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Die
Erfindung betrifft ein Formwerkzeug für den Spritzguß oder Druckguß gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Für den Spritzguß oder Druckguß, insbesondere
zur Herstellung von Kunststoff-Artikeln, werden Formwerkzeuge verwendet,
in deren Formhohlraum bzw. Formkavität der Werkstoff in fließfähigem Zustand
eingebracht wird und aushärtet.
Die Formhohlräume
sind dabei insbesondere in Formplatten ausgebildet, die während des
Gießvorgangs
mit einem hohen Schließdruck
aneinander liegend gehalten werden. Die Formwerkzeuge sind üblicherweise
baukastenartig als sogenannte Normalien aufgebaut, wobei die individuelle
Anpassung an den herzustellenden Artikel durch die Gestaltung der
Formhohlräume
der Formplatten erhalten wird. Die Formwerkzeuge sind im Wesentlichen
in zwei Grundtypen bekannt, nämlich
mit Backen- oder Schieberformen und mit Kassettenformen.
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Bei
den Backen- bzw. Schieberformen sind an einer Formplatte Druckstücke angebracht,
die beim Schließen
der Formplatten mittels Schrägflächen keilförmig auf
Schieber einwirken, die den Formhohlraum seitlich begrenzen. Die
Formplatten sind hierbei massiv ausgebildet, da sie nicht nur den axialen
Schließdruck
aufnehmen müssen,
sondern auch den über
die Schrägflächen wirkenden
seitlichen Schließdruck.
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Die
Kassettenformen weisen einen rechteckigen U-förmigen Rahmen auf, in welchen
auswechselbar Formeinsätze
eingeschoben werden können,
in welchen die unterschiedlichen Formkavitäten ausgebildet sind. Die Kassettenformen
haben den Vorteil, dass in einen Grundaufbau des Formwerkzeuges
mit dem Rahmen unterschiedliche Formeinsätze eingeschoben werden können, so dass
ein kostengünstiges
Formwerkzeug erhalten wird, welches durch Auswechseln der kassettenförmigen Formeinsätze leicht
umgerüstet
werden kann. Die Kassettenformen erlauben nur einen axialen Schließdruck der
Formplatten. Formwerkzeuge mit seitlichen Schiebern können nicht
mit Kassettenformen realisiert werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug zur Verfügung zu
stellen, welches bei einfachem kostengünstigem Aufbau sowohl mit Backen-
bzw. Schieberformen als auch mit Kassettenformen verwendet werden
kann und einfach zwischen beiden Formtypen umgerüstet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Formwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte
Ausführungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Formwerkzeug sind
die Formplatten wie bei einer herkömmlichen Kassettenform mit
einem U-förmigen
Rahmen ausgebildet, in welchen auswechselbar Formeinsätze eingeschoben
werden können.
Bei den bekannten Kassettenformen werden die Formeinsätze in dem Rahmen
dadurch gehalten, dass an den beiden freien Enden der Rahmenschenkel
jeweils ein Klemmstück
angeordnet ist, welches wie eine Spannpratze den Formeinsatz übergreift.
Erfindungsgemäß wird dagegen
ein Brückenstück verwendet,
welches die beiden freien Enden der Schenkel des Rahmens übergreift
und in beiden Enden der Rahmenschenkel fixiert wird. Das Brückenstück verbindet
somit die freien Enden der Schenkel des Rahmens formschlüssig, so
dass die Schenkel auch hohe Spreizkräfte ohne eine Verformung auf nehmen
können.
Ist ein Formeinsatz in den Rahmen eingeschoben und sind die freien
Enden der Schenkel des Rahmens durch das Brückenstück formstabil miteinander verbunden,
so kann der Rahmen mit dem eingesetzten Formeinsatz die Funktion
einer einstückigen
massiven Formplatte erfüllen.
Dies bedeutet insbesondere, dass an den Schenkeln des Rahmens auch
Druckstücke
angebracht werden können,
die mit einer Schrägfläche keilförmig auf
Schieber einwirken. Die seitlichen Schließkräfte der Schieber können von dem
Rahmen aufgenommen werden, ohne dass dies zu einem Auseinanderspreizen
der U-Schenkel des Rahmens führt,
da diese Schenkel durch das Brückenstück formschlüssig zusammengehalten
werden.
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Das
erfindungsgemäße Formwerkzeug
kann daher als Kassettenform verwendet werden, bei welcher in einfacher
Weise unterschiedliche Formeinsätze
ausgewechselt werden können.
Zusätzlich
können
an dem Rahmen der Kassettenform Druckstücke montiert werden, wodurch
die Kassettenform in eine Schieber- bzw. Backenform umgewandelt
wird. Bei gleichem Grundaufbau ist somit ein einfaches flexibles
Umrüsten
des Formwerkzeuges zwischen der Kassettenform und der Schieberform
möglich,
wodurch eine erhebliche Kosteneinsparung erzielt wird.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 perspektivisch
ein zusammengebautes Formwerkzeug,
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2 den
Rahmen der düsenseitigen
Formplatte,
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3 eine
Draufsicht auf einen Formeinsatz für den Rahmen der 2,
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4 einen
Schnitt gemäß der Linie
IV-IV in 3,
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5 ein
Brückenstück,
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6 einen
Schnitt durch das Brückenstück der 5,
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7 eine
Draufsicht auf den Rahmen der 2,
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8 einen
Schnitt längs
der Linie VIII-VIII in 7,
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9 den
Rahmen einer auswerferseitigen Formplatte,
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10 eine
Draufsicht auf einen Formeinsatz für den Rahmen der 9,
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11 eine
Stirnansicht des Formeinsatzes der 10,
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12 eine
Schieberleiste,
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13 einen
Schieber,
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14 einen
Schnitt durch den Schieber der 13,
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15 ein
Druckstück,
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16 eine
Draufsicht auf das Druckstück der 15 und
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17 einen
Schnitt längs
der Schnittlinie XVII-XVII in 16.
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In 1 ist
ein komplettes Formwerkzeug im Zusammenbau gezeigt, wie es beispielsweise
für das Kunststoff-Spritzgießen verwendet
wird. Soweit das Formwerkzeug nachfolgend nicht im Einzelnen beschrieben
und erläutert
ist, ist das Formwerkzeug in an sich bekannter Weise aufgebaut.
Eine detaillierte Beschreibung wird nachfolgend daher nur für die Teile
gegeben, die erfindungsgemäß gestaltet
sind.
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Das
Formwerkzeug weist eine auswerferseitige Aufspannplatte 10 und
eine düsenseitige
Aufspannplatte 12 auf. In den Ecken der Aufspannplatten 10 und 12 sind
Führungssäulen 14 angeordnet. Auf
der auswerferseitigen Aufspannplatte 10 sind Distanzleisten 16 angeordnet,
zwischen denen ein Auswerferpaket angeordnet ist, welches aus einer Auswerfergrundplatte 18 und
einer Auswerferhalteplatte 20 besteht, die Auswerferstifte 22 tragen.
Auf den Distanzleisten 16 sitzt eine Zwischenplatte 24,
in welcher die Auswerferstifte 22 geführt werden. In eine mittige
Düsenöffnung 26 der
düsenseitigen
Aufspannplatte 12 kann die Einspritzdüse eingesetzt werden.
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Erfindungsgemäß kann das
Formwerkzeug wahlweise umrüstbar
mit Kassettenform oder mit Backen- bzw. Schieberform verwendet werden.
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Bei
der Verwendung mit Kassettenform sind eine düsenseitige Formplatte 28 und
eine auswerferseitige Formplatte 30 zwischen der Aufspannplatte 12 und
der Zwischenplatte 24 angeordnet. Die Formplatten 28 und 30 weisen
den Formhohlraum auf und werden in einer axialen Schließbewegung
gegeneinander bewegt und gegen den Druck des eingespritzten Materials
aneinander anlie gend gehalten. Nach Beendigung des Einspritzvorgangs
werden die Formplatten 28 und 30 axial auseinander
bewegt und die Auswerferstifte 22 betätigt, um das fertige Gussteil aus
der Form auszuwerfen.
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Die
düsenseitige
Formplatte 28 ist in den 2 bis 8 in
einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Die
düsenseitige
Formplatte 28 weist einen Rahmen 32 auf, der in 2 in
der auswerferseitigen Ansicht gezeigt ist. Der Rahmen 32 hat
die Form eines rechtwinkligen U und ist über Bohrungen 34 mit der
düsenseitigen
Aufspannplatte 10 verschraubt. Von der offenen U-Seite
des Rahmens 32 kann ein Formeinsatz 36 eingeschoben
werden, der beispielhaft in den 3 und 4 gezeigt
ist. In der Ebene der Formplatte 28 wird der Formeinsatz 36 dadurch gehalten,
dass der Formeinsatz 36 einen Kragen 38 aufweist,
der in einer düsenseitigen
Stufe 40 des Rahmens 32 zwischen dem Rahmen 32 und
der Aufspannplatte 12 aufgenommen wird. Stirnseitig schließt der Formeinsatz 36 dabei
mit den freien Endstirnflächen
der Schenkel des Rahmens 32 flächenbündig ab.
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Um
den Formeinsatz 36 in dem Rahmen 32 zu halten,
wird erfindungsgemäß ein Brückenstück 42 verwendet,
wie es in den 5 und 6 dargestellt
ist. Das Brückenstück 42 hat
die Form eines geraden Balkens mit rechteckigem Querschnitt, wobei die
Höhe des
Querschnitts der Höhe
des Rahmens 32 entspricht und die Länge des Brückenstücks der Breite des Rahmens 32.
In den freien Endstirnflächen der
Schenkel des Rahmens 32 ist jeweils eine Nut 44 ausgebildet,
die sich über
die Höhe
des Rahmens 32 erstreckt. Die der Innenseite des Rahmens
zugewandte Wandfläche 46 der
Nut 44 verläuft
dabei im Wesentlichen senkrecht zu der Endstirnfläche des Rahmenschenkels,
während
die der Außen seite
zugekehrte Wandfläche 48 abgeschrägt verläuft. Das Brückenstück 42 weist
zwei Vorsprünge 50 auf,
die sich über
die Höhe
des Brückenstückes 42 erstrecken
und deren gegenseitiger Abstand dem Abstand der Nuten 44 des
Rahmens 32 entspricht. Das Querschnittsprofil der Vorsprünge 50 entspricht
dem Querschnittsprofil der Nuten 44, d. h. die Vorsprünge 50 weisen
einander zugekehrte Wandflächen 52 auf, die
im Wesentlichen senkrecht zu der Längserstreckung des Brückenstückes 42 verlaufen
und voneinander abgekehrte äußere Wandflächen 54,
die entsprechend den Wandflächen 48 der
Nuten 44 abgeschrägt
sind. Nach dem Einsetzen des Formeinsatzes 36 in den Rahmen 32 wird
das Brückenstück 42 auf
die freien Enden der Schenkel des Rahmens 32 aufgesetzt,
wobei die Vorsprünge 50 des
Brückenstücks 42 in
die Nuten 44 des Rahmens 32 eingreifen. Mittels
Bohrungen 56 kann das Brückenstück 42 mit dem Rahmen 32 verschraubt
werden. Die abgeschrägten äußeren Wandflächen 48 bzw. 54 bewirken
dabei, dass die rechtwinkligen inneren Wandflächen 46 bzw. 52 spielfrei
aneinander anliegen. Das Brückenstück 42 fixiert
auf diese Weise nicht nur den Formeinsatz 36 in dem Rahmen 32,
sondern hält
insbesondere auch die beiden Schenkel des Rahmens 32 formschlüssig gegen
ein Auseinanderspreizen fest.
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Wie
in den 7 und 8 gezeigt ist, sind in dem Rahmen 32 Kühlmittelkanäle 58 ausgebildet, die
von einem rückseitigen
Einlass 60 in dem einen Schenkel des Rahmens nach vorn
und haarnadelförmig
wieder zurück
führen, über eine
Querverbindung zu dem anderen Schenkel geführt sind, auch in diesem Schenkel
nach vorn und haarnadelförmig
wieder zurückgeführt sind
und in einen rückseitigen
Auslass 62 münden.
Durch die Kühlmittelkanäle 58 kann
ein Kühlmittel
geleitet werden, um die Formplatte 28, d. h. den Rahmen 32 und
den Formeinsatz 36 zu kühlen.
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Der
düsenseitigen
Formplatte 28 gegenüber ist
die auswerferseitige Formplatte 30 angeordnet, die in den 9 und 10 dargestellt
ist.
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Die
auswerferseitige Formplatte 30 weist ebenfalls einen U-förmigen Rahmen 64 auf,
der entsprechend aufgebaut ist, wie dies vorstehend für den Rahmen 32 der
düsenseitigen
Frontplatte 28 beschrieben ist. Insoweit sind auch die
gleichen Bezugszeichen verwendet. In den Rahmen 64 ist
ein Formeinsatz 66 einsetzbar, der in den 10 und 11 gezeigt
ist. Entsprechend dem Formeinsatz 36 ist auch der Formeinsatz 66 mit
einem Kragen 38 ausgebildet, der eine Stufe 40 des
Rahmens 64 hintergreift, wodurch der Formeinsatz 66 zwischen
dem Rahmen 64 und der Zwischenplatte 24 gehalten
wird. An der offenen Seite des U-förmigen Rahmens 64 wird
der Formeinsatz 66 durch ein Brückenstück 42 gehalten, wie
es in den 5 und 6 dargestellt und
vorstehend beschrieben ist. Das Brückenstück 42 greift auch
hier formschlüssig
in Nuten 44 des Rahmens 64 ein. Ebenso ist der
Rahmen 64 mit Kühlmittelkanälen 58 ausgebildet,
wie sie vorstehend in Verbindung mit dem Rahmen 32 beschrieben
sind.
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In
dieser Kassettenform kann das erfindungsgemäße Formwerkzeug in gleicher
Weise eingesetzt werden, wie ein herkömmliches Formwerkzeug mit Kassettenform.
Nach Lösen
des Brückenstückes 42 kann
der jeweilige Formeinsatz 36 bzw. 66 ausgewechselt
werden und ein neu eingesetzter Formeinsatz mittels des Brückenstückes 42 fixiert werden.
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Alternativ
kann das erfindungsgemäße Formwerkzeug
in ein Formwerkzeug mit Schieber- bzw. Backenform umgerüstet werden,
wie dies nachfolgend beschrieben wird. 1 zeigt
das Formwerkzeug in der Benutzung mit Backenform.
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Zur
Umrüstung
des Formwerkzeuges mit Backen- bzw. Schieberform werden auf den
Rahmen 64 der auswerferseitigen Formplatte 30 Schieberleisten 68 montiert,
von denen eine in 12 dargestellt ist. Dabei wird
eine Schieberleiste 68 auf das endseitige Joch des U-förmigen Rahmens 64 aufgesetzt
und mittels Bohrungen 70 mit dem Rahmen 64 verschraubt.
Eine zweite Schieberleiste 68 wird spiegelsymmetrisch auf
die freien Enden der Schenkel des Rahmens 64 aufgesetzt
und mittelt der Bohrungen 70 verschraubt. Die Schieberleisten 68 bilden
auf diese Weise quer zur Achse des Formwerkzeugs verlaufende Führungen
für Schieber 72,
wie einer beispielsweise in 13 dargestellt
ist. Die Schieber 72 werden zwischen den einander zugewandten
planparallelen Seiten 74 der Schieberleisten 68 geführt, wobei die
Schieber 72 mit jeweils einem seitlichen Kragen 76 eine
entsprechende Stufe 78 der Seitenfläche 74 der Schieberleiste 68 untergreifen.
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An
der auswerferseitigen Fläche
des Rahmens 32 der düsenseitigen
Formplatte 28 werden Drückstücke 80 montiert,
von denen eines beispielhaft in den 15 bis 17 gezeigt
ist. Die Druckstücke 80 haben
im Wesentlichen die Form eines Quaders und liegen jeweils mit einer
Flachseite auf jeweils einem der Schenkel des Rahmens 64 zwischen
den Schieberleisten 68 auf. Die Druckstücke 80 weisen an der
auf dem Rahmen 64 aufliegenden Fläche einen Vorsprung 82 auf,
der in der Längsrichtung
der Druckstücke 80 verläuft und
in eine korrespondierend geformte Aufnahme 84 in der Fläche des Rahmens 64 eingreift.
Mittels Bohrungen 86 im Bereich des Vorsprungs 82 und
der Aufnahme 84 werden die Druckstücke 80 mit dem Rahmen 64 verschraubt.
Die in die Aufnahmen 84 eingreifenden Vorsprünge 82 halten
die Druckstücke 80 formschlüssig gegen
eine Verschiebung in der Ebene des Rahmens 64. Die Druckstücke 80 weisen jeweils
eine Druckfläche 88 auf,
die sich über
eine Längsschmalseite
des Druckstückes 80 erstreckt.
Wie insbesondere aus 17 zu erkennen ist, ist die
Druckfläche 88 so
abgeschrägt,
dass die mit dem Vorsprung 82 versehene Fläche des
Druckstückes 80 breiter
ist als die gegenüberliegende
freie Fläche.
In der Druckfläche 88 sind
Gewindebohrungen 90 vorgesehen, womit ein Druckplättchen 92 deckungsgleich
auf die Druckfläche 88 aufgeschraubt
werden kann.
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Sind
die Schieberleisten 68 an dem Rahmen 64 der auswerferseitigen
Formplatte 30 montiert, werden die Schieber 72 in
die Schieberleisten 68 eingesetzt. Die Druckstücke 80 werden
an dem Rahmen 32 der düsenseitigen
Formplatte 28 montiert. Werden die Formplatten 28 und 39 mit
der axialen Schließbewegung
gegeneinander bewegt, so wirken die einander zugewandten Duckflächen 88 der
Druckstücke 80 auf
entsprechende schräge
Druckflächen 94 an der
Außenseite
der Schieber 72. Durch die Keilwirkung der Druckflächen 88 der
Druckstücke 80 und der
Druckflächen 94 der
Schieber 72 werden dabei die Schieber 72 durch
die Schieberleisten 68 geführt gegeneinander bewegt, um
den Formhohlraum seitlich zu schließen. Die düsenseitige Formplatte 28 mit den
Druckstücken 80 wirkt
dabei auf die Schieber 72 wie eine herkömmliche Backenformplatte. Der
seitliche Schließdruck
der Schieber 72 wird dabei über die Druckstücke 80 in
die Schenkel des Rahmens 32 eingeleitet. Da diese Schenkel
des Rahmens 32 durch das Brückenstück 42 formschlüssig zusammen
gehalten werden, kann der Rahmen 32 diese seitlichen Schließkräfte der
Schieber 72 aufnehmen und abstützen, ohne dass die Schenkel
des Rahmens 32 auseinander gespreizt werden. Obwohl der
Rahmen 32 als Kassettenrahmen ausgebildet ist, kann er
dadurch auch die Funktion einer Backenform mit einer massiven Formplatte
erfüllen.
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Da
die Druckstücke 80 mittels
der Vorsprünge 82 und
der Aufnahmen 84 in der Bewegungsrichtung der Schieber 72 festgelegt
sind, würde
ein Nachschleifen der Druckflächen 88 der
Druckstücke 80 die
Backengeometrie ändern.
Deshalb sind vorzugsweise die Druckplättchen 92 vorgesehen,
die bei Verschleiß ausgewechselt
werden können,
so dass ein Nachschleifen der Druckflächen 88 der Druckstücke 80 nicht
notwendig ist. Außerdem
können
die Druckplättchen 92 aus
einem hochwertigen, verschleißfesten
Werkstoff gefertigt werden.
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Zum Öffnen der
Schieber 72 dienen Schrägbolzen 96,
die von der an dem Rahmen 32 anliegenden Seite der Druckstücke 80 in
schräge
Gewindebohrungen 98 der Druckstücke 80 eingeschraubt werden.
Die Schrägbolzen 96 durchsetzen
Schrägbohrungen 100 an
der Außenseite
der Schieber 72 und werden in Aussparungen 102 des
Rahmens 64 der auswerferseitigen Formplatte 30 und
der Zwischenplatte 24 aufgenommen. Da die Schrägbolzen 96 in
den Druckstücken 80 verankert
sind, können die
Schrägbolzen 96 zusammen
mit den Druckstücken 80 montiert
und demontiert werden, wenn das Formwerkzeug zwischen dem Gebrauch
als Kassettenform und dem Gebrauch als Backenform umgerüstet wird.
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- 10
- auswerferseitige
Aufspannplatte
- 12
- düsenseitige
Aufspannplatte
- 14
- Führungssäulen
- 16
- Distanzleisten
- 18
- Auswerfergrundplatte
- 20
- Auswerferhalteplatte
- 22
- Auswerferstifte
- 24
- Zwischenplatte
- 26
- Düsenöffnung
- 28
- düsenseitige
Formplatte
- 30
- auswerferseitige
Formplatte
- 32
- Rahmen
- 34
- Bohrungen
- 36
- Formeinsatz
- 38
- Kragen
- 40
- Stufe
- 42
- Brückenstück
- 44
- Nut
- 46
- innere
Wandfläche
- 48
- äußere Wandfläche
- 50
- Vorsprünge
- 52
- innere
Wandflächen
- 54
- äußere Wandflächen
- 56
- Bohrungen
- 58
- Kühlmittelkanäle
- 60
- Einlass
- 62
- Auslass
- 64
- Rahmen
- 66
- Formeinsatz
- 68
- Schieberleiste
- 70
- Bohrungen
- 72
- Schieber
- 74
- Seitenflächen
- 76
- Kragen
- 78
- Stufe
- 80
- Druckstücke
- 82
- Vorsprung
- 84
- Aufnahme
- 86
- Bohrungen
- 88
- Druckfläche
- 90
- Gewindebohrungen
- 92
- Druckplättchen
- 94
- Druckflächen
- 96
- Schrägbolzen
- 98
- schräge Gewindebohrungen
- 100
- Schrägbohrungen
- 102
- Aussparungen