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Die Erfindung betrifft eine Spritzgussanordnung für eine Spritzgießmaschine, umfassend wenigstens ein Spritzgusswerkzeug mit einem kühlbaren Kaltkanalblock und wenigstens einem beheizbaren Formblock nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
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Insbesondere zum Spritzgießen von Flüssigsilikon (LSR - Liquid Silicon Rubber) werden in Spritzgießmaschinen Spritzgusswerkzeuge mit einem beheizbaren, aus zwei Formplatten gebildeten Formblock eingesetzt, dem ein Kaltkanalblock vorgeschaltet ist. Um eine Vulkanisierung des Silikonmaterials in den Verteilerkanälen des Kaltkanalblocks zu verhindern, ist dieser mit einer Kühlung ausgestattet, über die der Kaltkanalblock auf ca. 18 - 30 °C temperiert wird. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Kühlung ist es bekannt, den Kaltkanalblock mit entsprechenden Kühlkanälen zu versehen. Durch die Verhinderung der Vulkanisierung in den Verteilerkanälen können Angussverluste weitgehend verhindert, wenn nicht sogar gänzlich vermieden werden.
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Der Kaltkanalblock weist eine Zuleitung auf, an die sich verzweigende Verteilerkanäle anschließen, über die das von der Spritzgießmaschine zugeführte Silikonmaterial über Düsen in die zwischen den Formplatten des Formblocks gebildeten Kavitäten eingebracht wird. Um auch die Düsenkörper möglichst über ihre gesamte Länge ausreichend zu kühlen, ist es bekannt, diese ebenfalls mit Kühlkanälen zu versehen. Die Zuführung des Silikonmaterials durch die Spritzgießmaschine kann dabei, je nach Vormaterial, über einen statischen Mischer oder über eine Mischschnecke erfolgen. Der Formblock wird auf 130 bis 200 °C beheizt. Durch die hohen Temperaturen wird der Vernetzungsprozess des LSR - Materials aktiviert.
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Derartige LSR-Spritzgießwerkzeuge, wie sie mit unterschiedlich ausgestalteten Kaltkanalblöcken beispielsweise in der
DE 3921355 A1 , der
DE 40 14 244 A1 , der
DE 10 2015 013 130 A1 oder auch der
DE 9310529 U1 offenbart sind, sind sehr komplex und kostenintensiv. Um die Produktivität der Werkzeuge zu maximieren, wird der Formblock aufwändig mit einer möglichst großen Anzahl von Kavitäten versehen, wodurch die Stückzahl hergestellter Produkte je Spritzgießvorgang erhöht ist. Zur weiteren Erhöhung der Produktionskapazität sind mehrere mit solchen LSR-Spritzgießwerkzeugen ausgestatte Spritzgießmaschinen erforderlich, wodurch die Investitionskosten erheblich erhöht sind.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Spritzgussanordnung für eine Spritzgießmaschine bereitzustellen, die unter Vermeidung erheblicher Investitionskosten eine Erhöhung der Produktivität ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Spritzgussanordnung für eine Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruchs 1 gelöst.
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Mit der Erfindung ist eine Spritzgussanordnung für eine Spritzgießmaschine bereitgestellt, die unter Vermeidung erheblicher Investitionskosten eine Erhöhung der Produktivität ermöglicht. Dadurch, dass eine erste Kopplungsplatte angeordnet ist, die wenigstens eine Hauptzuleitung aufweist, die in wenigstens zwei Verteilerkanälen mündet, wobei auf der ersten Kopplungsplatte wenigstens zwei solcher Spritzgusswerkzeuge angeordnet sind, deren zentrale Zuleitungen über die Verteilerkanäle mit der Hauptzuleitung verbunden sind, ist eine Verdopplung der Produktivität erzielt. Die Investition hierfür ist dabei im Wesentlichen auf ein weiteres Spritzgusswerkzeug begrenzt - die Anschaffung einer weiteren Spritzgießmaschine ist nicht erforderlich. Durch die erfindungsgemäße Spritzgussanordnung ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass bei Ausfall eines Spritzgusswerkzeugs die Spritzgießmaschine nicht ausfällt - diese kann durch Ersetzen der Kopplungsplatte durch eine Anschlussplatte mit dem verbleibenden Spritzgusswerkzeug weiter produzieren.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die erste Kopplungsplatte aus zwei miteinander verbundenen Verteilerplatten gebildet. Hierdurch ist die Herstellung der Verteilerkanäle vereinfacht. Die Verteilerkanäle sind dabei bevorzugt gefräst ausgeführt. Hierdurch ist eine Fertigung mit sehr geringen Toleranzen ermöglicht, wodurch eine Grat- und Schwimmhautbildung vermieden ist.
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Vorteilhaft weist die erste Kopplungsplatte eine Angussbuchse zum Anschluss an die Düse des Einspritzaggregats einer Spritzgießmaschine auf. Hierdurch ist die Verbindung der Hauptzuleitung der ersten Kopplungsplatte erleichtert.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Kopplungsplatte mit Zentrierdornen und/oder Zentrierbohrungen versehen, die mit an den Spritzgusswerkzeugen angeordneten Zentrierbohrungen und/oder Zentrierdornen formschlüssig verbunden sind. Hierdurch ist eine exakte Positionierung der Spritzgusswerkzeuge an der ersten Kopplungsplatte gewährleistet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Spritzgusswerkzeuge an ihrer der ersten Kopplungsplatte gegenüberliegenden Seite über eine zweite Kopplungsplatte miteinander verbunden. Hierdurch ist ein synchrones Öffnen und Schließen der Spritzgusswerkzeuge durch die Spritzgießmaschine ermöglicht.
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In Weiterbildung der Erfindung sind die Spitzgusswerkzeuge identisch ausgebildet. Hierdurch ist die Lagerhaltung von Ersatzteilen reduziert. Zudem ist der Wechsel von temporär ausfallenden Spritzgusswerkzeugen erleichtert.
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In Ausgestaltung der Erfindung sind genau zwei Spritzgusswerkzeuge auf der ersten Kopplungsplatte angeordnet. Hierdurch ist die Rüstung einer Spritzgießmaschine ohne erhebliche Umbauten in der Regel mit vorhandenem Rüstkran ermöglicht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen beide Kopplungsplatten ein Verbindungsstück zur Aufnahme in einer Spritzgießmaschine auf. Hierdurch ist eine mechanische Verbindung der Spritzgussanordnung mit der Spritzgießmaschine ermöglicht.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Kopplungsplatte zur Verwendung als erste Kopplungsplatte einer Spritzgussanordnung der vorstehenden Art nach dem Schutzanspruch 8. Bevorzugt ist eine Angussplatte zur druckfesten Verbindung mit dem Einspritzaggregat einer Spritzgießmaschine angeordnet, die in der Hauptzuleitung mündet.
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Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
- 1 die schematische Darstellung einer Spritzgussanordnung für eine Spritzgießmaschine;
- 2 die schematische Darstellung der Spritzgussanordnung aus 1 im Querschnitt;
- 3 die schematische Darstellung der ersten Kopplungsplatte der Spritzgussanordnung aus 1 in der Ansicht von unten;
- 4 die schematische Darstellung der ersten Kopplungsplatte mit Spritzgusswerkzeugen mit düsenseitiger Formblockhälfte der Spritzgussanordnung aus 1;
- 5 die schematische Darstellung der Anordnung aus 4 im Längsschnitt;
- 6 die schematische Darstellung der Anordnung aus 4 in der Ansicht von unten;
- 7 die schematische Darstellung eines Spritzgusswerkzeugs der Spritzgussanordnung aus 1 mit montierter Angussbuchse zum separaten Einsatz in einer Spritzgießmaschine und
- 8 die schematische Skizzierung einer Spritzgießmaschine mit eingesetzter Spritzgussanordnung.
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Das als Ausführungsbeispiel gewählte Spritzgussanordnung für eine Spritzgießmaschine ist im Wesentlichen aus einer ersten Kopplungsplatte 1 und einer zweiten Kopplungsplatte 2 gebildet, zwischen denen zwei identisch ausgebildete Spritzgusswerkzeuge 3 angeordnet sind, die jeweils einen Kaltkanalblock 4 aufweisen, der mit einem Formblock 6 verbunden ist. Zur Handhabung sind die Spritzgusswerkzeuge mit - nicht dargestellten - Stellfüßen sowie Aufnahmebolzen für eine Transportbrücke versehen, die eine Öse zum Einhängen in einen Kranhaken aufweist.
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Die erste Kopplungsplatte 1 umfasst zwei miteinander verbundene Verteilerplatten, eine Anschlussplatte 11, die eine Hauptzuleitung 12 aufweist und die mit einer Angussbuchse 13 zum Anschluss an die Düse des Einspritzaggregats einer Spritzgießmaschine versehen ist, das in der Hauptzuleitung 12 mündet, und eine Abzweigplatte 14, durch die zwei beabstandet zueinander angeordnete Zulaufkanäle 15 geführt sind. Zwischen der Anschlussplatte 11 und der Abzweigplatte 14 verläuft ein Verbindungskanal 16, der die Hauptzuleitung 12 mit den beiden Zulaufkanälen 15 verbindet. Die Zulaufkanäle 15 und der Verbindungskanal 16 sind derart dimensioniert, dass ein durch die Hauptzuleitung 12 eingebrachter Materialmengenstrom zu gleichen Teilen durch die Zulaufkanäle 15 geführt wird.
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Der Kaltkanalblock 4 ist aus einer Anordnung aus vier aneinander liegenden Verteilerplatten 41 gebildet, durch die jeweils Zulaufkanäle 42 geführt sind, die über zwischen jeweils zwei Verteilerplatten verlaufende Verbindungskanäle 43 verbunden sind. An die vier Verteilerplatten 41 schließt sich eine Düsenhalteplatte 44 an, in der Düsen 45 angeordnet sind, in denen jeweils ein Zulaufkanal 42 mündet. Zur Kühlung des Kaltkanalblocks 4 einschließlich der in der Düsenhalteplatte 44 angeordneten Düsen 45 sind durch diesen weiterhin - nicht dargestellte - Kühlkanäle geführt, die über - nicht dargestellte - Kühlanschlüsse mit einer Kühlflüssigkeit gespeist sind. An dem Kaltkanalblock 4 sind Zentrierdorne 46 angeordnet, die in Zentrierbohrungen 17 der ersten Kopplungsplatte 1 eingreifen, wodurch der Kaltkanalblock 4 exakt an der ersten Kopplungsplatte 1 positioniert ist.
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Der Formblock 6 umfasst zwei Formplatten 61, 66 die Formstücke 63 aufnehmen, zwischen denen Kavitäten ausgebildet sind. Die beiden Formplatten 61, 66 sind über Zentrierelemente 64 zueinander geführt, sodass diese nach einem Schließvorgang exakt zueinander positioniert sind. Der Formblock 6 ist mit - nicht dargestellten - Widerstandsheizelementen versehen, die über Anschlussstecker 32, 33 mit einer elektrischen Spannungsversorgung verbunden sind.
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Die erste Formplatte 61 ist über eine Wärmeisolationsplatte 65 mit der Düsenhalteplatte 44 des Kaltkanalblocks 4 verbunden, wobei jeweils eine der von der Düsenplatte 44 aufgenommenen Düsen 45 in einer der durch die Formstücke 63 ausgebildeten Kavitäten mündet. Die Wärmeisolationsplatte 65 dient der thermischen Trennung des gekühlten Kaltkanalblocks 4 gegenüber dem beheizten Formblock 6.
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Die zweite Formplatte 66 ist mit einer Kernhalteplatte 62 verbunden, die in bekannter Weise - nicht dargestellte - bewegbare Kernmodule als Bestandteil von Formstücken 63 zur Realisierung von Hinterschnitten herzustellender Produkte aufnehmen. Die Kernhalteplatte 62 ist über eine weitere Wärmeisolationsplatte 65 mit einer Druckplatte 67 verbunden, die mit der zweiten Kopplungsplatte 2 verbunden ist.
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Die zweite Kopplungsplatte 2 weist hydraulisch betätigbare Auswerferstifte 21 auf, die durch Druckplatte 67, die an dieser anliegenden Wärmeisolationsplatte 65 sowie die Kernhalteplatte 62 geführt sind. An der Kopplungsplatte 2 sind weiterhin Befestigungselemente 22 zur mechanischen Verbindung mit einem bewegbaren Schlitten einer Spritzgießmaschine 7 angeordnet. Weiterhin weist die Kopplungsplatte 2 eine Auswerferanbindung 23 zur Bewegung der abfahrenden Formplatte 66 auf.
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In 8 ist beispielhaft eine Spritzgießmaschine schematisch skizziert, in die eine erfindungsgemäße Spritzgussanordnung eingesetzt ist. Die erste Kopplungsplatte 1 ist mit der Spritzgießmaschine 7 fest verschraubt, wobei die Angussbuchse 13 druckfest an ein mit dem Mischer 71 verbundenes Einspritzaggregat 72 angeschlossen ist. Die zweite Kopplungsplatte 2 ist über die Befestigungselemente 22 fest mit dem verfahrbaren Schlitten 73 der Spritzgießmaschine 7 verbunden, wobei die Auswerferanbindung mit einem - nicht dargestellten - an dem Schlitten 73 der Spritzgießmaschine 7 angeordneten Auswerferaktuator, beispielsweise einem Hydraulikzylinder verbunden ist.
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In einem Produktionszyklus wird flüssiges Silikonmaterial aus dem Mischer 71 über das Einspritzaggregat 72 mit einer Temperatur von etwa 25 bis 35 Grad unter hohem Druck über die Angussbuchse 13 durch die Hauptzuleitung 12 über die Zulauf- und Verbindungskanäle 15, 16 zu gleichen Teilen den Zulauf- und Verbindungskanälen 42, 43 der gekühlten Kaltkanalblöcke 4 der beiden, im Ausführungsbeispiel identisch ausgebildeten Spritzgusswerkzeuge 3 zugeführt und durch die Düsen 45 in die durch die Formstücke 63 der beheizten Formblöcke 6 gebildeten Kavitäten eingespritzt, wo es erhitzt und durch eine chemische Reaktion, beispielsweise eine Vernetzung oder Vulkanisation verfestigt wird. Nachfolgend erfolgt zunächst eine Trennung der Kernhalteplatte 62 von der Formplatte 66 über die Auswerferstifte 21, wodurch die von der Kernhalteplatte 62 aufgenommenen Kerne aus den Formstücken 63 bewegt werden.
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Anschließend wird der Schlitten 73 der Spritzgießmaschine 7 mit der an diesem befestigten zweiten Kopplungsplatte 2 zurückgefahren, wodurch die beiden Spritzgusswerkzeuge 3 entlang der Trennebene zwischen den beiden Formplatten 61, 66 ihrer Formblöcke 6 synchron getrennt werden. Hierbei erfolgt die Trennung der beiden Formplatten 61, 66, wodurch die durch die Formstücke 63 ausgeformten Produkte beider Spritzgusswerkzeug 3 entformt werden. Produktabhängig kann dieser Prozess durch eine über die Formstücke 63 bewegte Walze forciert werden.
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Anschließend wird der Schlitten 73 der Spritzgießmaschine 7 mit der mit diesem befestigten zweiten Kopplungsplatte 2 wieder in seine erste Position vorgefahren, wodurch die zweiten Formplatten 66 der beiden Spritzgießwerkzeuge 3 synchron an die ersten Formplatten 61 dicht angelegt werden. Dabei werden die zweiten Formplatten 62 über die Zentrierelemente 64 exakt an den ersten Formplatten 61 positioniert. Zugleich werden die Kernhalteplatten 62 wieder an die zweiten Formplatte 66 angelegt.
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Im Falle eines beispielsweise wartungsbedingten Ausfalls eines der Spritzgießwerkzeuge 3 kann dieses entweder durch ein identisches Spritzgießwerkzeug 3 ersetzt werden, oder das verbleibende Spritzgießwerkzeug 3 kann, wie in 7 gezeigt, mit einer Angussbuchse 5 versehen werden, die in den Zulaufkanal 42 des Kaltkanalblocks 4 mündet.
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Durch die erfindungsgemäße Spritzgussanordnung ermöglicht eine kostengünstige Erhöhung der Produktivität einer Spritzgießmaschine, wobei zugleich eine Fortführung der Produktion im Falle des beispielsweise wartungsbedingten Ausfalls eines Spritzgusswerkzeugs ermöglicht ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3921355 A1 [0004]
- DE 4014244 A1 [0004]
- DE 102015013130 A1 [0004]
- DE 9310529 U1 [0004]
