen oder eine schräge Gerade über die
gesamte Gleitfläche
der und/oder des Vierkantprofils genügen kann. Auch sind mehrere
kleinere Bohrungen als Ausnehmungen für Graphit als Gleitmittel möglich.
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Natürlich sind
auch Kombinationen der zuvor genannten Ausführungsformen innerhalb eines Spritzgusswerkzeugs
und/oder auch innerhalb eines einzigen Gleitführungselementes möglich.
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Die
Gleitplatten sind bevorzugt insbesondere über Schrauben lösbar im
Innenraum des U-Profils aufgenommen, damit diese bei Verschleiß leicht
gewechselt werden können.
Die Gleitplatten können aber
auch dort angenietet, angeklebt, angeschweißt oder angelötet sein,
oder Ähnliches.
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Ebenso
kann das U-Profil und/oder das Vierkantprofil selbst an der entsprechenden
Form-Hälfte lösbar oder
unlösbar
angebracht sein, bevorzugt aber dort angeschraubt sein, um bei Verschleiß leicht ausgewechselt
werden zu können.
Insbesondere ist dabei das Vierkantprofil über ein weiteres U-Profil an der
zugeordneten Form-Hälfte
angebracht, wobei dieses weitere U-Profil mit dem ersten U-Profil,
an denen die Gleitplatten angeordnet sind, äquivalent sein kann, um weitere
Herstellungskosten einzusparen.
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Bevorzugt
wird, wenn die U-Profile mit den Gleitplatten an der auswerferseitigen
Formplatte der beiden Form-Hälften
angeordnet sind, und die Vierkantprofile an der Düsenseitigen
Formplatte der beiden Form-Hälften,
wobei aber auch die Umkehrung möglich
ist.
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Insbesondere
sind die Form-Hälften
quadratisch oder rechteckförmig
bzw. quaderförmig
aufgebaut und die erfindungsgemäßen Flachführungen sind
dabei an den Mantelseiten angeordnet, bevorzugt je eine an jeder
Seite, also insgesamt vier Flachführungen. Natürlich können die
erfindungsgemäßen Flachführungen
auch an den Ecken der Form-Hälften angeordnet
sein, wobei die Ecken dann abgekantet sind, um die Flachführungen
aufnehmen zu können. Auch
Kombinationen der beiden zuvor genannten Positionierungen der erfindungsgemäßen Flachführungen
innerhalb eines Werkzeugs sind möglich.
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Die
Flachführungen
sind vorteilhaft in randoffene Ausklinkungen an den zugeordneten
Form-Hälften
befestigt, so dass die U-Profile mit ihrer offenen Seite hin von
den Form-Hälften
weg weisen, und dadurch die Vierkantführungen von außen sichtbar
an den Form-Hälften
vorliegen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg
darstellende Zeichnungen näher
erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es
zeigen:
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1:
Perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Gleitführung an einem geschlossenen
Spritzgusswerkzeug;
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2:
Perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Gleitführung an dem geöffneten Spritzgusswerkzeug
nach 1;
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3:
Perspektivische vergrößerte Detaildarstellung
eines erfindungsgemäßen Gleitführungselementes
nach 1 und 2;
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4:
Detaildarstellung des erfindungsgemäßen Gleitführungselementes nach 3 in
Vorderansicht im Teilschnitt;
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5:
Eine Seitenansicht auf 4 im Teilschnitt;
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6:
Eine Unteransicht auf 4 im Teilschnitt ohne U-Profil
der Negativführung
und auswerferseitige Formhälfte;
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7:
Eine Draufsicht auf 4 im Teilschnitt ohne Vierkantprofil
und düsenseitige
Formhälfte.
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1 stellt
das geschlossene erfindungsgemäße Spritzwerkzeug 1 als
perspektivische Prinzipskizze dar, 2 das geöffnete erfindungsgemäße Spritzwerkzeug 1,
wobei die Mittel zum Öffnen
und Schließen
des Werkzeugs 1 aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt sind.
Ebenfalls nicht dargestellt sind die Bewegungsmittel für die Werkzeughälften 2, 3,
die Auswerfermittel für
das Auswerfen des Spritzgussteils (Spritzlings) aus der Form, die
Ausnehmung in den Werkzeughälften 2, 3 für den Spritzling,
sowie der Spritzling selbst.
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Das
erfindungsgemäße Spritzwerkzeug 1 besteht
aus einer oberen düsenseitige
Formhälfte 2, in
den eine Düse 2b für das Einbringen
der plastischen Rohkunststoffmasse (z.B. aus einer Extruderschnecke)
einmündet,
und aus einer unteren auswerferseitigen Formhälfte 3, in der die
nicht dargestellten Auswerfermittel angeordnet sind. Im Vergleich
zu 1 ist die düsenseitige
Formhälfte 2 der 2 in Öffnungsrichtung 15 von
der auswerferseitige Formhälfte 3 abgehoben
worden, durch nicht näher
dargestellte Bewegungsmittel.
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Die
beiden Platten 2, 3 sind in der Grundform quadratisch
ausgebildet mit gleich langen Seiten, an deren umlaufenden Rändern 2a, 3a (Mantelseite) sich
je ein erfindungsgemäßes Gleitführungselement 4 mittig
befindet.
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Der
obere Teil der Gleitführungselemente 4 in
der düsenseitige
Formhälfte 2 sind
als Positivführung 5 ausgebildet,
der untere Teil der Gleitführungselemente 4 in
der auswerferseitige Formhälfte 3 sind als
Negativführung 6 ausgebildet.
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Nach
der 3, in der ein Gleitführungselement 4 perspektivisch
im Detail dargestellt ist, beinhaltet die Positivführung 5 ein
Vierkantprofil 8, welches mit einem U-Profil 7 fest
verbunden ist und beinhaltet die Negativführung 6 ein U-Profil 9,
auf dessen inneren Oberflächen 9b beider
Schenkel 9c je eine Gleitplatte 10 über ihre
Auflagefläche 10b befestigt
ist. Das Vierkantprofil 8 weist an seinem freien Ende Einführschrägen 8c auf,
um beim Schließen des
Werkzeugs 1, also beim Verfahren der auswerferseitige Formhälfte 3 auf
die düsenseitige
Formhälfte 2 in
Schließrichtung 16,
ein Ineinanderfügen der
Positivführung 5 in
die Negativführung 6 zu
ermöglichen.
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In
den 4–7 ist
das Gleitführungselement 4 der 3 noch
einmal in 2D-Ansichten
dargestellt, wobei die 6 nur die Positivführung 5 in Unteransicht
und die 7 nur die Negativführung 6 in
Draufsicht zeigt, die 4 die Frontansicht des gesamten
Gleitführungselements 4 und
die 5 die Seitenansicht von links auf die 4.
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Es
sind verschiedene Befestigungselemente 11–14 als
Schrauben ausgeführt,
die zur Befestigung der Einzelteile aneinander dienen. So sind die Schrauben 11 zur
Fixierung der Gleitplatten 10 auf den inneren Oberflächen 9b des
U-Profils 9 der Negativführung 6 vorgesehen,
und die Schrauben 12 zur Befestigung des U-Profils 9 in
der auswerferseitigen Formplatte 3. Die Schrauben 13 sind
zur Fixierung des Vierkantprofils 8 am U-Profil 7 der
Positivführung 5 vorgesehen,
und die Schrauben 14 zur Befestigung des U-Profils 7 an
der düsenseitige
Formplatte 2.
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Wichtig
ist, dass die Gleitflächen 10a der Gleitplatten 10 zueinander
parallel sind, ebenso wie die Gleitflächen 8a und 8b des
Vierkantprofils 8 und alle Gleitflächen 8a, 8b, 10a einen
möglichst
geringen Reibungskoeffizienten aufweisen.
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Die
Auflageflächen 10b der
Gleitplatten 10 besitzen einen höheren Reibungskoeffizienten
als die Gleitflächen 10a der
Gleitplatten 10, da sie nur als Auflage auf den inneren
Oberflächen 9b der
Schenkel 9c des U-Profils 9 dienen.
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Die
Gleitplatten 10 können,
müssen
aber nicht an der innere Oberfläche 9a der
Basis des U-Profils 9 anliegen. Die innere Oberfläche 9a der Basis 9d des
U-Profils 9 dient hierbei nicht als Gleitfläche für das Vierkantprofil 8.
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- 1
- Spritzgusswerkzeug
- 2
- Düsenseitige
Formhälfte; 2a Rand 2b Düse
- 3
- Auswerferseitige
Formhälfte
- 4
- Gleitführungselement
- 5
- Positivführung von 4
- 6
- Negativführung von 4
- 7
- U-Profil
von 5
- 8
- Vierkantprofil
von 5; 8a, 8b Gleitflächen; 8c Einführschrägen
- 9
- U-Profil
von 6; 9a innere Oberfläche der Basis; 9b innere
Oberfläche
der Schenkel; 9c Schenkel von 9; 9d Basis
von 9
- 10
- Gleitplatten
von 6; 10a Gleitfläche; 10b Auflagefläche von 10
- 11
- Befestigungselement
für 10 in 9
- 12
- Befestigungselement
für 9 in 3
- 13
- Befestigungselement 8 in 7
- 14
- Befestigungselement
für 7 in 2
- 15
- Öffnungsrichtung
von 2
- 16
- Schließrichtung
von 2