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Spritzgiessmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Spritzgiessmaschine der iin Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 genannten Art.
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D-er Auswurf auf gebräuchlii ci, un Spritz gio 5 smaschinen hel-gestellter
Formlinge ist .schwierig, wenn die Trennebene des Werkzeugs horizontal liegt üblicherweise
werden Auswerfen stifte für jedes einzelne Teil des Spritzgiessrtückes eingesetzt.
Insbesondere bei stark gegliederten Formen wird die Spritzgiessmaschine durch dieses
Erfordernis teuer Auswerfschwierigkeiten aus der Form treten auch dann auf, wenn
der auszuwerfende Formkörper eine ungleichmässige Basis fläche aufweist. Nicht selten
ist die von den Auswerfer stiften auf den Formkörper übertragene Kraft bei grösseren
Niveauuntcrschieden in der Basis des Forlukörpers so inhomogen, dass der Formkörper
beim Auswerfen beschädigt wird. Diese Gefahr besteht insbesondere beim Arbeiten
mit Formkernen.
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Ein weiterer bei gebräuchlichen Spritzgiessmaschinen auftretender
Nachteil liegt darin, dass häufig nach dem Ausformen die Anspritzteile von den gespritzten
Formteilen von Hand getrennt werden müssen. Dieser Vorgang ist zeitaufwendig
und
unwirtschaftlich. Nicht selten bleibt jedoch auch nach dem Abkneifen von Hand am
Spritzgiesskörper eine rauhe Oberflächenstelle zurück, die ein weiteres Nacharbeiten
erfordert.
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Schliesslich sind gebräuchliche Spritzgiessmaschinen üblicherweise
so aufgebaut, dass das Werkzeug nicht nur die Formgebungsfläche, sondern auch Führungs-
und Schlesselemente trägt. Durch diese Ausbildung ist der Werkzeugwechsel an gebräuchlichen
Spritzgiessmaschinen zeitaufwendig, umständlich und unwirtschaftlich. Auch sind
die einzelnen Werkzeuge relativ teuer, da sie neben den unterschiedlichen Formflächen
auch stets die gleichen Führungs- und Schliesselemente aufweisen müssen.
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Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Spritzgiessmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die die
zuvor beschriebenen Nachteile nicht aufweist und insbesondere einen verbesserten
Auswerfmechanismus aufweist, der speziell auch auf einem Formkern gespritzte Formkorper
unbeschädigt aus dem geöffneten Werkzeug auswerfen kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art, die erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 genannten Merkmale aufweist.
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Zusammengefasst schafft die Erfindung eine Spritzgiessmaschine mit
einem mehrteiligen Werkzeug, das Hohlräume zum Ausformen mehrerer Spritzgiessformkörper
enthält. In jeden der Formhohlräume ragt ein Stift oder ein Zapfen hinein, auf den
das Formteil gespritzt wird. Beim öffnen des Werkzeugs werden die Spritzgiesslinge
durch Aufwärtsstossen und Abwerfen von den Stiften ausgeformt. Das Auswerfen erfolgt
unter Einwirkung einer über die gesamte Basis des Spritzgiessteils
praktisch
vollkommen homogen verteilten Kraft.
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Diese Vorrichtung umfasst weiterhin Mittel zum automatischen Entfernen
des Angusses von den Spritzgiessformkörpern. Diese Mittel sehen vor, dass die einzelnen
Formteile des Werkzeugs relativ gegeneinander bewegt werden können. Dabei kann eine
automatische Angussentfernung intern oder extern zu den Formkörpern erfolgen. Die
zur Durchführung dieses speziellen Verfahrens des Auswerfens und der automatischen
Angussentfernung verwendeten Werkzeuge bestehen aus einer oberen und einer unteren
Universalwerkzeugträgerplatte, die fest mit der Spritzgiessmaschine verbunden sind
und an denen die Moduln des in Modulbauweise aufgebauten Werkzeuges losbar befestigt
sind.
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Die Erfindung schafft also Mittel, mit denen eine Kraft praktisch
vollkommen homogen verteilt auf die gesamte Basis eines Spritzgiessteils zur Einwirkung
gebracht werden kann, wobei unter Einwirkung dieser homogen verteilten Kraft das
Spritzgiessteil von einem Stift abgelöst oder abgehoben werden kann.
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Die Erfindung schafft weiterhin eine Vorrichtung zum automatischen
Angussentfernen an Spritzgiessformkörpern, wobei der Anguss an den Spritzgiessiormkörpern
sowohl innen als auch aussen liegen kann. Diese wahlweise interne und/oder externe
Angussentfernung erfolgt gleichzeitig mit dem Entfernen des Spritzgiesskörpers aus
der Form. Die Vorrichtung zur Angussentfernung kann in Kombination oder in Baueinheit
mit dem neuen Auswerfer eingesetzt werden.
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Die Erfindung schafft nach einem weiteren Aspekt schliesslich ein
Formwerkzeug, das Formen verwendet, die je aus zumindest zwei Teilen bestehen. Einer
der beiden Formteile trägt dabei die formgebende Oberfläche, während das andere
Teil der lösbaren Halterung des ersten Formteils in der Spritzgiessmaschine
in
einer vorgegebenen Lage dient. Diese zweiteiligen Werkzeuge können in Spritzgiessvorrichtungen
verwendet werden, die die zuvor beschriebenen Auswerfer und die Vorrichtung zur
Angussentfernung enthalten.
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Speziell ist die Erfindung also auf ein mehrteiliges Formwerkzeug
gerichtet, das in einem Formensatz Formhohlräume bildet und Mittel zum Einspritzen
einer Spritzgiessmasse in diese Hohlräume aufweist, wobei zumindest ein Teil jedes
im Forilohlraum erspritzten Formteils auf einem Stift oder einem Zapfen hergestellt
wird, der aufwärts in den Formhohlraum hineinragt. Die so hergestellten Spritzgiessforicörper
auf den Stiften werden dann freigelegt. Die freigelegten Formkörper werden aufwärts
bewegt und von den Stiften abgehoben.
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Die Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung gerichtet, die einen
Formensatz enthält, von dem zumindest einige der Formen beweglich sind, wobei der
Formsatz oder das Formwerkzeug Formhohlräume bilden, in denen Formkörper ausgeformt
werden sollen. Ein Stift ragt in jeden dieser Forilohlräume hinein. Das Werkzeug
weist weiterhin Mittel auf, mit denen jeder der Formhohlräume mit Spritzmasse füllbar
ist. Dadurch wird der Formkörper ausgeformt, der durch die offene Fläche zwischen
dem Stift und dem Formhohlraum definiert ist. Ausserdem sind Mittel vorgesehen,
mit denen der ausgeformte Formkörper aufwärts gestossen und von jedem der Stifte
abgehoben werden kann, nachdem das Werkzeug geöffnet und der ausgeformte Formkörper
auf den Stiften freigelegt sind.
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Die Erfindung ist weiterhin auf Mittel zur Formgebung von Formkörpern
gerichtet, die bewegliche Formwerkzeuge enthalten, die, zusammengefügt, zumindest
einen Hohlraum bilden, in dem der Formkörper geformt wird. Die Spritzgiessmasse
gelangt aus Angusskanälen in jeweils eines der Werkzeugteile
(in
eine der Formen) und in diesem über Kanäle in den Formhohlraum, Nach dem Verfestigen
der Giessmasse wird das einzelne Werkzeugelement um einen vorgegebenen Anfangsbetrag
gegenüber dem oder den benachbarten Werkzeugelementen verschoben. Dadurch wird der
Anguss aus dem Angusskanal und dem zum Formhohlraum führenden Kanal vom Giessling
getrennt.
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Anschliessend werden der Giessling (Formkörper) und das Angussmaterial
ausgeworfen.
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Nach einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf eine Vorrichtung
zur Durchführung eines Verfahrens zur Angussentfernung gerichtet. Danach enthält
die Vorrichtung ein Formwerkzeug aus zwei beweglichen seitlichen Werkzeugteilen
und Mittel, um diese Werkzeugteile aufeinanderzuzuführen.
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Das geschlossene Werkzeug bildet zwischen den beiden seitlichen Werkzeugteilen
offene Hohlräume, in denen die Formkörper ausgeformt werden. Mit diesen Werkzeugseitenteilen
wirken zwei Stirnelemente zusammen, von denen zumindest eines beweglich ist. Die
Stirnelemente des Werkzeuges dienen dem Verschliessen der offenen Forinhohlraumenden.
Über ausgebildete Kanäle wird die Giessmasse von einem Anguss in ein bewegliches
Werkzeugstirnelemente und von diesem über eines der offenen Enden in den Formhohlraum
geleitet.
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Von der anderen offenen Seite des Formhohlraumes her ragt ein Stift
in den Hohlraum hinein. Ein Angussformelement auf dem anderen Werkzeugstirnelement
erstreckt sich bis in den Anguss auf dem gegenüberliegenden Werkzeugstirnelement.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung schafft diese ein Formwerkzeug
mit zwei beweglichen seitlichen Werkzeugteilen und Mitteln zum Schliessen der seitlichen
Werkzeugelemente. Dabei sind zwischen den beiden seitlichen Werkzeugelementen beidseitig
offene Formhohlräume definiert, in denen die zu ergiessenden Formkörper ausgeformt
werden können. Werkzeugstirnelemente, von denen zumindest eines
beweglich
ist, können mit den seitlichen Werkzeugteilen so zusammenwirken, dass die Formhohlräume
geschlossen werden.
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Jeder dieser so verschliessbaren Formhohlräume ist über ausgebildete
Anspritzkanäle mit Formmasse füllbar. In einem der Werkzeugstirnelemente sind Mittel
ausgebildet, die dem Trennen dererspritzten Giesskörper vom Angussmaterial in den
Kanälen dienen, wenn das eine Werkzeugstirnelement nach dem Gießprozess relativ
gegen die Werkzeugseitenteile bewegt wird.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung schafft schliesslich ein Formwerkzeug,
das aus zwei seitlichen, schliessbaren Werkzeugteilen und Stirnelementen besteht,
von denen zumindest eines beweglich ist und die mit den Werkzeugseitenteilen zusammenwirken
können. Zwischen den Seitenteilen sind die Formhohlräume beidseitig offenen ausgebildet.
Die Formhohlräume werden stirnseitig durch die Werkzeugstirnelemente verschlossen.
Jedes dieser Werkzeugteile besteht aus einer Werkzeugträgerplatte und einem eigentlichen
Werkzeugmodul, das lösbar auf der Werkzeugträgerplatte befestigt ist.
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Im übergeordneten Aspekt schafft die Erfindung also eine Spritzgiessmaschine
mit eineinander seitlich gegenüberstehenden Formwerkzeugteilen, die mit diesen zusammenwirkende
Werkzeugelemente zur Bildung eines Angusskanals und Zulaufkanälen zu den beidseitig
offenen Formhohlräumen umfassen.
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Diese seitlichen Werkzeugteile sind durch ebenfalls einander gegenüberliegende
Stirnwerkzeugteile ergänzt, von denen eines von oben her, das andere von unten her
mit den seitlichen Werkzeugteilen zusammenwirkt. Zumindest eines dieser Stirnwerkzeugteile
ist beweglich und relativ zum anderen senkrecht verschiebbar. Die Spritzgiessmaschine
enthält weiterhin einen Schliessmechauismus zum öffnen und Schliessen der die formgebenden
Flächen tragenden seitlichen Werkzeugteile. Das Schließsystem enthält weiterhin
mit
sämtlichen Werkzeugteilen operativ verbundene Elemente, die
eine gleichzeitige und aufeinander abgestimmte Bewegung der einzelnen Werkzeugelemente
ermöglichen. Die seitlichen Werkzeugteile werden dabei seitlich zu einer senkrechten
Trennebene verschoben, während das obere Werkzeugstirnelement durch senkrechtes
Anheben vom Grundelement abgehoben wird. Bei dieser Ausbildung einer Spritzgiessmaschine
und eines mehrteiligen Werkzeuges schafft die Erfindung Verbesserungen, die dadurch
gekennzeichnet sind, dass gleichzeitig Mittel zur Angussentfernung vorgesehen sind.
Dazu sind Grundstifte auf dem Werkzeuclgrundelement ausgeformt, die in den Fonahohlraum
in der Trennebene hineinragen und einen Oberflächenbereich des herzustellenden Formkörpers
mit ausformen und den gegossenen Formkörper nach öffnen der seitlichen Werkzeugteile
in der horizontalen Trennebene tragen. Weiterhin sind Mittel zum Ziehen des Angussstückes
am stirnseitigen Unterwerkzeug ausgebildet, die eine Angusshaltestange enthalten,
die in der senkrechten Trennebene vom Unterwerkzeug vorspringt bzw. getragen wird
und deren oberes Teil in den Angusskanal hineinragt.
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Die Angusshaltestange enthält Mittel zur Aufnahme von Giessmasse in
dem in den Angusskanal hineinragenden Teil. Das Werkzeug ist insgesamt so ausgebildet,
dass der Anguss der Formkörper und die Formkörper selbst über die eingeschnürte
Eingiessstelle einstückig miteinander verbunden sind. Oberzapfen und Oberelemente
hängen in der senkrechten Werkzeugtrennebene vom stirnseitigen Oberwerkzeug von
oben her in den Formhohlraum bzw. in die Formhohlräume hinein. Diese oberen Stifte
und Elemente werden gemeinsam mit dem Oberwerkzeug relativ zum Unterwerkzeug und
den Seitenwerkzeugen bewegt, wenn das Oberwerkzeug eine Relativ bewegung zu den
übrigen Werkzeugelementen ausführt. Am Unterwerkzeug sind weiterhin Abstreifer vorgesehen.
Diese Abstreifer sind relativ zu den unteren Stiften und zur Angusshaltestange beweglich,
wenn die Seitenwerkzeuge in
der senkrechten Trennebene geöffnet
sind, so dass der Anguss und die Formkörper zwischen den seitlichen Werkzeugteilen
freiliegen. Die oberen Stifte enthalten Mittel zum automatischen Abtrennen des Angusses,
die Mittel zur Aufnahme von Giessmasse aufweisen. Dadurch kann der Anguss automatisch
von den Formkörpern abgetrennt werden, bevor der Anguss von der Angusshaltestange
getrennt wird. Die Angusshaltestange ist im Unterwerkzeug verschiebbar gehaltert
und weist gegenüber diesem Unterwerkzeug eine begrenzte Relativbeweglichkeit auf.
Die oberen Stifte und die Angusshaltestange weisen Mittel auf, die das Einhalten
einer bestimmten zeitlichen Folge zwischen dem Abtrennen des Angusses vom Formkörper
und dem Entfernen des Angusses einzuhalten ermöglichen. Dabei wirken die Elemente
in der Weise zusammen, dass beim Beginn der Aufwärtsbewegung des Oberwerkzeugs das
Abtrennen des Angusses vom Formkörper erfolgt, während der Anguss noch auf der Angusshaltestange
gehalten wird. Erst anschliessend streift der Abstreifer den Anguss von der Angusshaltestange,
nachdem die seitlichen Werkzeugteile in der senkrechten Trennebene geöffnet sind.
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Nach einem weiteren übergeordneten Aspekt schafft die Erfindung eine
Spritzgiessmaschine mit einem mehrteiligen Werkzeug, von dem zumindest eine Anzahl
von Formeinheiten beweglich angeordnet sind. Die Formteile bilden Formhohlräume,
in denen die herzustellenden Formkörper ausgeformt werden. Ein Kernelement auf einem
der Werkzeugteile ragt in jeden der Formhohlräume hinein. Jeder der Formhohlräume
ist mit Giessmasse füllbar. Dabei wird auf dem in den Formhohlraum hineinragenden
Kern ein Formkörper ausgeformt.
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Die Spritzgiessmaschine enthält weiterhin Mittel zum Aufwärtsstossen
der Formkörper und Abwerfen von den Kernen und zum gleichzeitigen Auswerfen der
Formkörper, nachdem das Werkzeug so verschoben (geöffnet) ist, dass die Formkörper
auf
den Kernen freiliegen.
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Ein erfindungswesentliches Element ist der Aufbau eines mehrteiligen
Spritzgiesswerkzeuges aus einzelnen Werkzeugplatten oder Werkzeugteilen, die lösbar
auf Werkzeugträgerplatten befestigt sind.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer
Darstellung einen Spritzgiessformkörper mit Angusselement; Fig. 2 einen senkrechten
Schnitt durch ein geschlossenes Werkzeug; Fig. 3 einen Schnitt der in Fig. 2 gezeigten
Art bei geöffnetem Werkzeug; Fig. 4 einen Schnitt nach 4-4 in Fig.2 Fig. 5 einen
Schnitt nach 5-5 in Fig. 4; Fig. 5A einen Schnitt nach 5A-5A in Fig. 5; Fig. 6 in
vergrösserter Darstellung einen Schnitt nach 6-6 in Fig. 4; Figuren 7A,7B und 7C
in Detaildarstellung drei verschiedene Stadien des Formlingauswurfes; Fig. 8 in
vergrösserter Detaildarstellung eine modifizierte Ausbildung des
in
Fig. 5 gezeigten Konstruktionselementes; Fig. 9 eine modifizierte Ausbildung der
in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung; Figuren 10A, 10B,10C und 10C in vier verschiedenen
Ausformphasen in Detaildarstellung eine modifizierte Vorrichtung der in Fig. 9 gezeigten
Art; Fig. 11 im Schnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Werkzeugs der Erfindung
in Teildarstellung; Fig. 12 in Teildarstellung einen Schnitt nach 12-12 in Fig.
11 und Fig. 13 im senkrechten Schnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs.
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Die Erfindung dient vorzugsweise der Herstellung von Spritzgiessformlingen
1 der in Fig. 1 gezeigten Art. Der Spritzgiessformling 1 umfasst mehrere gleiche
Formkörper 3, die über verengte Eingußstellen 7 mit einem Angusselement 5 verbunden
sind. Das Angusselement 5, im folgenden auch kurz Anguss genannt, besteht aus Zulaufkanalelementen
9, die die Eingussstelle 7 mit einem Hauptanspritzkanal 11 verbinden.
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Der Hauptanspritzkanal 11 steht mit einem Anspritzelement 13 in Verbindung.
Das Anspritzelement 13, der Hauptanspritz--kanal 11, die Zulaufkanalelemente 9 und
die Eingussstellen 7 bilden also gemeinsam den Anguss 5.
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Der Spritzgiessling 1 wird auf einer Spritzgiessmaschine
mit
einem Werkzeug 15 hergestellt. In der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Weise besteht
das. Werkzeug aus zwei beweglichen seitlichen Werkzeugteilen 17,19. Die seitlichen
Werkzeugteile 17,19 sind auf ortsfesten Gleitplatten 21 bzw.23 gelagert, die ihrerseits
in geeigneter Weise auf oder in einem Unterwerkzeug 25 gehaltert sind, das gleichzeitig
als Werkzeuggrundplatte dient. Die seitlichen Werkzeugteile liegen einander gegenüber.
Sie tragen formgebende Oberflächen 27,29, die bei geschlossenem Werkzeug offene
Hohlräume 31 schaffen, in denen die Formkörper 3 ausgeformt werden (Fig. 5).
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Ein Oberwerkzeug 33 kann mit den Seitenwerkzeugen 17,19 so zusammenwirken,
dass es die obere öffnung der Formhohlräume 31 verschliesst. Das Oberwerkzeug 33
weist ein Paar ortsfester senkrechter Zapfen 35 auf, die gleitbar in Bohrungen 37
im Unterwerkzeug 25 gelagert sind. Dadurch wird eine genaue Führung des Oberwerkzeuges
33 relativ zum Unterwerkzeug 25 gewährleistet. Das Oberwerkzeug 33 trägt weiterhin
ein Paar ebenfalls ortsfester, aber schräg liegend angeordneter Zapfen oder Stifte
39,41. Die Führungsstifte 39,41 sind gegeneinander abwärts auswärts geneigt und
gleiten frei in schrägen Bohrungen 43,44 in den Seitenwerkzeugen 17 bzw. 19. Das
Oberwerkzeug 33 enthält weiterhin Konstruktionselemente 47 und Oberstifte 49 (Fig.
4), die in die Formhohlräume 31 von oben her hineinragen und deren offene obere
Enden im wesentlichen verschliessen. Im Oberwerkzeug 33 ist weiterhin eine zentrale
Einspritzöffnung 51 ausgebildet, die die Giessmasse von einer in den Figuren nicht
dargestellten externen Quelle aufnimmt.
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Die Einspritzöffnung 51 steht mit einem Hauptkanal 53 in Verbindung,
der durch eine Nut 55 in der unteren Oberfläche 57 des Oberwerkzeugs 33 und den
oberen Oberflächen 59,61 der angrenzenden Seitenwerkzeuge 17,19 ausgebildet ist
(Figuren
5 und 5A). Zulaufkanäle 63 verbinden jeden der Formhohlräume 31 mit dem darüber
liegenden Hauptkanal 53.
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Jeder der Zulaufkanäle 63 wird durch Nuten 65,67 in den Seitenwerkzeugen
17 bzw. 19 und einem Teil der Oberstifte 49 gebildet. In jedem Fall enden die Zulaufkanäle
63 in einer Eingussöffnung 69, die durch eine kleine Nut 71 gebildet wird, die von
der grossen Nut 65 ausgeht. Die Eingussöffnung 69 stellt die Verbindung zum Formhohlraum
31 dar Das Unterwerkzeug 25 trägt Unterstifte 73. In je einen der Formhohlräume
31 ragt einer der Unterstifte 73 hinein Die in den Formhohlraum 31 hineinragenden
Unter.ifte 73 verschliessen die untere Öffnung des Formhohlraums in der in Fig.
4 gezeigten eie, Der Kopf der Unterstifte 73 liegt am Fuss der Oberstifte 49 und
der Konstruktionselemente 47 an, und zwar am Kopf des Formhohlraums angrenzend an
die Einlassöffnung 69. Die Formkörper 3 werden auf den Unterstiften 73 ausgeformt.
Das Unterwerkzeug 25 trägt ausserdem eine Angussabziehvorrichtung 75. Diese Abziehvorrichtung
75 enthält eine Stange 77 (Fig. 6), die im Unterwekzeug 25 gehaltert ist und von
diesem durch eine Bohrung in den Seitenwerkzeugen 17,19 hindurch aufragt und bis
in die Einspritzöffnung 51 im Oberwerkzeug 33 hineinragt. Im Kopf 83 der Stange
77 ist eine Hinterschneidung 85 zur Aufnahme von Angussmaterial ausgebildet.
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Das Unterwerkzeug 25 enthält weiterhin Mittel zum Auswerfen oder Abstreifen
der Formkörper 3 und des Angusselementes 5 vom Werkzeug nach dem Giessen. Diese
Auswerfervorrichtung umfasst vorzugsweise eine Abstreiferplatte 91, die auf einem
Paar Führungsstiften 93 am Unterwerkzeug 25 gehaltert ist (Fig. 4). In den Randbereichen
der Auswerferplatte 91 sind Bohrungen 95 ausgebildet, die die Führungs- und Auswerferstifte
93 aufnehmen. Die Auswerferplatte 91 weist weiterhin Bohrungen 97 auf, durch die
die Unterstifte 73 frei hindurchgreifen. Schlies#iich greift durch eine
zentrale
Bohrung 99 in der Auswerferplatte 91 die Abstreifstange 77 frei hindurch. Die Auswerferstifte
93 greifen frei durch das Unterwerkzeug 25 hindurch und verbinden die Auswerferpiatte
91 mit einem in den Figuren nicht näher dargestellten Auswerferantrieb. Die Auswerferplatte
91 trägt eine Hülse 103, die senkrecht auf der oberen Oberfläche 105 der Auswerferplatte
91 steht und konzentrisch zur Bohrung 99 angeordnet ist. Die Hülse 103 umgibt die
Abstreiferstange 77.
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Die Werkzeugelemente 17,19,25 und 33 sind in einem in den Figuren
nicht dargestellten Rahmen der Spritzgiessmaschine gehaltert und werden in gebräuchlicher
Weise angetrieben.
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Zu Beginn der Einspritzphase werden die Werkzeugelemente 17,19 und
33 vom nicht dargestellten Schliessmechanismus in die in Fig. 2 gezeigte Stellung
geführt. Dabei werden die in den Figuren 4 und 5 gezeigten Formhohlräume 31 gebildet.
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Dazu wird das Oberwerkzeug 33 durch einen an sich bekannten Antrieb
abwärts auf das Unterwerkzeug 25 zu bewegt. Diese Abwärtsbewegung des Oberwerkzeugs
33 bewirkt dabei gleichzeitig über die schrägen Zapfen 39,41 das Schliessen der
Seitenwerkzeuge 17,19. Dieser Vorgang entspricht dem Übergang des Werkzeugs aus
der in Fig. 3 gezeigten Konstellation seiner Teile in die in Fig. 2 gezeigte Konstellation.
Nach Bildung der Formhohlräume 31 wird die Formmasse über die Einspritzöffnung 51,
den Kanal 53, die Zulaufkanäle 63 und die Einlassöffnungen 69 in die Formhohlräume
31 eingespritzt. Das Formmaterial wird um die Unterstifte 73 herum in den Formhohlräumen
31 zu den Formkörpern 3 ausgeformt. Nach Verfestigung der Formmasse (Fig. 7A) wird
das Oberwerkzeug 33 vom Unterwerkzeug 25 in der in Fig. 7B gezeigten Weise senkrecht
aufwärts abgehoben.
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Gleichzeitig mit dieser Aufwärtsbewegung des Oberwerkzeugs 33 werden
die Seitenwerkzeuge 17,19 durch die Zapfen 39,41 auf den Gleitplatten 21,23 seitwärts
auswärts unter öffnung des Werkzeuges in der senkrechten Trennebene auseinandergeführt
(Fig. 3). Dabei werden die Formkörper 3 auf den
Unterstiften 73,
die auch als Formkerne bezeichnet werden können, freigelegt. Die Formkörper 3 sind
gleichzeitig noch mit dem Anguss 5 verbunden. Nach Anheben der Oberform 33 verbleibt
das Angusselement 5, das aus verlorenem Formmaterial der Einspritzöffnung 51, des
Kanals 53 und der Zuläufe 63 sowie der Eingussöffnungen 69 besteht, unverändert
am gleichen Ort zurück. Der Anguss wird durch die Hinterschneidung 85 auf der Angussabstreifvorrichtung
75 gehalten. Anschliessend wird die Abstreifplatte 91 relativ zum Unterwerkzeug
25 in der in Fig. 7C gezeigten Weise aufwärts gezwungen. Bei dieser senkrechten
Aufwärtsbewegung der Auswerferplatte 91 streift die Hülse 103 den Anguss 5 von der
Angusshaltestange 77, während die obere Oberfläche 105 der Auswerferplatte gleichzeitig
die Formkörper 3 von den Unterstiften 73 streift. Der Spritzgiessling 1, der aus
den Formkörpern 3 und dem Anguss 5 besteht, wirdnach endgültiger Freigabe von der
Angusshaltestange 77 ud den Unterstiften 73 aus dem Werkzeug ausgeworfen. Das Werkzeug
ist für den nächsten Arbeitstakt einsetzbar. Die Formkörper 3 können anschliessend
beispielsweise von Hand vom Anguss 5 getrennt werden.
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Die obere Oberfläche 105 der Auswerferplatte 91 ist vorzugsweise mit
einem Profil 107 versehen, das im wesentlichen komplementär zur unteren Oberfläche
109 der Formkörper 3 ist.
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Die Seitenwerkzeuge 17,19 sind entsprechend so ausgebildet, dass sie
das Profil 107 in den angrenzenden Bereichen aufnehmen können. Durch die Ausbildung
eines komplementären Profils 107 auf der Oberfläche 105 der Auswerferscheibe 91
können auch Formkörper 3 mit stark unebenen Profilen ihrer Grundflächen 109 von
Formkernen oder Unterstiften 73 abgestreift bzw. entformt werden, wobei eine homogene
senkrecht aufwärts gerichtete Krafteinwirkung gewährleistet ist.
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Dabei sind die Formkörper 3 während des gesamten Auswerfvorganges
keinerlei Verwindungskräften ausgesetzt.
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Wie im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert, können die
Formkörper 3 einstückig mit dem Anguss 5 entformt und ausgeworfen werden. Vorzugsweise
wird jedoch vor dem Auswerfen der Anguss 5 automatisch von den Formkörpern 3 abgetrennt.
Zu diesem Zweck ist jeder der Oberstifte 49 mit einer Kerbe iii versehen, die quer
zur Längsachse des Stiftes verläuft, und zwar in der Weise, dass der Zulaufkanal
63 durch die Kerbe oder Nut iii erweitert wird. Ausserdem ist die Kerbe 111 im Bereich
der Einlassöffnung 69 angeordnet (Fig 8).
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Weiterhin ist im Gegensatz zum zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Abstreifermschanismus 75 nicht fest am Unterwerkzeug 25 gehaltert, sondern in
diesem begrenzt vertikal beweglich gelagert. Zu diesem Zweck greift die Angusshaltestange
77 in der in Fig. 9 gezeigten Weise frei durch eine Bohrung 113 im Unterwerkzeug
25. Die Stange 77 weist einen vergrösserten Kopf 115 auf, der in eine Gegenbohrung
117 im Unterwerkzeug 25 eingepasst ist. Der Kopf 115 ist flacher als die Gegenbohrung
117 tief ist (Figuren 9 bis 10D).
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Die Gegenbohrung kann mit einem Abschlußstopfen oder einer Verschlußschraube
119 verschlossen sein.
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Beim Einspritzen füllt das Forrrmiaterial auch die Kerben 111 und
erhärtet in der in Fig. 10A gezeigten Weise. Beim Aufwärtsführen des Oberwerkzeuges
33 erfolgt durch die kraftschlüsse Verbindung mit dem Angussmaterial über die Kerbe
111 ein Abreissen des Angusses vom Formkörper 3 an der Eingussöffnung 69 (Fig. 103.
Da die Angussabstreifervorrichtung 75 in der Gegenbohrung 117 eine begrenzte vertikale
Verschiebbarkeit aufweist, kann der Anguss 5 auf einer kurzen Strecke, die zum Abreissen
des Angusses vom Formkörper 3 ausreicht, angehoben werden. Nach dem Abreissen des
Angusses 5 von den Formkörpern 3 liegt der Kopf 115 der Stnage 77 auf der Bodenfläche
121 der Gegenbohrung 117 an, so dass ein weiteres Anheben der Angusshaltestange
77 verhindert wird. Die Verschiebung des Kopfes 115 der Stange 77 in der Gegenbohrung
117 ermöglicht eine weitere Trennung der Platten 27 und 29 als
der
Tiefe der Kerbe 111 in den Oberstiften 49 entspricht.
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Dadurch wird ein Auswurf des in der Kerbe 111 verfestigten Materials
und ein Zurückhalten des Angusses 5 auf der Angusshaltestange 77 bewirkt. Dabei
gewährleistet die Hinterschneidung 85 ein Festhalten des Angusselementes 5 auf der
Angusshaltestange 77 beim Trennen des Angusselementes vom Oberwerkzeug 33 un den
Oberstiften 49 (Fig. 10c). Anschliessend wird dann das Angusselement 5 in der zuvor
beschriebenen Weise durch eine Aufwärtsbewegung der Abstreiferplatte 91 von der
Stange 77 abgestreift (Fig. 10D). Das abfallende Angusselement wird dadurch getrennt
von den Formteilen 3 ausgeworfen Bei der zuvor beschriebenen automatischen Entfernung
des Angusses 5 vom Formteil 3 erfolgt das Abtrennen, bezogen auf die Formkörper
3, an einer aussen liegenden Stelle, also extern Das Abtrennen des Angussteils erfolgt
an der Eingussstelle 69. Eine solche externe Angussabtrennung kann bei vielen Formkörpern
nicht vermieden werden. Dabei bleibt häufig jedoch ein Grat zurück, der ein Nacharbeiten
erforderlich machen kann. Aus diesem Grund ist das Werkzeug vorzugsweise so ausgebildet,
dass die Abtrennung des Angusses vom Formkörper intern, also im Inneren des Formkörpers,
erfolgen kann, wobei die Angussabtrennung auch in diesem Fall automatisch erfolgt.
Ein solches Ausführungsbeispiel der Erfindung mit automatischer interner Angussabtrennung
ist in den Figuren 11 und 12 gezeigt. Die vier Werkzeugteile 17A,19A,25A und 33A
sind im wesentlichen wie die zuvor beschriebenen Werkzeugelemente 17,19,25 und 33
ausgebildet. Die Werkzeugteile 17A,19A,25A und 33A bilden einen Formhohlraum 31A
Bei geschlossenem Werkzeug ragen die zieren Formkernstifte 49A vom Oberwerkzeug
33A in den Formhohlraum 31A hinein. Die oberen Formkernstifte 49A stossen bei geschlossener
Form mit unteren Formkernstiften 73A, die am Unterwerkzeug 25A gehaltert sind. Die
Stossebene A-A3iegt etwas unterhalb der oberen Begrenzung 201 des Formhohlraumes
31A (Fig. 11).
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Ein Kanal 203 wird von einer Nut 205 im Oberwerkzeug 33A und der oberen
Oberfläche 207 des Seitenwerkzeugs 17A gebildet. Über den Kanal 203 gelangt die
Formmasse von einer im Oberwerkzeug ausgebildeten Einspritzöffnung 51A in horizontale
Zulaufkanäle 213. Die horizontalen Zulaufkanäle 213 werden von Nuten 215 im Oberwerkzeug
33A und der oberen Oberfläche 207 des Seitenwerkzeugs 17A gebildet.
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Die horizontalen Zulaufkanäle 213 stehen mit senkrechten Zulaufkanälen
217 in Verbindung, die sich bis dicht oberhalb des Formhohlraumes 31A erstrecken.
Die senkrechten Zulaufkanäle 217 werden jeweils von einer Nut 219, die im oberen
Formkernstift 49A ausgebildet ist, und dem Mantel einer Bohrung gebildet, die in
den Seitenwerkzeugen 17A,19A zur Aufnahme des oberen Formkernstiftes 49A ausgebildet
ist.
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Eine enge Biindnut 221 erstreckt sich vom Ende der Nut 219 im Formkernstift
49A bis zu einem Punkt, der gerade innerhalb des Formhohlraumes 31A#egt. Die Formmasse
fliesst beim Spritzgiessen durch die Nut 221 in den Formhohlraum 31A.
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Die Nut 221 dient als Eingussöffnung. Nach Beendigung des Giessvorganges
und nach Verfestigung der Formmasse wird das Oberwerkzeug 33A zunächst geringfügig
angehoben, um den Anguss 5A vom Formkörper 3A zu trennen. Die Abtrennung erfolgt
dabei durch den oberen Formkernstift 49A, der das in der Nut 221 erstarrte Material
vom Material des Formkörper 3A abschert. Im Gegensatz zu dem im Zusammenhang mit
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen automatischen Abtrennen des
Angusses vom Formkörper durch Abreissen erfolgt das Abtrennen des Angusses in dem
hier beschriebenen Ausführungsbeispiel durch Abscheren. Dadurch wird ein sauberes
und gratfreies Abtrennen des Angussteils vom Formkörper erzielt. Die Abscherstelle
liegt bei der hier beschriebenen automatischen Abtrennung des Angusses innerhalb
des Formkörpers 3A, also intern.
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Nach dem internen Abtrennen des Angusses wird das Oberwerkzeug 33A
weiter angehoben, wobei das Angusselement 5A vom Angussabstreifer
75A
zurückgehalten und aus dem Oberwerkzeug gelöst wird. Die Verschiebung des Kopfes
115 der Stange 77 in der Gegenbohrung 117 ermöglicht eine Trennung der Formteile
27 und 29 um einen Abstandsbetrag, der grösser als die Tiefe der Nut oder Kerbe
219 in den oberen Fonivernstiften 49A ist. Dadurch kann das in der Nut 219 erstarrte
Formmaterial freigegeben und das Angusselement 5A auf der Angusshaitew stange 77
festgehalten werden. Der Anguss 5A und die Formkörper 3A werden dann in der zuvor
beschriebenen Weise durch eine Abstreiferplatte 91A von der Angusshaltestange 77A
bzw. den unteren Formkernstiften 73A abgestreift. Wie zuvor beschrieben, kann die
Abstreiferplatte 91A ein OberflAcher.profil aufweisen, das komplementär zum unterseitigen
Profil des auszuwerfenden Formkörpers ausgebildet ist.
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In allen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung sind
die formgebenden Oberflächen und die Formkern elemente des Werkzeugs fest verbunden
mit den Konstruktionselementen ausgebildet, die der Führung und Positionierung der
Werkzeugteile dienen. Nach einer Weiterbildung der Erfindung bestehen die einzelnen
Werkzeugteile jedoch aus zumindest zwei Teilen, nämlich einer Trägerplatte mit den
Führungs-und Positionierungselementen und einer'Matrizenplatte, die die formgebende
Oberfläche trägt. Die Matrizenplatte ist lösbar auf der Trägerplatte befestigt.
Die Werkzeugträgerplatten bleiben auch beim Werkzeugwechsel am Rahmen der Spritzgiessmaschine
oder an einer Werkzeugrahmenkonstruktion befestigt.
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Bei dieser Ausbildung können die Matrizenplatten rasch und einfach
mit wenigen Handgriffen ausgewechselt werden. Auch das in dieser Art aufgebaute
Werkzeug. Kann in der zuvor beschriebenen Weise wahlweise mit oder ohne Auswerfermechanismus
und/oder automatischer Angussabtrennung ausgerüstet sein.
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In der Fig.13 ist eine Vorrichtung mit getrennt ausgebildeten Matrizenteilen
dargestellt. Das Werkzeug 301 besteht aus Seitenwerkzeugen 303 und 305, einem Oberwerkzeug
307 und einem
Unterwerkzeug 309. Das Unterwerkzeug 309 besteht
aus einer Werkzeugträgerplatte 311, die ortsfest am Rahmen der Spritzgiessmaschine
gehaltert ist. Lösbar ist an der Unterwerkzeugträgerplatte 311 eine Unterwerkzeugmatrizenplatte
315 mit auf dieser stehenden Stiften 317 gehaltert. Die Halterung der Matrizenplatte
auf der Trägerplatte kann beispielsweise durch in den Figuren nicht gezeigte Schrauben
erfolgen.
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Eine Abstreiferplatte 319 ist als Teil der Matrizenplatte 315 ausgebildet
und ist durch geeignete Mittel, beispielsweise durch Schubstangen 320 relativ zu
den Stiften 317 verschiebbar. Dadurch können die auf den Stiften 317 ausgeformten
Formkörper von den Stiften abgestreift werden.
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Auf der Matrizenplatte 315 können auch die Abstreif- und Halteelemente
321 für den Anguss gehaltert sein.
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Die Seitenwerkzeuge 303,305 enthalten je ein Führungselement 323,
das gleitbar auf einer Platte 325 gelagert ist, die ihrerseits in der Unterwerkzeugträgerplatte
311 gehaltert ist.
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Die Führungselemente 323 weisen eine schräg liegende Bohrung 327 auf,
in die koaxial schräg liegende Führungszapfen 329 eingepasst sind, die am Oberwerkzeug
307 befestigt sind und von diesem herab ragen. Auf den einander gegenübeiegenden
Oberflächen 331 der beiden Führungselemente 323 sind Matrizenplatten 333 gehaltert.
Die Matrizenplatten 333 sind lösbar mit Schrauben 335 auf den Führungselementen
323, die also als Seitenwerkzeugträgerplatten fungieren, gehaltert. Die Matrizenplatten
333 tragen formgebende Oberflächen, die so ausgebildet sind, dass sie bei geschlossenem
Werkzeug Formhohlräume zum Ausformen der Formkörper bilden.
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Das Oberwerkzeug 307 besteht ebenfalls aus einer Oberwerkzeugträgerplatte
339, die mit einem in den Figuren nicht dargestellten Schliessmechanismus der Spritzgiessmaschine
verbunden ist. Die Oberwerkzeugträgerplatte 339 ist unter Führung durch senkrechte
Führungsstifte 341 auf die Unterwerkzeugträgerplatte 3t1 zu und von dieser fort
zu
verschieben. Die Oberwerkzeugträgerplatte 339 trägt weiterhin
die schräg stehenden Stifte 329, die beim Anheben und Absenken die Seitenwerkzeugträgerplatten
323 öffnen bzw. schliessen.
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Eine Oberwerkzeugmatrizenplatte 345 ist lösbar über Schrauben 343
mit der Oberwerkzeugrrägerplatte 339 verbunden.
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An der Obe#7erkzeugmatrizenplatte 345 sind die oberen Stifte und die
erforderlichen Mittel ausgebildet, um die Formmasse von der in den Figuren nicht
dargestellten Einspritzvorrichtung zu den von den Seitenwerkzeugmatrizenplatten
bei geschlossenem Werkzeug gebildeten Formhohlräumen zu leiten. Bei dieser Ausbildung
können die die Formho#lräume bildenden Matrizenplatten rasch und einfach ausgewechselt
werden, beispielsweise wenn andere Formkörper hergestellt werden können, ohne gleichzeitig
die Werkzeugführungen und Antriebankopplungen auswechseln zu müssen.
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L e e r s e i t e