DE3402404C1

DE3402404C1 - Formträger aus Gußeisen für die Formschließeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE3402404C1
Application number: DE3402404A
Authority: DE
Inventors: Karl 7298 Loßburg Hehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1985-04-18
Also published as: FR2558408A1; CH664925A5; ATA348284A; IT1214801B; FR2558408B1; AT391652B; IT8404886A0; JPH0246140B2; JPS60171121A; NL8403598A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Formträger entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannte Formträger dieser Art sind in der Regel Gußstücke von geringem Volumen mit relativ großer Oberfläche, zumal wenn sie zwecks Gewichtsersparnis Hohlräume im Formträgerkörper aufweisen. Demzufolge ist beim Guß eine relativ hohe Gießtemperatur erforderlich, die jedoch an einer noch möglichen Untergrenze gewählt wird, um Gasaufnahme, Oxydation, Lunkerung, Kornvergröberung und dergleichen unerwünschte Erscheinungen, sowie Reaktionen mit dem Formstoff möglichst niedrig zu halten. Trotzdem nehmen unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten erheblichen Einfluß auf die Gefügeausbildung und damit auf die mechanischen Eigenschaften des Formträger-Gußstückes. Dies gilt insbesondere auch für dessen Gefüge in einer Oberflächenzone mit in Richtung zur Oberfläche zunehmender Biegefestigkeit und abnehmender Dehnung, welche Oberflächenzone im folgenden als »Gußhaut« bezeichnet wird. Nach dem Prozeß des Kühlens, in welchem Spannungen zwischen den schnell abkühlenden Oberflächenzonen und dem langsamer abkühlenden Inneren des Gußstückes vermindert werden, verbleibt im Formträger-Gußstück ein Spannungszustand, der allerdings dank der Gußhaut in der Regel zunächst keine Formveränderung zur Folge hat. Dies kann sich jedoch bei der weiteren Oberflächenbearbeitung des Formträger-Gußstückes dann ändern, wenn die Gußhaut in einem verhältnismäßig großen, in sich geschlossenen Oberflächenbereich abgefräst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Formträger der eingangs genannten Gattung ohne Beeinträchtigung der Voraussetzungen für eine rationelle Serienfertigung die Gußhaut für die Formstabilität des Formträgers nutzbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Dadurch wird erreicht, daß Änderungen in den Maßen des Formträger-Gußstückes, insbesondere Abweichungen hinsichtlich der Planparallelität der Arbeitsflächen weitgehend vermieden werden, darüberhinaus aber auch die Qualität des Formträgers hinsichtlich der

für seine Funktion wichtigen mechanischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich seiner Biegefestigkeit und seiner Dehnung verbessert wird. Eine solche Verbesserung ist nicht ohne Einfluß auf die Maßhaltigkeit des Spritzlings selbst, weil eine permanente oder eine rhythmische Beeinträchtigung der Formstabilität während der Spritzzyklen zwangsläufig auch zu einer rhythmischen und asymmetrischen Belastung der Spritzgießform mit nachteiligen Folgen für die Qualität der Spritzlinge führen kann.

Durch die weitere Ausgestaltung der Erfindung entsprechend den Patentansprüchen 2—6 wird die Formstabilität mit verhältnismäßig geringem technischen Aufwand weiter verbessert. Letzteres ist nicht zuletzt in dem Verfahren nach Patentansprüchen 7,8 begründet.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen plattenförmigen, stationären und einen rahmenartigen, bewegbaren Formträger in der Formschließeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine,

F i g. 2, 3 den stationären Formträger in perspektivischen Darstellungen und

F i g. 4,5 eine Variante des stationären Formträgers in einer Darstellung entsprechend den F i g. 2,3.

Die aus sphärolitischem Gußeisen mit Kugelgraphit bestehenden Formträger 5 und B sind je mit vier Durchtrittsbohrungen 24 für die Säulen 42 der Formschließeinheit versehen. Die Durchtrittsbohrungen 24 sind derart angeordnet, daß gemeinsame horizontale Tangenten ht und gemeinsame vertikale Tangenten vt dieser Säulen 42 etwa ein Quadrat oder Rechteck einschließen. Der stationäre Formträger S mit plattenförmig gestaltetem Formträgerkörper 10 ist über die vier Säulen 42 starr mit einer Montageplatte M für das hydraulische Antriebsaggregat 52 für den bewegbaren Formträger B verbunden. Der rahmenartig gestaltete Formträger B umfaßt eine Abstützwand 49, druckübertragende Rippen 48 und eine Aufspannwand 50 für die zugehörige Gießformhälfte 55. Er ist mittels Stützvorrichtungen 53 auf Führungsschienen 47 des Maschinenfußes 46 der Kunststoff-Spritzgießmaschine abgestützt. Der Formträgerkörper 10 des plattenförmigen stationären Formträgers S weist gießformseitig und rückseitige Arbeitsflächen auf, die in planparallelen Ebenen liegen, welche im folgenden als Arbeitsflächenebenen h-h und f-f bezeichnet werden. Der stationäre Formträger 5 ist mit den Führungsschienen über Lagerflächen Ffest verbunden, die etwa doppelt so lang sind wie der Abstand a zwischen den Arbeitsflächenebenen h-h und f-f. Die Lagerflächen F sind durch abgewinkelte Lagerrippen 12, 14 und Stützrippen 15, 16 von gleichem Querschnittsprofil gebildet. Zur Horizontalen geneigte Verbindungsschenkel 15 der Stützrippen 15,16 gehen je in eine sich nach oben verjüngende vertikale Versteifungsrippe 18 über, die an der Rückseite des Formträgers 5angeformt ist. Sowohl die Aufspannfläche des stationären Formträgers S als auch diejenige des bewegbaren Formträgers B erstreckt sich etwa bis zu den horizontalen Tangenten ht und den vertikalen Tangenten vt benachbarter Durchtrittsbohrungen 24. Die Aufspannflächen beider Formträger S und B sind je mit Nuten 30 bzw. 45 durchsetzt, deren Basisflächen von der Gußhaut bedeckt sind. Diese Nuten 30 bzw. 45 erstrecken sich ebenfalls bis zu den horiziontalen bzw. vertikalen Tangenten hv, vt und gehen ineinander über. Von den Nuten 30 bzw. 45 ist etwa ein Viertel des von den Tangenten ht, vt begrenzten Flächenbereiches beansprucht. Die Tiefe der je im Abstand von der zentralen Durchgriffsöffnung 23 endenden und symmetrisch zur vertikalen Symmetrieebene des Formträgers 5 oder B angeordneten Nuten 30 bzw. 45 beträgt etwa ein Sechstel ihrer Breite. Die zentrale Durchgriffsöffnung 23 ist vom Plasüfizierzylinder einer in der Symmetrieachse e-e der Formschließeinheit mittels Anschlußkörper 43 angeschlossenen Spf itzgieß^ einheit durchgreifbar. Die Durchgriffsöffnüng 23 ist gießformseitig von einem in sich geschlossenen Aufspannflächenbereich umgeben. Der stationäre Formträger 5 weist in seiner zur Arbeitsflächenebene h-h parallelen rückwärtigen Arbeitsflächenebene f-f hochgeschwindigkeitsgef raste Anlageflächen 33 zur Anlage an Widerlagern 54 sowie hochgeschwindigkeitsgefräste Ansehlußflächen 35 für den Anschluß der quer zur Trennfuge der Spritzgießform 55, 56 arbeitenden Spritzgießeinheit auf. Der Formträger S ist im übrigen Vor der Gußhaut bedeckt, die sich rückseitig in einem Abstand von der Arbeitsfläehenebene /-f befindet, welche der Tiefe der Nuten 30 entspricht.

Ausbildung und räumliche Anordnung (Nutenbild) der Nuten 30 in der Aufspannfläche des stationären Formträgers S entspricht dem Nutenbild in der Aufspannfläche des bewegbaren Formträgers B. Die Gußhautbereiche beider Formträger S und B sind sandgestrahlt und von einer Kunststoffschicht bedeckt, die von einer Pulverbeschichtung oder von einer Lackierung herrührt.

Die Geometrie des Nutenbildes auf der Aufspannfläche und die Geometrie der Hohlräume im Formträgerkörper 10 sind derart aufeinander abgestimmt, daß in 'Schließrichtung der Formschließeinheit gesehen vor jedem Hohlraum mindestens ein Nutenabschnitt 30' bzw. 30" angeordnet ist.
Vertikale Schenkel 13, 17 des Formträgers 5 dienen seiner Zentrierung an den Führungsschienen 47. Ein den Formträgerkörper 10 auf drei Seiten überragender Schutzflansch 11 ist bündig mit der Rückseite des Formträgers S. Der Schutzflansch 11 ist gießformseitig durch horizontale Stege 19 versteift.

Gießförmseitige Kernlager 29 und rückseitige Kernlager 29' des stationären Formträgers S dienen der Halterung vor! Kernen zur Bildung von Hohlräumen im Formträgerkörper 10. Bohrungen 25 dienen der Aufnahme von Spannbolzen zur Halterung der zugehörigen Gießformhälfte 56 (bzw. 55 beim bewegbaren Formträger B). Die Spannbolzen sind mit Hilfe von hydraulischen Zylindern spannbar, die in senkrecht zu den Bohrungen 25 stehenden Bohrungen 26 am Formträgerkörper iO zentrierbar sind. Befestigungsflächefi 28 die-

nen der Aufnahme von Belade- und Entladevorrichtungen. Gewindebohrungen 31 sind für Förrnbefestigungsschrauben gleichmäßig über die Aufspannfläche verteilt. Ein Aufhängezapfen 39 ermöglicht ein einfaches Greifen des Formträger-Gußstückes durch die Transportvorrichtung beim Überführen zum Bearbeitungszentrum.

Gemäß dem Verfahren zur Herstellung des Formträr gers S oder B gießt man das Gußstück in steigendem Guß bei horizontaler Lage der nach oben gerichteten potentiellen Spannfläche. Dabei befindet sich die obere, von den Nuten 30,30' durchsetzte Oberfläche in einem Abstand von einer Ebene, in welchen sich die Basisflächen dieser Nuten befinden", der wesentlich größer ist als der Soll-Abstand zwischen der späteren Aufspannfläche und diesen Basisflächen. Nach Entformen des Gußstückes wird dessen obere Oberfläche bis auf den Soll-Äbstand abgefräst, wobei lediglich die sich zwischen den Nuten 30 bzw. 45 befindlichen erhöhten

Oberflächenbereiche durch die spanabhebende Bearbeitung von ihrer Gußhaut befreit werden.

Alle Arbeitsflächen des Formträgers werden ausschließlich einem abschließenden Hochgeschwindigkeitsfräsen unterworfen. Dadurch werden alle Schleifprozesse zugunsten eines abschließenden Hochgeschwindigkeitsfräsens der Arbeitsflächen vermieden. Das Formträger-Gußstück kann demzufolge in einem Bearbeitungsvorgang in einem einzigen Bearbeitungszentrum durch eine ausschließliche spanabhebende Be- arbeitung bis zur endgültigen Gebrauchsfähigkeit fertiggestellt werden, was zu einer weiteren Senkung der Fertigungskosten führt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Formträger aus Gußeisen, insbesondere aus sphärolitischem Gußeisen mit Kugelgraphit, für die Formschließeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit vier Durchtrittsbohrungen für die Säulen der Formschließeinheit, weiche Durchtrittsbohrungen derart angeordnet sind, daß gemeinsame horizontale und vertikale Tangenten dieser Säulen etwa ein Quadrat oder Rechteck einschließen, und mit einer im Flächenbereich zwischen den genannten Tangenten in einer senkrecht zur Schließrichtung der Formschließbarkeit liegenden Ebene angeordneten, feinbearbeiteten Aufspannfläche für die zügehörige Gießformhälfte, in welchem Flächenbereich die den Formträger als Gußstück bedeckende Oberflächenzone (Gußhaut) von im statistischen Mittel höherer Biegefestigkeit und geringerer Dehnung abgefräst ist, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zwischen den Durchtrittsbohrungen (24) etwa bis zu den Tangenten (vt; hi) erstreckende Aufspannfläche von Nuten (30 bzw. 45) durchsetzt ist, deren Basisflächen von der Gußhaut bedeckt sind.

2. Formträger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ineinander übergehende horizontale Nutenabschnitte (30') und vertikale Nutenabschnitte (30") der Nuten (30 bzw. 45) sich bis zu den Tangenten (vt, hi) erstrecken und etwa ein Viertel der Aufspannfläche beanspruchen. '

3. Formträger nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der je im Abstand von einer zentralen Durchgriffsöffnung (23) endenden und symmetrisch zur vertikalen Symmetrieebene des Formträgers angeordneten Nuten (30 bzw. 45) etwa ein Sechstel ihrer Breite beträgt, wobei die Durchgriffsöffnung (23) von einem in sich geschlossenen Aufspannflächenbereich begrenzt ist.

4. Formträger, der als stationärer Formträger plattenförmig gestaltet ist und innere Hohlräume aufweist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zur Arbeitsflächenebene (h-h) der Aufspannfläche parallelen, rückwärtigen Arbeitsflächenebene (f-f) hochgeschwindigkeitsgefräste Anlageflächen (33) und hochgeschwindigkeitsgefräste Anschlußflächen (35) für eine Spritzgießeinheit angeordnet sind und der Formträger (S) im übrigen von der Gußhaut bedeckt ist, die sich rückseitig in einem Abstand von der Arbeitsflächenebene (f-f) befindet, welche der Tiefe der Nuten (30) entspricht.

5. Formträger nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung und räumliche Anordnung (Nutenbild) der Nuten (30) in der Aufspannfläche des stationären Formträgers (S)dem Nutenbild der Nuten (45) in der Aufspannfläche des bewegbaren Formträgers (B) entspricht, wobei alle Gußhautbereiche beider Formträger (S und B) sandgestrahlt und von einer Kunststoffschicht bedeckt sind.

6. Formträger nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie des Nutenbildes auf der Aufspannfläche und die Geometrie der Hohlräume im Formträgerkörper (10) derart aufeinander abgestimmt sind, daß, in Schließrichtung der f>5 Formschließeinheit gesehen, vor jedem Hohlraum mindestens ein Nutenabschnitt (30' bzw. 30") angeordnet ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Formträgers nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Formträger (S; B) in der Gießform derart gießt, daß sich seine zunächst vollständig von einer Gußhaut bedeckten Oberfläche in den Bereichen zwischen den Nuten (30 bzw. 45) in einem Abstand von der Ebene der Basisflächen der Nuten (30 bzw. 45) befindet, der wesentlich größer ist als der Soll-Abstand zwischen der späteren Formaufspannfläche und diesen Basisflächen, und daß man nach Entformen des Formträgers (S bzw. B) diesen bis auf den genannten Soll-Abstand abfräst.

8. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in steigendem Guß bei horizontaler Lage der nach oben gerichteten potentiellen Formspannfläche gießt und sämtliche Arbeitsflächen (z. B. Formaufspannfläche, Anlageflächen 33, Anschlußflächen 35) ausschließlich einem abschließenden, zur endgültigen Gebrauchsfähigkeit führenden Hochgeschwindigkeitsfräsen unterwirft.