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Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine zur Herstellung von Kunststoffspritzprodukten sowie Positionierungselemente, die zur lagerichtigen Ausrichtung eines Spritzgießwerkzeugs in einer Spritzgießmaschine eingesetzt werden können.
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STAND DER TECHNIK
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Spritzgießmaschinen bekannt, die aus Kunststoff in Form von Granulat oder in Schnurform Kunststoffteile herstellen können. In einer Spritzeinheit wird die benötigte Vormasse aufbereitet und in ein Spritzgießwerkzeug eingeführt, die eine Negativform, auch Kavität genannt, eines gewünschten Kunststoffteils enthält und in der ein Kunststoffspritzprodukt hergestellt werden kann. In der Regel wird dabei das Spritzgießwerkzeug beheizt, so dass eine Beheizung und Temperierung sowohl der Spritzgießmasse als auch des Spritzgießwerkzeugs mit der Kavität erfolgt. In der Regel besteht die Spritzgießmaschine aus zwei funktionalen Teilen, einer Spritzeinheit, die auch Plastifizierungseinheit genannt wird und in der das Rohmaterial aufbereitet und unter Druck in das Spritzgießwerkzeug eingespritzt werden kann, und einer Schließeinheit, die das Spritzgießwerkzeug aufnimmt und es öffnen und schließen kann, so dass die Kunststoffspritzprodukte aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen werden können. In der Regel kann im Spritzgießwerkzeug durch eine sogenannte Auswerfereinheit das Kunststoffspritzprodukt ausgeworfen werden, wobei die Auswerfereinheit funktional Teil der Spritzgießmaschine ist, und in der Regel in das Spritzgießwerkzeug eingreift.
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Da eine Spritzgießmaschine aus den vorgenannten beiden funktionalen Teilen besteht, und zur Herstellung verschiedener Kunststoffspritzgießprodukte lediglich das Spritzgießwerkzeug ausgetauscht werden muss, bieten viele Spritzgießmaschinen die Möglichkeit an, auswechselbare Spritzgießwerkzeuge einzusetzen, die mit der Spritzgießmaschine verbindbar sind und die einen raschen Formenwechsel ermöglichen.
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Beispielsweise ist aus der
DE 10 2011 007 997 B4 ein Wechseleinsatz in einer Spritzgussform oder Druckgussform mit Positioniervorrichtung für eine Spritzgießmaschine bekannt. Dabei besteht das Spritzgießwerkzeug aus zwei Formennestern, wobei in jedem Formennest eine Formrahmenplatte eingelassen ist, die eine Ausnehmung ausbildet, in dem ein auswechselbarer Formeinsatz einsetzbar ist. Somit ist beim Wechsel einer Kavität nicht das gesamte Spritzgießwerkzeug auszutauschen, sondern lediglich der Formeinsatz, der eine Negativform des Kunststoffspritzlings beinhaltet. Allerdings sind zum Auswechseln eines derartigen Spritzgießwerkzeugs ein hoher Aufwand sowie eine passgenaue Ausformung des Formeinsatzes notwendig.
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In der Regel wird daher das gesamte Spritzgießwerkzeug ausgetauscht. Hierzu wird das Spritzgießwerkzeug auf Werkzeugaufspannplatten der Spritzgießmaschine aufgespannt und in der Regel direkt verschraubt oder mittels Spannpratzen befestigt. Eine exakte Ausrichtung des Spritzgießwerkzeugs auf den Werkzeugaufspannplatten ist notwendig, da funktionale Teile wie die Auswerfereinheit oder der Plastifizierungszylinder, der die spritzgießfähige Masse in das Spritzgießwerkzeug einführt, von der Spritzgießmaschine an dem Spritzgießwerkzeug angekoppelt werden muss. Daher sind eine hohe Genauigkeit in der Anordnung von Bohrlöchern sowie eine Präzision bei dem Lösen und Befestigen des Spritzgießwerkzeugs in der Spritzgießmaschine notwendig.
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Gerade bei Kleinserien, bei der ein häufiges Wechseln des Spritzgießwerkzeugs in der Spritzgießmaschine notwendig ist, sind die vorbekannten Möglichkeiten zur Befestigung des Spritzgießwerkzeugs in der Spritzgießmaschine unzureichend. Es ist ein hoher Aufwand der Befestigung sowie eine exakte Ausrichtung des Spritzgießwerkzeugs notwendig, was erhöhte Arbeitszeit und steigende Kosten mit sich bringt. Das Spritzgießwerkzeug wird in der Regel durch einen Zentrierring mit den Aufspannplatten zentriert, wobei es keine vertikale oder horizontale Fixierung gibt und eine exakte waagrechte Positionierung auf der Werkzeugaufspannplatte schwierig ist. So müssen Spritzgießwerkzeuge mit einer Wasserwaage oder mit Einrichthilfen in der Spritzgießmaschine ausgerichtet werden, da beispielsweise für die Entnahme eines Spritzgießprodukts durch einen Roboter eine exakte Ausrichtung notwendig ist. Bei jedem Wechsel des Spritzgießwerkzeugs fallen aufwändige Ausrichtarbeiten an dem Werkzeug an und es müssen komplizierte Robotereinstellungsarbeiten vorgenommen werden. Auf den Werkzeugaufspannplatten einer Spritzgießmaschine ist daher eine Vielzahl von Gewindelöchern vorgesehen, um alle Arten von Spritzgießwerkzeugen aufnehmen und befestigen zu können.
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Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spritzgießmaschine und ein Spritzgießwerkzeug vorzuschlagen, was mit geringem Aufwand exakt positioniert und in geringer Arbeitszeit ausgewechselt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Spritzgießmaschine, ein Spritzgießwerkzeug sowie eine Werkzeugaufspannplatte und Zwischenplatten nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird eine Spritzgießmaschine zur Herstellung von Kunststoffspritzprodukten vorgeschlagen, die eine feste und eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte und ein zwischen den Werkzeugaufspannplatten angeordnetes Spritzgießwerkzeug umfasst. Das Spritzgießwerkzeug weist eine der festen Werkzeugaufspannplatte zugewandte und daran befestigte Formennest-Vorderwand und eine der beweglichen Werkzeugaufspannplatte zugewandte und daran befestigte Formennest-Rückwand auf.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Vorder- und die Rückwand und die Werkzeugaufspannplatten Positionierungselemente aufweisen, die formschlüssig ineinandergreifen und eine vorbestimmbare und lagerichtige Positionierung der Vorder- und Rückwand auf der jeweiligen Werkzeugaufspannplatte bereitstellen.
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Mithilfe der Positionierungselemente kann beim flächigen Kontakt der Vorderwand bzw. Rückwand mit einer Werkzeugaufspannplatte eine exakte Ausrichtung des Spritzgießwerkzeugs in der Spritzmaschine erreicht werden. Hierdurch ist eine einfache Ausrichtung und Befestigung ohne mechanische Messwerkzeuge und ohne umständliches Ausrichten möglich, so dass sowohl die Rüstzeiten vereinfacht als auch der Wechselvorgang beschleunigt werden können. Die Positionierungselemente können formschlüssige Strukturen auf der Vorder- bzw. Rückwand des Spritzgießwerkzeugs und auf entsprechend ausgeformten Konturen auf der Werkzeugaufspannplatte sein. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Oberflächen der Vorder- bzw. Rückwand und der Werkzeugaufspannplatten gekrümmt oder abgewinkelt oder eine entsprechende Oberflächenstrukturierung, z.B. eine Rillenstruktur aufweisen, oder Vorsprünge und Rücksprünge aufweisen, die fluchtend ineinandergreifen. Eine Fehlausrichtung ist quasi unmöglich, und funktionelle Einheiten, wie die Auswerfereinheit oder die Formenmassenspritzdüse, können in das Spritzwerkzeug exakt ausgerichtet eingreifen. Als Positionierungselemente wird zumindest ein paar formschlüssig ineinander greifende Positionierungselemente, z.B. eine Vertiefung und ein Bolzen oder eine Nut und ein Positionierstein verstanden. Insbesondere, wenn das Spritzgießwerkzeug durch einen Zentrierring bereits eine zentrale Zentrierung erfährt, genügt ein einzelnes, formschlüssig ineinandergreifendes Paar von Positionierungselemente zur lagerichtigen Ausrichtung des Spritzgießwerkzeugs zur Werkzeugaufspannplatte.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform können die formkomplementären Positionierungselemente zumindest eine Führungsnut und zumindest einen hierin eingreifenden Nutenstein umfassen. Somit wird vorgeschlagen, dass die Positionierungselemente nach einem Nut-Feder-Prinzip arbeiten bzw. einen Nutenstein und eine Führungsnut umfassen, die ineinandergreifen können. Durch eine Führungsnut und einen Nutenstein wird zumindest in Richtung einer Achse eine exakte Positionierung ermöglicht.
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Alternativ hierzu oder zusätzlich kann zumindest ein formkomplementäres Positionierungselement eine Führungskante und zumindest eine hieran anschlagende Führungsleiste umfassen. So ist es beispielsweise denkbar, dass eine Kante eines Spritzgießwerkzeugs an einer Leiste bzw. einer abgewinkelten Leiste einer Werkzeugaufspannplatte anschlägt, um eine Ausrichtung in beide Richtungen zu ermöglichen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung können auf der Werkzeugaufspannplatte und/oder auf der Vorderwand und/oder auf der Rückwand zumindest zwei Positionierungselemente entlang einer Geraden und/oder rechtwinklig zueinander angeordnet sein. Durch die Anordnung von zumindest zwei Positionierungselementen, die entweder entlang einer Geraden oder rechtwinklig hierzu angeordnet sind, kann eine exakte Ausrichtung entlang einer Achse, auch entlang beider flächiger Achsen erreicht werden, so dass eine exakte Positionierung einfach und werkzeugfrei erfolgen kann. Hiernach ist lediglich eine kraftschlüssige Befestigung, beispielsweise eine Klemmbefestigung, Magnetbefestigung oder eine Schraubbefestigung zwischen Spritzgießwerkzeug und Werkzeugaufspannplatten der Spritzgießmaschine notwendig.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Führungsnut zumindest bereichsweise, insbesondere über die gesamte Fläche der Werkzeugaufspannplatte bzw. der Vorder-/Rückwand verlaufen und bevorzugt zum Mittelpunkt streben oder durch den Mittelpunkt der Werkzeugaufspannplatte bzw. der Vorder-/Rückwand verlaufen. Hier wird vorgeschlagen, dass die Führungsnut zumindest bereichsweise, insbesondere durchgängig über die gesamte Vorder- bzw. Rückwand bzw. über eine Werkzeugaufspannplatte verläuft. Dadurch ist eine Ausrichtung entlang einer Achse vorgegeben, wobei die Ausrichtung entlang einer zweiten Achse verschieblich ist, da die Führungsnut durchgängig angeordnet ist. Sind zwei Führungsnuten abgewinkelt zueinander vorgesehen, so wird eine Ausrichtung in beide Achsen erreicht. Da beide Führungsnuten durchgängig sind, kann sehr schnell, und ohne Toleranzspielraum, eine Ausrichtung erfolgen, da die Führungsnut einen Nutenstein entlang seiner Verlaufsrichtung nicht beschränkt. Somit können Spritzgießwerkzeuge eingespannt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung können formschlüssig ineinander eingreifende Positionierungselemente konische oder verjüngende Vertiefungen und hierzu formkomplementäre konische oder verjüngende Überstände bzw. Gleitkanten umfassen. Somit wird vorgeschlagen, dass die Positionierungselemente, beispielsweise Nutenstein und Führungsnut in der Form eines Kegels oder einer zugespitzten Rinne ineinandergreifen, so dass sich eine selbstzentrierende Wirkung ergibt, und ein leichtes Ausrichten ermöglicht wird. Bei einer sich verbreiternden Rinne bzw. eines sich verjüngenden Nutensteins oder eines Nutensteins mit Gleitkanten bzw. Fasen ist es sehr leicht möglich, diese in eine Rinne einzubringen und somit eine exakte Ausrichtung zu erreichen.
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In einem nebengeordneten Aspekt wird ein Spritzgießwerkzeug für eine oben vorgeschlagene Spritzgießmaschine vorgeschlagen, bei der auf einer Formennest-Vorderwand und/oder auf einer Formennest-Rückwand Positionierungselemente, bevorzugt als Nutensteine, zur lagerichtigen Positionierung auf einer Werkzeugaufspannplatte angeordnet sind. Bevorzugt ist ein Längsverlauf der Nutensteine von einer äußeren Kante beginnend in Richtung zum Mittelpunkt der Vorderwand/Rückwand ausgerichtet. Bevorzugt ist der Nutenstein in einen Positionierungssitz der Vorderwand/Rückwand eingefasst. Somit wird ein Spritzgießwerkzeug vorgeschlagen, bei dem auf der Vorderwand und/oder auf der Rückwand Positionierungselemente, beispielsweise als Nutensteine, aber auch als Führungsrinnen, angeordnet sein können, die in entsprechend ausgeformte Positionierungselemente auf Werkzeugspannplatten eingreifen können. Sind die Positionierungselemente als Nutensteine ausgebildet, so ist es von Vorteil, wenn diese in ihrem Längsverlauf in Richtung Mittelpunkt der Vorderwand bzw. Rückwand ausgerichtet sind, und somit in entsprechend ausgerichtete Führungsrinnen der Werkzeugaufspannplatten eingreifen können. Zur erleichternden Anordnung können die Nutensteine vertieft in einen Positionierungssitz in der Vorderwand bzw. der Rückwand eingefasst sein. Hierdurch wird ermöglicht, dass auswechselbare Nutensteine an einem Spritzgießwerkzeug angeordnet werden können, so dass eine Nachrüstung bereits bestehender Spritzgießwerkzeuge möglich ist, um einen schnellen und einfachen Werkzeugwechsel zu ermöglichen.
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Nebengeordnet wird weiterhin vorgeschlagen, eine Werkzeugaufspannplatte vorzusehen, die Positionierungselemente bevorzugt als Führungsnuten zur lagerichtigen Positionierung einer Vorderwand und/oder einer Rückwand eines Spritzgießwerkzeugs aufweist. Bevorzugt sind die Führungsnuten von einer äußeren Kante beginnend in Richtung zum Mittelpunkt der Werkzeugspannplatte ausgerichtet. Weiterhin bevorzugt können die Führungsnuten durch den Mittelpunkt der Werkzeugaufspannplatte verlaufen. Somit können Führungsnuten, die eine Ausrichtung in einer Achsenrichtung ermöglichen, diagonal oder auch senk- und waagerecht durch eine Werkzeugaufspannplatte verlaufen, so dass Nutensteine eines Spritzgießwerkzeugs in diese eingreifen können, um eine schnelle und exakte Ausrichtung zu erreichen. Schließlich sind in nebengeordneten Aspekten Wärmedämmplatten, Montagehalteplatten oder Zwischenplatten zur Anordnung in einer Spritzgießmaschine zwischen einem Spritzgießwerkzeug und einer Werkzeugaufspannplatte vorgeschlagen, bei denen die Platte zumindest auf einer, bevorzugt auf beiden Flächenseiten Positionierungselemente zur vorbestimmbaren und lagerichtigen Positionierung und Befestigung mit einer Vorder- und/oder Rückwand und mit einer Werkzeugaufspannplatte bereitstellen, bevorzugt in Richtung der Werkzeugaufspannplatte Nutensteine und in Richtung Vorder- und/oder Rückwand Führungsnuten bereitstellen. Wärmedämmplatten werden zur thermischen Isolierung eines Spritzgießwerkzeugs gegenüber einer Spritzgießmaschine eingesetzt, um einen Wärmeverlust und eine thermische Beeinflussung des erwärmten Spritzgießwerkzeugs auf die Maschine bzw. auf die Aufspannplatten zu vermeiden. Eine Magnethalteplatte dient zur Fixierung eines Spritzgießwerkzeugs in einer Spritzgießmaschine mittels Magnetkraft und hat entweder Elektromagnete bzw. Permanentmagnete integriert, die eine magnetische Befestigung des Spritzgießwerkzeugs in dem Einspannsitz zwischen den Werkzeugaufspannplatten ermöglicht. Auch auf Magnethalteplatten wie auch auf Wärmedämmplatten können beidseits oder nur auf einer Seite erfindungsgemäße Positionierungselemente vorgesehen sein, um eine exakte und werkzeugfreie Ausrichtung zu ermöglichen. Eine Zwischenplatte dient beispielsweise zur Überbrückung von Bauteilgrößen, so dass insbesondere kleinere Spritzgießwerkzeuge in Spritzgießmaschinen, die eigentlich für größere Spritzgießwerkzeuge ausgelegt sind, eingepasst werden können. Sie dienen als Adapterplatten und können in gleicher Weise wie Wärmedämmplatten oder Magnethalteplatten mit Positionierungselementen ausgerüstet sein, um eine erleichterte Positionierung zu ermöglichen.
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Durch das Einbringen einer Nut vertikal oder horizontal in die Aufspannplatte, die bis oder über ein Zentrum geht, kann ein schneller Werkzeugwechsel ermöglicht werden. Das Einbringen von Nutensteinen, die vertikal an den äußersten Punkten des Spritzgießwerkzeugs in die Vorder- bzw. Rückwand eingebracht sind, kann eine formschlüssige Aufnahme in Führungsnuten der Werkzeugspannplatten erreicht werden, die über das Zentrum des Spritzgießwerkzeugs verlaufen. Die Befestigungsart und -form der Nutensteine ist dabei frei wählbar. Zwischenplatten wie Distanzplatten oder Magnetaufspannplatten können mit diesem Positionierungssystem ausgestattet werden. Nutensteine können horizontal und vertikal eingebaut werden. Das gleichzeitige Einbringen von horizontalen und vertikalen Nutensteinen erspart eine Zentrierung. Somit ist eine Zentrierung des Spritzgießwerkzeugs über Nutensteine in vertikaler und horizontaler Richtung möglich, wobei eine sichere, schnelle und genaue Einrichtung und Positionierung des Spritzgießwerkzeugs erreicht werden kann. Sind die Nutensteine angefast, kann das Spritzgießwerkzeug sauber in die Nut eingeführt werden, so dass keine Ausrichtung des Werkzeugs nötig ist und beispielsweise Entnahmehände eines Roboters nicht mehr neu justiert werden müssen. Somit muss kein Eingriff in eine Roboterprogrammierung vorgenommen werden und das Spritzgießwerkzeug ist sofort nach der Befestigung in der Spritzgießmaschine einsatzbereit. Durch das Vorsehen von Zwischenplatten oder Magnetplatten, aber auch ohne diese, können Spritzgießwerkzeuge unterschiedlicher Höhe und Dimensionen über diese Platten oder direkt eingebaut werden, wobei entlang der durchlaufenden Führungsnuten der Anschlusspunkt der Nutensteine beliebig ausgewählt werden kann. Die Nutensteine liegen an den äußersten Kanten des Spritzgießwerkzeugs, um eine drehfeste Ausrichtung zu ermöglichen. Auch bestehende und bereits vorhandene Spritzgießwerkzeuge können nachträglich mit dem Positionierungssystem ausgerüstet werden und auch Aufspannplatten von Spritzgießmaschine können beispielsweise durch Einbringen einer Führungsnut nachgerüstet werden.
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ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine,
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2 Werkzeugaufspannplatte und Spritzgießwerkzeug nach dem Stand der Technik,
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3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Werkzeugspannplatte und eines Spritzgießwerkzeugs nach einer Ausführungsform der Erfindung,
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4 Frontaldarstellung der vorderen und hinteren Werkzeugaufspannplatte einer Spritzgießmaschine nach einer Ausführungsform der Erfindung,
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5 Detaildarstellungen von Positionierungselementen auf einem Spritzgießwerkzeug nach einer Ausführungsform der Erfindung.
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In den Figuren sind gleichartige Elemente mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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In der 1 ist eine Spritzgießmaschine 1 einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Spritzgießmaschine 1 weist ein übliches Maschinengestell 16 auf, in dem ein Schaltschrank 17 mit einer Steuerung für die Maschinenkomponenten untergebracht ist. Auf dem Maschinengestell 16 ist zum einen die Einspritzeinheit 18 mit einem Plastifizierungszylinder 19 und der an die feste Werkzeugaufspannplatte 20 durch eine Verfahrbewegung der Einspritzeinheit 18 andockbare Einspritzdüse 21 angeordnet. Die Einspritzdüse kann in ein nicht dargestelltes Spritzgießwerkzeug einfahren, um Plastifizierungsmasse in die Kavität des Spritzgießwerkzeugs einzubringen. Am äußeren Ende der Einspritzeinheit 18 ist ein elektromechanischer oder hydraulischer Antrieb 22 für die Drehbewegung einer nicht näher dargestellten Schnecke im Plastifizierungszylinder 19 gezeigt. Auf dem Maschinengestell 16 ist ferner die als Ganzes mit 23 bezeichnete Formschlusseinheit angeordnet, die eine auf horizontalen Säulen 24 relativ zur festen Werkzeugaufspannplatte 20 bewegliche Werkzeugaufspannplatte 25 aufweist. Zwischen den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 ist diese in das in dieser Zeichnung nicht dargestellte Spritzgießwerkzeug 50 mit einer Formennest-Vorderwand 58 und einer Formennest-Rückwand 60 eingespannt, die mit den Werkzeugaufspannplatten 20 und 25 verbunden sind. Die Säulen 24 sind in einer Stützplatte 26 auf der der festen Werkzeugaufspannplatte 20 abgewandten Rückseite der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 25 gelagert. Zwischen der Stützplatte 26 und der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 25 ist ein hydraulisch angetriebener Kniehebelmechanismus 27 vorgesehen, mit dessen Hilfe das Öffnen oder Schließen der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 25 und die Zuhaltung der Form während des Einspritzvorgangs bewerkstelligt wird. Im Einzelnen ist der Kniehebelmechanismus 27 über einen Hydraulikzylinder 10 betätigbar, der über Hydraulikventile 5 ansteuerbar ist. Das Hydraulikfluid wird über eine unterhalb der Einspritzeinheit 21 im Maschinengestell 16 montierte Hydraulikpumpe 12 bereitgestellt, der ein Hydraulikspeicher 28 zugeordnet ist. Es sind des Weiteren kleine Hydraulikzylinder 36 mit der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 20 gekoppelt, so dass ein hydraulisch gesteuerter Auswerfer 37 für die Werkstücke betätigt werden kann, um einen Fertigspritzling aus dem geöffneten Spritzgießwerkzeug 50 auswerfen zu können. Die benötigen Hydraulikventile 5 sind in einem Ventilblock 29 zusammengefasst. Wird ein Spritzgießwerkzeug 50 zwischen der festen und beweglichen Werkzeugaufspannplatte 20, 25 eingebracht, so muss die Vorderwand 58 und die Rückwand 60 des Spritzgießwerkzeugs 50 mit den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 verbunden werden. Dabei ist eine exakte Ausrichtung, insbesondere zur Positionierung der Einspritzdüse 21 beim Einfahren und Ausfahren an das Spritzgießwerkzeug 50 notwendig. Insbesondere bei kleinen Stückzahlen, bei dem ein hoher Wechsel des Spritzgießwerkzeugs 50 in der Spritzgießmaschine 1 erforderlich ist, ist ein exaktes Ausrichten und eine kurze Wechselzeit vorteilhaft. Hierzu können Positionierungselemente 74 sowohl auf den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 als auch auf der Vorder- und -Rückwand 58, 60 des Spritzgießwerkzeugs 50 angeordnet werden, um eine formschlüssige Ausrichtung zu erreichen.
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In der 2a ist eine feststehende Werkzeugaufspannplatte 20 und in der 2b ein Spritzgießwerkzeug 500 aus dem Stand der Technik dargestellt. Im Stand der Technik ist es üblich, auf den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 eine Vielzahl von Gewindelöchern 30 vorzusehen, um verschiedene Relativpositionen von Spritzgießwerkzeug und Werkzeugaufspannplatte zu ermöglichen. Die beiden Werkzeugaufspannplatten 20, 25 sind über Führungssäulen 24 miteinander verbunden, bzw. es können alternativ die beiden Aufspannplatten auch ohne Führungssäulen ausgestatten sein, die bewegliche Aufspannplatte 25 gleitet in diesem Fall auf einen Führungsbett. Dabei umfasst zumindest eine der beiden Werkzeugaufspannplatten 20, 25 eine Spritzdüsendurchführung 14, durch die die Einspritzdüse 21 hindurchgreifen und das Spritzgießwerkzeug 500 kontaktieren kann. Auf dem Spritzgießwerkzeug 500 sind entsprechend Befestigungslöcher 64 auf der Vorderwand 58 und auf der Rückwand 60 angeordnet, mit denen mittels Schrauben eine Befestigung auf den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 erreicht werden kann. Des Weiteren sind Ausnehmungen für Ausstoßeraufnahmen 54 vorgesehen, durch die ein Auswerfer 37 durchdringen und ein Ausstoßen des Kunststoffspritzlings aus der Form ermöglichen kann. Die Formennest-Vorderwand 58 und -Rückwand 60 werden an einem Trennspalt 56 des Spritzgießwerkzeugs 500 aufgespalten. Die Einspritzdüse 21 kann in den Plastifizierungskanal 52 eindringen, wobei ein Zentrierring 62 zum Zentrieren beim Aufbringen auf die Werkzeugaufspannplatte 20 vorgesehen ist.
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In der 3a und 3b sind in einer Weiterentwicklung zu der in den 2a und 2b dargestellten Werkzeugaufspannplatte 20 und Spritzgießwerkzeug 500 des Stands der Technik erste Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
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In der 3a ist eine Werkzeugaufspannplatte 20 dargestellt, die ausgehend von der Spritzdüsendurchführung 14 eine horizontale Führungsnut 72 und eine vertikale Führungsnut 70 aufweist, die durchgängig sind, und somit jeweils in einer Achsrichtung eine Positionierung des Spritzgießwerkzeugs ermöglichen. Weiterhin ist eine Vielzahl von Gewindelöchern 30 vorgesehen, die letztlich zur Verbindung des Spritzgießwerkzeugs mit den Aufspannplatten 20, 25 dienen, wobei lediglich eine einzige Schraube genügen würde, um eine lagerichtige und feste Positionierung zu erreichen. In der 3b ist eine erste Ausführungsform eines Spritzgießwerkzeugs 50 dargestellt. Die Vorderwand 58 und Rückwand 60 des Einspritzwerkzeugs 50 sind über einen Trennspalt 56, bei dem die Trennlinie zwischen vorderem und hinterem Formennest definiert ist, getrennt. Weiterhin ist auf der Vorderwand 58 ein Plastifizierungskanal 52 vorgesehen und es kann weiterhin ein Zentrierring 62 vorhanden sein, der allerdings bei einer exakten Positionierung auch weggelassen werden kann. Zur Positionierung entlang einer Achsenrichtung sind zwei Nutensteine 76 als Positionselemente 74 vorgesehen, die jeweils in der Mitte von berandenden horizontalen Ober- und Unterkanten der Vorderwand angeordnet sind, und deren Längsrichtung horizontal zur Richtung des Plastifizierungskanals 52 verlaufen. Die vertikal verlaufenden Nutensteine 76 können in die vertikale Führungsnut 70 der Werkzeugaufspannplatte 20 eingreifen, und somit eine zwar in vertikaler Richtung verschiebliche, aber in horizontaler Richtung festgelegte Ausrichtung des Spritzgießwerkzeugs 50 an der Werkzeugaufspannplatte 20 erreichen.
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Die 4a und 4b zeigen Draufsichten auf die feste und bewegliche Werkzeugaufspannplatte 20, 25 eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es sind jeweils horizontale und vertikale Führungsnuten 70, 72 vorgesehen, die zur jeweiligen Mitte der Werkzeugaufspannplatte ausgerichtet sind. Des Weiteren kann eine Vielzahl von Gewindelöchern 30 zur Befestigung vorgesehen sein, mit der die Vorder- bzw. Rückwand an den jeweiligen Werkzeugaufspannplatten 20, 25 angeschraubt werden kann. Die feststehende Werkzeugaufspannplatte 20 weist im Schnitt die Führungssäulen 24 auf, während die bewegliche Aufspannplatte 25 Säulendurchführungen 31 aufweist, in denen die Führungssäulen 24 eingreifen können. Die bewegliche Werkzeugaufspannplatte 25 kann entlang der Führungssäulen 24 vertikal verschoben werden.
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In einer weiteren Detaildarstellung zeigen die 5a bis 5d Details der Positionierungselemente 74 an einem Spritzgießwerkzeug 50 einer Ausführungsform der Erfindung.
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Wie in 5a dargestellt, weist eine Kante des Spritzgießwerkzeugs 50 ein Positionierungselement 74 in Form eines Nutensteins 76 auf. Die Vorderwand 58 ist von der Rückwand 60 des Spritzgießwerkzeugs 50 durch einen Trennspalt 56 getrennt. In 5b ist im Detail die Form des Nutensteines 76 dargestellt. Dieser weist eine rechteckige Form auf, wobei die Längskanten als Gleitkanten 86 oder Fasen ausgebildet sind, um formschlüssig in einer sich verjüngenden Führungsnut 70, 72 eingeführt zu werden. Der Nutenstein 76 weist des Weiteren zwei Schraubensitze 82 auf, die, wie in 5d dargestellt ist, eine Befestigungsschraube 78 aufnehmen, um ihn an der Vorder- oder Rückwand 58, 60 eines Spritzgießwerkzeugs 50 einschrauben zu können. Vorteilhafterweise ist der Nutenstein 76 dabei in einem vertieften Positionierungssitz 80 eingesetzt, um formschlüssig mit der Wand 58, 60 verbunden zu sein. In dem Positionierungssitz 80 sind vorteilhafterweise Gewindesitze 84 angeordnet, in denen die Befestigungsschraube 78 eindringen kann. Alternativ kann der Nutenstein auch mittels Magnetkraft in dem Positionierungssitz 80 gehalten werden, oder in diesem mittels Klebstoff eingeklebt oder eingepresst sein.
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Wie im Schnittbild 5d dargestellt, kann der Positionierungsstein 74 in eine Führungsnut 70 einer Werkzeugaufspannplatte 20 eingeführt werden, wobei er an einem Positionierungssitz 80 vertieft im Spritzgießwerkzeug 50 angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spritzgießmaschine
- 5
- Ventil
- 10
- Antriebseinheit für Werkzeugaufspannplatte
- 12
- Hydraulikpumpe
- 14
- Spritzdüsendurchführung
- 16
- Maschinengestell
- 17
- Schaltschrank
- 18
- Einspritzeinheit
- 19
- Plastifizierbehälter
- 20
- Feststehende Werkzeugaufspannplatte
- 21
- Einspritzdüse
- 22
- Hydraulikantrieb für Einspritzdüse
- 23
- Formschlusseinheit
- 24
- Führungssäule
- 25
- Bewegliche Werkzeugaufspannplatte
- 26
- Stützplatte
- 27
- Kniehebelmechanismus
- 28
- Hydraulikspeicher
- 29
- Ventilblock
- 30
- Gewindeloch
- 31
- Säulenführung
- 32
-
- 33
-
- 34
-
- 35
-
- 36
- Hydraulikzylinder
- 37
- Auswerfer
- 38
-
- 40
-
- 42
-
- 44
-
- 46
-
- 48
-
- 50
- Spritzgießwerkzeug
- 52
- Plastifizierungskanal
- 54
- Ausstoßeraufnahme
- 56
- Trennspalt
- 58
- Formennest-Vorderwand
- 60
- Formennest-Rückwand
- 62
- Zentrierring
- 64
- Befestigungsloch
- 66
- Mittelpunkt der Formennest-Vorderwand/Rückwand
- 68
- Mittelpunkt der Werkzeugaufspannplatte
- 70
- Vertikale Führungsnut
- 72
- Horizontale Führungsnut
- 74
- Positionierungselement
- 76
- Nutenstein
- 78
- Befestigungsschraube
- 80
- Positionierungssitz
- 82
- Schraubensitz
- 84
- Gewindesitz
- 86
- Gleitkante/Fase
- 500
- Spritzgusswerkzeug nach dem Stand der Technik
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011007997 B4 [0004]
