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Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine zur Herstellung von Kunststoffspritzprodukten sowie eine Zwischenplatte, insbesondere eine Wärmedämmplatte, die innerhalb einer Spritzgießmaschine zwischen einem Spritzwerkzeug und Werkzeugaufspannplatten vereinfacht angeordnet werden kann.
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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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Eine Zwischenplatte dient 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 beispielsweise als Adapterplatten oder Wärmedämmplatten mit Positionierungselementen ausgerüstet sein, um eine erleichterte Positionierung zu ermöglichen. Dabei werden Wärmedämmplatten 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. Beim Wechsel eines Spritzgießwerkzeugs ist in der Regel ebenfalls ein Auswechseln der Zwischenplatte am Spritzgießwerkzeug und an der Spritzgießmaschine notwendig, wobei eine Vielzahl von Schraubverbindungen zu lösen sind. Werden Zwischenplatten neu eingepasst, müssen exakte Bohrungen hergestellt werden, um die Zwischenplatte zwischen einer Werkzeugaufspannplatte und einer Formenwand eines Spritzgießwerkzeugs anzupassen.
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Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spritzgießmaschine und ein Spritzgießwerkzeug vorzuschlagen, bei der eine Zwischenplatte 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. Zwischen der Vorderwand und/oder der Rückwand und einer Werkzeugaufspannplatte ist eine Zwischenplatte, insbesondere eine Wärmedämmplatte, angeordnet. Es wird vorgeschlagen, dass die Zwischenplatte an der Formennest-Vorderwand und/oder an der Formennest-Rückwand mittels Magnetkraft zumindest eines Permanentmagneten befestigt ist. Somit wird vorgeschlagen, dass die Zwischenplatte zumindest an den zugewandten Flächen zu den Werkzeugaufspannplatten des Spritzgusswerkzeugs mittels Magnetkraft eines Permanentmagneten angeordnet ist. Durch Verschrauben oder Verklemmen des Spritzgusswerkzeugs mit den Werkzeugaufspannplatten wird die Zwischenplatte zwischen den Wänden des Spritzgießwerkzeugs und den Werkzeugaufspannplatten fixiert. Die magnetische Befestigung dient lediglich während des Zusammenbaus zur temporären Ausrichtung und Halterung, wobei eine letztliche Fixierung durch Verspannen oder Verschrauben des Spritzgießwerkzeugs mit der Spritzgießmaschine erfolgt. Hierdurch entfällt eine individuelle Befestigung der Zwischenplatte am Spritzgießwerkzeug, so dass die Zwischenplatte leicht ausgewechselt bzw. wiederverwendet werden kann und nicht exakt mit Befestigungslöchern am Spritzgießwerkzeug angepasst werden muss.
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Vorteilhafterweise kann in einer Weiterentwicklung der Erfindung die Formennest-Vorderwand und/oder die Formennest-Rückwand zumindest bereichsweise eine oder mehrere permanentmagnetische Bereiche als Permanentmagnete aufweisen. So kann die Formennest-Vorderwand oder -Rückwand magnetisiert sein, oder es können einzelne Magnete in der Vorderwand oder Rückwand eingebracht sein, die beispielsweise mit ferromagnetischen Körpern an der Zwischenwand eine Befestigung ermöglichen. Auch können gegensinnig polarisierte Magnete in der Zwischenplatte und in der Vorder- bzw. Rückwand sich anziehen und so eine verstärkte Haftwirkung ausüben.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Permanentmagnet oder ein ferromagnetischer Körper im Inneren der Zwischenplatte vergraben oder an einer Oberfläche der Zwischenplatte flächenbündig versenkt sein. Somit kann im Inneren der Zwischenplatte oder an einer Oberfläche der Zwischenplatte ein Permanentmagnet oder ein ferromagnetischer Körper, beispielsweise ein Eisen-, Nickel- oder Cobalt-Plättchen in einer Oberfläche vergraben sein, um eine Magnetbefestigung am Spritzgießwerkzeug zu ermöglichen. Es kann beispielsweise in einer Vertiefung ein Magnet eingebracht und darin befestigt sein oder in einem sandwichartigen Aufbau der Zwischenplatte im Inneren ein oder mehrere Magnete bzw. ferromagnetische Körper enthalten sein, um die Magnetkraft herzustellen.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Permanentmagnet in einer Vertiefung der Zwischenplatte eingeklebt oder eingepresst sein.
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Alternativ hierzu kann der Permanentmagnet oder der ferromagnetische Körper rückwärtig durch die Zwischenplatte hindurch verschraubt oder angeclipst sein.
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Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Permanentmagnet oder der ferromagnetische Körper durch die Zwischenplatten hindurch von einer Gegenmagnetbefestigung mit einem Gegenmagnet befestigt sein, wobei bevorzugt der Gegenmagnet in einer Gegenmagnetvertiefung der Zwischenplatte angeordnet sein kann.
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Somit ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, den Permanentmagneten oder die ferromagnetischen Körper in einer Vertiefung einer Oberfläche der Zwischenplatte anzuordnen. Hierdurch wird eine ebene Oberfläche der Zwischenplatte ausgebildet, so dass diese vollflächig an einer Wand des Spritzgießwerkzeugs und/oder der Werkzeugspannplatte anliegen kann. Somit ist eine gute thermische Isolierung und eine stabile mechanische Kopplung gegeben. Zum einen kann der Permanentmagnet eingeklebt oder eingepresst in einer Vertiefung gelagert sein, zum anderen kann durch eine Schraubverbindung oder eine Clipverbindung zu einer gegenüberliegenden Seite der Zwischenplatte der Magnet verliersicher angeschraubt oder angeclipst sein, oder es kann mittels eines Gegenmagneten oder eines weiteren ferromagnetischen Körpers durch Magnetwirkung der Körper in einer Vertiefung der Zwischenplatte gehalten sein.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind mehr als ein, insbesondere vier Permanentmagnete oder ferromagnetische Körper vorgesehen, die bevorzugt an Eckbereichen der Zwischenplatte angeordnet sind, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Zwischenplatte und Spritzgießwerkzeug herstellen zu können.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung können die Vorder- und Rückwand und die Werkzeugaufspannplatten Positionierungselemente aufweisen, die formschlüssig ineinandergreifen und eine vorbestimmbare und lagerichtige Positionierung der Vorder- und Rückwand auf der jeweiligen Werkzeugaufspannplatte bereitstellen, wobei die Positionierungselemente durch die Zwischenplatte hindurchgreifen oder die Positionierungselemente auf der Zwischenplatte angeordnet sind. Mithilfe von Positionierungselementen, insbesondere Führungsnuten und Nutensteine, kann eine lagerichtige Ausrichtung des Spritzgießwerkzeugs auf der Werkzeugaufspannplatte erreicht werden, wobei vorteilhafterweise auch die Zwischenplatte derartige Positionierungselemente umfasst oder Positionierungselemente von Spritzgießwerkzeug und von Werkzeugaufspannplatten durch die Zwischenplatte hindurch greifen können, beispielsweise indem an der entsprechenden Stelle Aussparungen vorgesehen sind, und die Positionierungselemente in ihrer Dimension so groß gestaltet sind, dass sie durch die Dicke der Zwischenplatte hindurchgreifen können. Hierdurch werden ein schnelles Auswechseln und eine exakte lagerichtige Fixierung des Spritzgießwerkzeugs innerhalb der Spritzgießmaschine ermöglicht.
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In einem nebengeordneten Aspekt wird eine Zwischenplatte, insbesondere einer Wärmedämmplatte, zur Verwendung in einer vorgenannten Spritzgießmaschine vorgeschlagen, wobei die Zwischenplatte zumindest einen Permanentmagneten und/oder einen ferromagnetischen Körper zur Befestigung an einer Formennest-Vorderwand bzw. -Rückwand umfasst, der bevorzugt im Inneren der Zwischenplatte vergraben oder flächenbündig an der Oberfläche der Zwischenplatte versenkt angeordnet ist. Somit wird eine Zwischenplatte vorgeschlagen, die insbesondere als Wärmedämmplatte oder als Adapterplatte eine Ankopplung zwischen den Werkzeugaufspannplatten und dem Spritzgießwerkzeug herstellen und eine thermische Isolation bereitstellen, so dass eine unerwünschte Erwärmung von Teilen der Spritzgießmaschine unterdrückt werden kann. Dies hat energetisch den Vorteil, dass lediglich das Spritzgießwerkzeug geheizt werden muss, und sich Wärme nicht unkontrolliert in der Spritzgießmaschine verteilen kann. Zur erleichterten Befestigung und Austausch des Spritzgießwerkzeugs in der Spritzgießmaschine können in der Zwischenplatte ein oder mehrere ferromagnetische Körper oder Permanentmagnete vorgesehen sein, die mittels Magnetkraft auf dem Spritzgießwerkzeug anhaften, so dass dieses beim Befestigen auf den Werkzeugaufspannplatten lagerichtig fixiert sind, ohne dass zusätzliche Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben, eingesetzt werden müssen.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es nicht mehr notwendig, dass die Wärmedämmplatten mit Schrauben an den Außenwänden des Spritzgießwerkzeugs befestigt werden müssen. Somit kann auf Bohrlöcher oder Senkungen für Schraubenköpfe verzichtet werden, wobei kostbarer Bauraum und Verbindungen, beispielsweise Kühlbohrungen oder Kabel für Heißkanäle usw., ungestört von Befestigungsmöglichkeiten der Zwischenplatte angeordnet werden können. Es kann auf das Anbringen von Gewinden verzichtet werden und Wärmedämmplatten müssen nicht individuell an besondere Spritzgießwerkzeuge angepasst werden. Somit ist der Kostenaufwand zur Bereitstellung von Wärmedämmplatten deutlich verringert und es müssen bei einer Demontage keine weiteren Schrauben gelöst oder eingeschraubt werden. Aus dem Stand der Technik sind nämlich Verschraubungen bekannt, bei denen Durchgangslöcher durch die Zwischenplatten gebohrt und auch Versenkungen für Schraubenköpfe vorgenommen werden müssen und Gewinde in den Spritzgießwerkzeugen eingebracht werden müssen. Durch den Einsatz von Magneten in den Zwischenplatten, Wärmedämmplatten oder Isolierplatten kann eine schnelle Montage und Demontage kostengünstig bereitgestellt werden. Die Magnete können in unterschiedlichen Formen, Kraftstärken, Befestigungsarten in den Wärmedämmplatten eingebracht werden. Beispielsweise können die Magnete geclipst, geschraubt, geklebt, gepresst oder mittels eines zweiten Magneten fixiert werden. Wärmedämmplatten können somit vorkonfektioniert und schon fertig bereitgestellt werden und es wird auf eine spanende Bearbeitung der Wärmeplatte oder des Spritzgießwerkzeugs verzichtet. Es müssen keine Gewinde geschnitten werden und keine Schrauben eingeschraubt bzw. gelöst werden, so dass sich der Aufwand für das Wechseln eines Spritzgießwerkzeugs deutlich vereinfacht.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind zumindest zwei Permanentmagnete in der Zwischenplatte umfasst, die unterschiedlichen Magnetfeldstärken aufweisen, so dass verschiedene Bereiche der Zwischenplatte (mit unterschiedlichen Kräften) befestigt werden können. So ist es einerseits möglich, dass Permanentmagnete relativ schwach magnetisiert sind, um eine nur schwach verbindente Wirkung auszubilden, andererseits möglich, Permanentmagnete relativ stark zu magnetisieren, um hohe Verbindungskräfte aufzubringen, z.B. in Eckbereichen oder im Bereich rund um die Einspritzdüse. So können bei größeren Zwischenplatten stärkere Magnete als bei kleineren Zwischenplatten eingesetzt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung weisen der oder die Permanentmagnete eine kreisscheibenförmige, ellipsenscheibenförmige, eine rechteckige, quadratische, trapezförmige, fünf- oder mehreckige Kontur auf, wobei die Dicke des Permanentmagneten kleiner als fünfmal eines größten Breitendurchmessers des Permanentmagneten ist. Der Permanentmagnet kann auch streifenförmig ausgestaltet sein, und in eine Nut der Zwischenplatte eingelegt und darin befestigt, bevorzugt eingeklebt sein. Somit können verschiedene Formen von Magneten bereitgestellt werden. Es sind auch bogenförmige Magnetkonturen denkbar, die z.B. der Rundung des Durchgangslochs der Einspritzdüse folgen. Damit können bessere Haftwirkungen und konturangepasste Magnetverbindungselemente bereitgestellt 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 perspektivisch eine erste Ausführungsform eines Spritzgießwerkzeugs der Erfindung,
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2 Darstellung einer Werkzeugaufspannplatte und eines Spritzgießwerkzeugs mit Wärmedämmplatte nach dem Stand der Technik,
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3 Teildarstellungen der Verbindung einer Wärmedämmplatte mit einem Spritzgießwerkzeug nach dem Stand der Technik,
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4 Zwischenplatte nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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5 Zwischenplatte nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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6 Teildarstellungen verschiedener Anordnungs- und Befestigungsmöglichkeiten von Permanentmagneten in einer Zwischenplatte nach Ausführungsbeispielen der Erfindung,
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7 Darstellung einer Werkzeugaufspannplatte und eines Spritzgießwerkzeugs 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. Zwischen die beiden Werkzeugaufspannplatten 20, 25 der Spritzgießmaschine 1 kann ein Spritzgießwerkzeug 50 eingebracht werden. Zur thermischen Isolierung können Wärmedämmplatten 102 jeweils zwischen der Vorder- und Rückwand 58, 60 des Spritzgießwerkzeugs 50 und den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 angeordnet werden. Die Zwischenplatten können magnetisch entweder auf den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 oder auf der Vorder- bzw. Rückwand 58, 60 des Spritzgießwerkzeugs 50 befestigt werden, bevor diese in die Spritzgießmaschine 1 eingelegt und verschraubt wird, so dass eine zusätzliche Befestigung der Wärmedämmplatten mit dem Spritzgießwerkzeug 50 bzw. mit den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 unnötig wird. Eine Zwischenplatte 100 kann mittels Magnetkraft zwischen Spritzgießwerkzeug und Werkzeugspannplatte angeordnet werden.
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In den 2a und 2b sind Ausführungsformen von Werkzeugaufspannplatten 20 und Spritzgießwerkzeug 500 nach dem Stand der Technik dargestellt. Auf dem Spritzgießwerkzeug 500 sind auf der Vorderwand 58 und auf der Rückwand 60 jeweils Wärmedämmplatten 102 angebracht. In den Wärmedämmplatten 102 ist eine Vielzahl von Schraubendurchgangslöchern 128 angeordnet, die ein Verschrauben der Zwischenplatte auf der Vorderwand 58 bzw. Rückwand 60 ermöglichen. Es müssen hierzu Gewindelöcher in den Vorder- und Rückwänden des Spritzgießwerkzeugs 500 angeordnet sein. Weitere Durchführungen sind für eine Ausstoßeraufnahme 54 für einen Auswerfer 37 sowie Befestigungslöcher 64 zum Befestigen des Kunststoffspritzwerkzeugs 500 mit den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 vorgesehen, die auch durch die Zwischenplatte 102 durchgeführt werden müssen. Auf den Werkzeugaufspannplatten 20 nach 2a sind eine Vielzahl von Gewindelöchern 30 vorgesehen, um ebenfalls die Wärmedämmplatten 102 direkt auf den Werkzeugaufspannplatten 20, 25 befestigen zu können. Somit muss eine Vielzahl von Durchgangslöchern bzw. Gewindelöchern 30, 128 vorgesehen sein, um zunächst Wärmedämmplatten anzubringen und hiernach ein Spritzgießwerkzeug in einer Spritzgießmaschine befestigen zu können. Beim Wechsel des Spritzgießwerkzeugs 500 ist eine Vielzahl von Schrauben zu lösen, und die Wärmedämmplatte 102 muss speziell an jedes Spritzgießwerkzeug angepasst werden.
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In den 3a bis 3c sind die Arbeitsschritte zur Befestigung einer Wärmedämmplatte 102 auf einem Spritzgießwerkzeug 500 dargestellt. Aus der 3a ist ersichtlich, dass zunächst eine gewünschte Kontur zur Einbringung einer Schraube durch Bohren oder Senken als Durchgangsloch 128 in der Zwischenplatte 100 eingeführt werden muss. An der lagerichtigen Stelle muss im Spritzgießwerkzeug 500 ein Gewindeloch 30 vorgesehen sein. Nach einem lagerichtigen Ausrichten der Durchgangslöcher 128 der Zwischenplatte 100 auf der Vorderwand 58 des Spritzgießwerkzeugs 50 kann eine Schraube eingeschraubt und die Zwischenplatte 100 am Spritzgießwerkzeug 500 befestigt werden.
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In der 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel 100 einer Zwischenplatte als Wärmedämmplatte 102 dargestellt. Die Wärmedämmplatte 102 umfasst weiterhin Durchgangslöcher 128, beispielsweise zur Durchführung von Schrauben zur Verbindung des Spritzgießwerkzeugs 50 mit einer Werkzeugaufspannplatte 20, 25. Zur temporären Befestigung der Wärmedämmplatte 102 auf einer Vorder- bzw. Rückwand 58, 60 des Spritzgießwerkzeugs 50 können Permanentmagnete auf der abgewandten Seite in Vertiefungen angeordnet sein, die beispielsweise mittels einer Magnethalteeinrichtung 104 in Form einer Gegenverschraubung 108 mittels Schrauben befestigt werden können. Auch ist es denkbar, Magnete mit Clipsen 110 auf der Rückseite der Zwischenplatte 100 zu befestigen. Alternativ hierzu kann auch die Magnethalteeinrichtung 104 als Gegenmagnetbefestigung 110 ausgeformt sein, wobei ein Gegenmagnet 134 in einer Vertiefung auf der Rückseite der Zwischenplatte 100 angeordnet ist, der gegensinnig polarisiert zum Permanentmagneten ist, der die Magnetkraft zur Werkzeugaufspannplatte oder zur Vorder- bzw. Rückwand des Spritzgießwerkzeugs 50 herstellt. Im Zentrum der Zwischenplatte 100 ist eine Durchführungsöffnung 126 angeordnet, durch die beispielsweise eine Einspritzdüse 21 durchgeführt werden kann, um einen Plastifizierungskanal 52 des Spritzgießwerkzeugs 50 kontaktieren zu können.
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In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zwischenplatte 100 als Wärmedämmplatte 102 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine Vielzahl möglicher Ausführungsformen von Magnethalterungen für Permanentmagnete zur Aufbringung einer Magnetkraft gegenüber einer Vorder- bzw. Rückwand 58, 60 eines Spritzgießwerkzeugs bzw. zum Aufbringen einer Magnetkraft gegenüber einer Werkzeugaufspannplatte 20, 25. Die rechteckförmige Zwischenplatte 100 weist eine große Durchführungsöffnung 126, zum Beispiel zur Durchführung einer Einspritzdüse 21 auf. Des Weiteren sind übliche Schraubendurchgangslöcher 128 vorgesehen. Zur Befestigung der Zwischenplatte 100, beispielsweise an einer Vorder- oder Rückwand 58, 60 oder an einer Werkzeugaufspannplatte 20, 25 sind eine Mehrzahl von Vertiefungen zur Aufnahme von Permanentmagneten 106 vorgesehen. Beispielsweise kann ein Magnetstreifen 136 in einer horizontal verlaufenden Nut der Zwischenplatte 100 eingefasst sein. Des Weiteren kann ein scheibenförmiger, runder Permanentmagnet in einer Magnethalteeinrichtung 104 als Magnetklemmung 132 eingeklemmt sein. Alternativ ist es denkbar, den Magnet mittels eines Klebstoffs in einer Verklebung 114 in einer Vertiefung der Zwischenplatte 100 einzubetten. Die Magnethalteeinrichtung 104 kann beispielsweise auch mit einer Gegenverschraubung 108 durch eine Schraube, die von der Rückwand, insbesondere in einem Versenkloch oder Senkung in der Rückwand der Zwischenplatte 100 in den Permanentmagneten eingeschraubt sein, wobei beispielsweise auch die Vertiefung rechteckförmig 130 ausgeformt sein kann. Schließlich kann auch eine Clipverbindung 112 in einer Rechteckform 130 oder in einer runden Form eingesetzt werden, um einen Permanentmagneten in der Zwischenplatte oder Wärmedämmplatte 100, 102 zu befestigen.
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In der 6a ist die Befestigung eines Permanentmagneten in einer Vertiefung 116 einer Zwischenplatte 100 dargestellt, wobei die Befestigung als Verklebung 114 oder als Magnetklemmung 132 ausgeführt sein kann und eine kraftschlüssige Verklemmung des Permanentmagneten innerhalb der Vertiefung 116 bereitgestellt sein kann.
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In der 6b ist alternativ eine Clipverbindung 112 vorgeschlagen, wobei ein Clip in einer Clipvertiefung 112 von der Rückseite der Zwischenplatte 100 durch eine Durchführungsöffnung 126 an die Rückseite des Permanentmagneten 106 herangeführt und mit diesem verbunden werden kann, um den Permanentmagneten in der Vertiefung 116 zu halten.
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Weiterhin ist in der 6c eine Gegenverschraubung 108 dargestellt, wobei auf der Rückseite der Zwischenplatte 100 ein Vertiefungskonus 118 eingebracht sein kann, um einen Schraubenkopf aufzunehmen, und somit eine Schraubenkopfvertiefung 120 auszubilden. Durch ein Schraubendurchgangsloch 128 kann dann ein nicht dargestellter Permanentmagnet 106 mit der Rückseite verschraubt werden. Schließlich kann, wie in 6d dargestellt ist, auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der Zwischenplatte 100 sowohl eine Vertiefung 160 für einen Permanentmagneten als auch eine Gegenmagnetvertiefung 124 angeordnet sein. Zwei gegensinnig polarisierte Permanentmagnete können dabei in die jeweilige Vertiefung aufgenommen werden, und halten sich durch magnetische Anziehungskräfte selbst, so dass mittels der Magnetkraft eine Verbindung sowohl in Richtung Vorder- bzw. Rückwand eines Kunststoffspritzwerkzeugs 50 als auch gegenüber einer Werkzeugaufspannplatte 20, 25 bereitgestellt werden kann. Die Bereitstellung einer Gegenmagnetbefestigung 110 ist dabei besonders vorteilhaft, da sie eine magnetische Befestigung sowohl in Richtung des Spritzgießwerkzeugs 50 als auch in Richtung der Spritzgießmaschine 1 bereitstellt.
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Schließlich ist in der 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, die ein Spritzgießwerkzeug 50 sowie eine Werkzeugaufspannplatte 20 einer Spritzgießmaschine 1 umfasst. In der 7a und 7b sind in Fortentwicklung zu der in den 2a und 2b dargestellten Werkzeugaufspannplatte 20 und Spritzgießwerkzeug 500 erste Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. In der 7a ist dabei 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 Spritzgießwerkzeugs 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. Die Wärmedämmplatten 102 auf der Vorderseite 58 und auf der Rückseite 60 des Spritzgießwerkzeugs 50 sind mittels nicht dargestellter Magnete befestigt. Durch Aussparungen in der Wärmedämmplatte 102 können Positionierungselemente 74 in Form von Nutensteine 76 hindurchgreifen und in entsprechend ausgeformte Führungsnuten 72 bzw. 70 der Werkzeugaufspannplatte 20 eingreifen. Durch die Spritzdüsendurchführung 14 der Werkzeugaufspannplatte 20 kann eine Einspritzdüse 21 hindurchgreifen und den Plastifizierungskanal 52 des Spritzgießwerkzeugs 50 kontaktieren. Der Zentrierring 62 dient zur zusätzlichen Zentrierung gegenüber den Führungselementen 74, kann alternativ allerdings auch weggelassen werden. Durch die Magnethalterung der Zwischenplatte 100 kann ein leichter und schneller Wechsel des Spritzgießwerkzeugs 50 vorgenommen werden, und die Zwischenplatten 100 können universell verwendet werden und an verschiedene Spritzgießwerkzeuge 50 angekoppelt werden.
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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
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- 42
-
- 44
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- 46
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- 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
- 100
- Zwischenplatte
- 102
- Wärmedämmplatte
- 104
- Magnethalteeinrichtung
- 106
- Permanentmagnet
- 108
- Gegenverschraubung
- 110
- Gegenmagnetbefestigung
- 112
- Clipbefestigung
- 114
- Verklebung
- 116
- Vertiefung
- 118
- Vertiefungskonus
- 120
- Schraubkopfvertiefung
- 122
- Clipvertiefung
- 124
- Gegenmagnetvertiefung
- 126
- Durchführungsöffnung
- 128
- Schrauben-Durchgangsloch
- 130
- Rechteckvertiefung
- 132
- Magnetklemmung
- 134
- Gegenmagnet
- 136
- Magnetstreifen
- 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]
