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Die Erfindung bezieht sich auf eine #upplungsvÖrrichtung entsprechend
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dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Unter einem asymmetrisch zur Spritzachse ausgebildeten Kupplungsraum
im Sinne dieses Oberbegriffes ist ein Kupplungsraum zu verstehen, der zwar zur horizontalen
Symmetrieebene der FonrschlieW einheit etwa symmetrisch liegt, der jedoch asymmetrisch
zur vertikalen Symmetrieebene der Formschließeinheit angeordnet ist, indem er sich
ausgehend von dieser vertikalen Symmetrieebene überwiegend nach einer Seite hin
erstreckt.
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Bei einer bekannten Formschließeinheit der gattungsgemässen Art (DE
32 43 991 - C2) ist der Quertransport der Spritzgießform kurz vor Erreichen bzw.
kurz nach Verlassen der Arbeitsposition mit Hilfe einer Stop- Start- Einrichtung
kurzfristig unterbrochen, um die Hintergriffsorgane der Kolbenstange ohne Kollision
mit den Hintergriffsorganen der Spritzgießform in den Kupplungsraum axial einfahren
zu können.
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Es ist auch bekannt, eine vertikale Formschließeinheit mit einem Schiebetisch
zum horizontalen Verschieben zweier Gießforrrfriäiften auszurüsten, die wechselweise
mit Einlegeteilen zu bestücken sind.
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Die Gießformhälften werden wechselweise mit Hilfe einer Kolben-Zylinder-
Einheit vom Schiebetisch auf die horizontale Sparrufläche eines bewegbaren Formträgers
verschoben. Zu diesem Zweck ist die Kolbenstange der Kolben- Zylinder- Einheit durch
seitliches Einfahren eines Kupplungskopfes in die Winkelnut eines auf die Gießformhälfte
aufgesetzten Kupplungsteiles kuppelbar. Die Kupplung erfolgt bei gänzlich freistehenden
Kupplungsorganen außerhalb der Kupplungshälfte (DE -OS 24 21 811 ).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formschließeinheit
der eingangs genannten Gattung wesentlich derart zu vereinfachen, daß das Ankuppeln
und Abkuppeln der Formschließeinheit von der Kolben- Zylinder- Einheit ohne eine
Stop Start-Einrichtung möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß sowohl durch die im Kennzeichen
des Patentanspruches 1 als auch die im Kennzeichen des Patentanspruches 6 genannten
Merkaale gelöst. Da bei der Lösung gemäß Patentanspruch 1 die Hintergriffsorgane
der Kolbenstange in den Kupplungsraum eingefahren werden müssen, bevor der Quertransport
der Spritzgießform in der Arbeitsposition ihr Ende gefunden hat, Uberschneiden sich
die axiale Einfahrbewegung der Eingriffsorgane der Kolbenstange und der Quertransport
der Spritzgießform zeitlich. Dabei kann auch bei relativ geringer Asymmetrie des
Kupplungsraumes eine Kollision zwischen den Hintergriffsorganen der Kolbenstange
und den Hintergriffsorganen der Spritzgießform vermieden werden, wenn die Geschwindigkeit
der Spritzgießform beim Quertransport zumindest in der letzten bzw. ersten Phase
des Quertransportes im Vergleich zur Geschwindigkeit der Kolbenstange von der Steuereinrichtung,
z.B. auf ein Viertel der Geschwindigkeit der Kolbenstange herabgesteuert wird. Bei
stärkerer Asymmetrie des Kupplungsraumes kann der Quertransport der Spritzgießform
durchgehend mit verhältnis mäßig hoher Geschwindigkeit erfolgen.
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Zweckmäßigerweise steuert die Wegmeßeinrichtung und den Rechner umfassende
Steuereinrichtung alle Bewegungsphasen (A-D) der Kolbenstange, wobei in der ersten
Bewegungsphase die Kolbenstange in den Kupplungsraum eingesteuert wird und in der
letzten Bewegungsphase Angußteile mittels eines Auswerferstiftes ausstoßbar sind,
der mittels Radialflansch in einer Sacklochbohrung der Spritzgießform mit axialem
Spiel für den Answerferhub gefangen ist (Anspruch 2).
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Bei der lösung gemäß Patentanspruch 6 verbleiben die Hintergriffsorgane
der Kupplungsstange auch beim Quertransport der Spritzgießform innerhalb des Kupplungsraumes
in einer kupplungsgerechten Position. Somit stellt die rückwärtige Ausgangsposition
der Kolbenstange zugleich deren Kupplungsposition dar. Ein Einfahren der Kolbenstange
in den Kupplungsraum erübrigt sich daher.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt aus der Formschließeinheit im Bereich
einer auf dem bewegbaren Formtrager aufgespannten Gießformhalfte angedeuteter Lage
des Kupplungsraumes, Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Formschließeinheit im Bereich
der zwischen den Formträgern festgespannten, horizontal geschnittenen, in Arbeitsposition
befindlichen, geschlossenen SpritzgieS-form, Fig. 3 den Ausschnitt gemäss Fig. 2
beim Quertransport der Spritzgießform, wobei die Spritzgießform gerade in ihre letzte,
sich mit der Einfahrbewegung der Hintergriffsorgane der Kolbenstange zeitlich überschneidenden
Bewegungsphase eintritt, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV- IV von Fig. 3, Fig.
5 einen Ausschnitt aus der geöffneten, vertikal geschnittenen Formschließeinheit
beim Ausstoß der Spritzlinge, Fig. 6 einen Teil des Ausschnittes gemäss Fig. 5 beim
Ausstoß des Angußteiles, Fig. 7 ein die Arbeitsweise der Steuereinrichtung verdeutlichendes
Weg- Zeit- Diagramm, Fig. 8 eine Variante der Formschließeinneit in einer Darstellung
gemäss Fig. 2 und Fig. 9 die Anordnung gemäss Fig. 8 in einer Ansicht aus Richtung
Y.
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Die an einer Kunststoff- Spritzgießmaschine mit zentralem Rechner
31 angeordnete Formschließeinheit ist mit einer Cießfonnwechselvorrichtung ausgerüstet.
Letztere umfaßt einen neben dem Spannraum angeordneten Gießfonmwechseltisch 36 und
eine Transportbahn, auf welcher die Spritzgießform 18 unmittelbar an der Spannfläche
des bewegbaren Formträgers 20 vom Gießfonmwechseltisch in den Spannraum horizontal
transportierbar ist ( Quertransport). Die Trsnsportbahn ist durch Stützelemente
37,37' gebildet, die an den Formtrsgern 20, 19 befestigt sind. Beim Quertransport
ist der bewegbare Formtrsger 20 auf einen derartigen minimalen Abstand zum stationären
Formträger 19 eingestellt, daß gerade noch ein Quertransport der Spritzgießform
18 ohne nennenswerte Behinderung durch Friktionen an den Spannflächen der Formträger
möglich ist.
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Die Gießformwechselvorrichtung umfaßt ferner eine Kupplung zum Ankuppeln
und Abkuppeln des Auswerfers der Spritzgießform von ihrer antreibenden, in der Spritzachse
am bewegbaren Formträger 20 befestigten Kolben- Zylinder- Einheit. Die Kupplung
ist durch Hintergriffsorgane 25a an der Spritzgießform 18 und Hintergriffs organe
24a an der Kolbenstange 24 der Kolben-Zylinder- Einheit gebildet. Die Hintergriffsorgane
25a und 24a hintergreifen sich im Gefolge des Quertransportes in einem Kupplungsraum
35 innerhalb der benachbarten Befestigungsplatte 18i, die mit einer Ise lierplatte
18i' armiert ist. Der Kupplungsraum 35 ist derart asymmetrisch zur Spritzachse ausgebildet,
daß die Hintergriffsorgane 24a der Kupplungsstange 24 neben den Hintergriffsorganen
25a der Spritzgießform 18 in den Kupplungsraum 35 einfahrbar sind.
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Wie insbesondere aus den Fig. 1,9 ersichtlich, ist die aus genormten
Bauteilen aufgebaute Spritzgießform 18 mit mit ihren Isolierplatten 18a' und 18i'
armierten Befestigungsplatten 18 und 18i versehen, welche den Körper der Spritzgießform
unten und oben geringfügig überragen. Diese Befestigungsplatten sind von Spannbolzen
27 hintergriffen, durch welche die Gießfonr##älften an den Formträge m 19,20 durch
hydraulische Mittel gehalten sind.
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Die Spritzgießform 18 umfaßt ferner eine an der Befestigungsplatte
18a anliegende und an die Trennebene a-a angrenzende Fassonplatte 18b, die im Bereich
von Einarbeitungen die Formhohlräume 22, die Verteilerkanäle 23a und den Angußkanal
23 begrenzt. Eine von einer Abstützplatte 18d stabilisierte Konturenplatte 18c grenzt
andererseits an die Trennebene a-a an und ist mit Formkernen 13 bestückt, welche
die Formhohlräume 22 begrenzen. Zwischen der Beiestigängsplatte 18i und der Abstützplatte
18d sind zur Bildung eines Hubraumes 32 Abstandsstücke 18e angeordnet. In dem Hubraum
32 ist die Auswerferplatte 18f mit Abdeckplatte 18g auf Führungsstiften 18k in Schließrichtung
der Spritzgießform verschiebbar gelagert und mit Auswerferstößeln 18h bestückt,
welche die Abstützplatten 18d, die Konturenplatte 18c und die Formenkeme 13 durchsetzen.
Der Hub der Auswerferplatte 18f mit Abdeckplatte 18g ist durch Anschlagelemente
21,21' begrenzt. Die durch die Auswerferplatte l&f mit Deckplatte 18g und die
Auswerferstößel 18h gebildete Auswerfereinrichw tung ist über die Kolbenstange 24
einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit in zeitlich getrennten Bewegungsphasen
antreibbar.
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Die Kolbenstange 24 ist über die Kupplung mit der Auswerferplatte
18f lösbar verbunden. Die Kupplung umfaßt ein radialsyirrnetrisches Kupplungselement
25, das über einen Gewindezapfen 25c mit der Auswerferplatte 18f verschraubt und
durch eine Kontermutter 26 gesichert ist. In Kupplungsposition ist ein Kupplungskopf
(Hintergriffsorgane 25a) des Kupplungselementes 25 im Bereich seines Halses 25b
von horizontalen Hintergriffsschenkeln (Hintergriffsorgane
24a)
der Kupplungsstange 24 in dem Kupplungsraum 35 hintergriffen, der durch eine asymmetrische
Ausnehmung in der Befestigungsplatte 18i mit Isolierplatte 18i' gebildet ist. Die
Abkupplung erfolgt im Rahmen eines Gießforn>Jechsels durch den Qucrtransport
der Spritzgießform, bei welcher der Kupplungskopf 25a aus dem Bereich der Hintergriffsschenkel
24a gelangt, und einen anschließenden R~uchvärtshub der Kolbenstange 24.
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Gekuppelt wird durch die analogen Bewegungsschritte in umgekehrter
Reihenfolge Das Auswerferorgan für das Angußteil 14 ist ein gesonderter, in der
Konturenplatte 18c und der Abstützplatte 18d geführter Auswerferstift 10, der im
Hubraum 32 frei endigt. Der Auswerferstift 10 ist mittels Radialflansch 10a in einer
Sacklochbohrung 11 der Kontrrenabstützplatte 18d mit axialem Spiel für den Auswerferhub
gefangen. Die Sacklochbohrung 11 mündet in der Fuge zwischen der Konturenplatte
18c und der Konturenabstützplatte 1brd. Der zylindrische Auswerferstift 10 weist
vor und hinter dem Radialflansch 10a einen gleichen Durchmesser von cirka 18 mm
auf. Er begrenzt mit seiner vorderen Stirnkante den mit Hinterschnitt 12 versehenen
Verteilerkanal 23a, dessen Verteilerkanäle über Tunnel 15 für Tunnel angüsse in
die Foflrihohlräurne 22 einmünden.
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Im Beispiel der Fig. 3 und 4 ist der Auswerferstift 10 von einer als
Rückstellfeder dienenden Schraubenfeder 29 umschlossen. Diese ist einenends an der;Kontrrenplatte:l8c
widergelagert und liegt anderenends am Radialflansch 10a an. Der Auswerferstift
10 ist durch eine Einrichtung steuerbar, die eine Wegmeßeinrichtung 30 und einen
die Kolben- Zylinder-Einheit steuernden Rechner 31 umfaßt, dessen gespeicherte Zeitprogranrne
in Abhängigkeit von den Signalen der Wegmeßeinrichtung 30 abrufbar sind.Durch die
Wegmeßeinrichtung 30 sind alle Bewegungaphasen der Auswerfe re inri chtung erfaßbar.
Sie ist zu diesem Zweck der Kolbenstange 24 zugeordnet
Die elektrischen
Signale der Wegmeßeinrichtung 30 werden durch einen D'ehpotenti o'neter geliefert,
der durch die Axialbewegung der Kolbenstange 24 angetrieben ist. Eine solche Wegmeßeinrichtug'
ist an sich bekannt ( DE- AS 28 34 415.2).
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Das Weg- Zeit- Diagramm gemäss Fig. 7 verdeutlicht den Ablauf von
Bewegungsphasen B,C,D der Auswerfereinrichtung, denen je Zeitspannen E,F.G. eines
Stillstandes (Pausen ) vorgeschaltet sind. Die Pausen werden zum Vollzug von Operationen
benötigt, die zwischen den Bewegungsphasen liegen.
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Die Bewegungsphase A beinhaltet eine Operation des Gießformwechsels
H,wobei die Bewegungsphasen B,C,D dem zeitlich versetzten Auswerfen und dem anschließenden
Separieren von Spritzlingen und Angüssen im Spritzzyklus X dienen. Bei dem Weg-Zeit-
Diagramm ~.-.ird von einem Zeitpunkt des Betriebs ausgegangen, bei welchem ein automatischer
Gießforinwechsel noch nicht vollständig vollzogen ist, also demzufolge zwischen
den Fontträgern 19,20 sich noch keine Spritzgießform 18 befindet. Im Zuge der letzten
Phase des Gießforinwechseis H wird die Kolbenstange 24 in den Kupplungsraum 35 eingefahren
und die quer bewegte Spritzgießform angekuppelt. Das Ende der Einfahrbewegung ist
wegabhängig von der Wegmeßeinrichtung 30 bestimmt, die an den Rechner 31 ein diesbezügliches
Signal liefert. Durch das Signal wird die vorprogrammierte Pause E aus dem Speicher
des Rechners 31 abgerufen und die Bewegungsphase B ausgelöst, die zum Auswurf der
ersten Spritzlinge führt und wiederum wegabhängig von der Wegmeßeinrichtung 30 durch
ein Signal an den Rechner 31 beendet wird. Durch das Signal wird die vorprogrammierte
Pause F aus dem Speicher abgerufen, in welcher die ersten Spritzlinge über die mechanische
Weiche in einen ersten Sammelbehälter abgeführt werden. Am Ende der Pause wird die
Bewegungsphase C programniabhängig abgeleitet, indem der Xolben der Kolben-Zylindereinheit
erneut mit Druckmedium beaufschlagt wird. Diese Bewegungsphase wird wiederum wegabhängig
von der Wegmeßeinrichtung 30 beendet, die mittels Signal die programmierte Pause
G auslöst. Diese reicht zeitlich aus, um anders gestaltete Spritzlinge (weicht insoweit
wom Ausführungsbeispiel der Eig. 1 - 4 ab)über die
Weiche in einen
zweiten Behälter abzusondern. Sodann wird vom Rechner 31 programmabhängig die Bewegungsphase
D eingeheitet, in deren Verlauf die Angüsse ausgestoßen werden ( Fig.6), um uber
die mechanische weiche in einem dritten Behalter gesarrn>#lt zu werden.
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In der Variante gemäss Fig. 2 wird der Auswerferstift lo ausschließlich
durch den Staudruck des plastischen l4aterials, in der Variante nach den Fig. 3,4
unter Mitwirkung der Rückstellfeder <S in Ausgangslage zurückgeführt.
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Der autamatische Gießformwechsel wird durch den vom Rechner gesteuerten
Quertransport der Spritzgießform 18 eingeleitet, durch welchen die Hintergriffsorgane
24a vom Hintergriff der Hintergriffsorgane 24a befreit, was die Abkupplung der Kolbenstangen
24 von der Auswerferplatte 18 f zur Folge hat. Danach erfolgt eine zur Richtung
der Bewegungsphase A gegensätzlich gerichtete, von der Wegmeßeinrichtung 30 in Verbindung
nut dem Rechner 31 gesteuerte Bewegungsphas#, durch welche die Hintergriffsorgane
24a bei fortdaue mdem Quertransport der Spritzgießform axial aus dem Kupplungsraum
35 herausgeführt werden. Die aus Weg- Heß- Einrichtung 30 und Rechner 31 bestehende
Steuereinrichtung 30,31 ist also gleichermaßen zur Steuerung der i\uswerfereinrichtung
als auch zur Steuerung wenigstens einer Grundoperation des Gießformwechsels, nämlich
zur Ankupplung bzw.
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Abkupplung des Auswerfers der Spritzgießform 18 von der antreibenden
Kolbenstange 24 bei unterbrechungsfreiem Quertransport der Spritzgießform 18 befähigt.
Im Weg- Zeit- Diagramm ( Fig. 7) ist mit dem als kleiner kreis verdeutlichten Punkt
M der Startpunkt und der Zeitpunkt des Startes der Kolbenstange 24 aus ihrer Ausgangslage
gegeben. Dieser Punkt M ist im Diagramm zugleich der Umschaltpunkt, in welchem der
Quertransport L punktierte Linie ) auf eine wesentlich geringere Geschwindigkeit
gesteuert wird, wobei dieser Quertransport im Beispiel des Diagramms ohnehin mit
einer etwas geringeren Geschwindigkeit von statten geht zls der Axialhub der Kolbenstange
in der Bewegungsphase A. Im Punkt M haben die Spritzgießform 18 und die Kolbenstange
24 etwa die in Fig. 3 gezeigte Lage, in welcher der Axialhub der Kolbenstange 24
gerade beginnt und die Spritzgießform 18 gerade auf geringere Geschwindigkeit umgeschaltet
wird.
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Die Zeit d-d in welcher die Kolbenstange 24 die Bewegungsphase A bewältigt,
kann in keinem Falle größer sein als die Zeit, welche die Spritzgießform 18 für
die Teilstrecke bb geringerer Geschwindigkeit benötigt. Dies ergibt sich insbesondere
aus einem Vergleich der Fig. 7,3, in welchen die Teilstrecke bb gleichermaßen angegeben
ist. Durch die zweite Teilstrecke c-c geringerer Geschwindigkeit der Spritzgießform
18 wird der gegenseitige Hintergriff der Hintergriffsorgane 24a und 24a von Spritzgießform
18 und Kolbenstange 24 realisiert.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 8,9 unterscheidet sich vom
Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 7 dadurch, daß der Kupplungsraum 35' in der
senkrecht zur Quertransport-Richtung der Spritzgießform 18 liegenden Seitenwandung
S des Körpers der Spritzgießform 18 frei nundet und daß die Kolbenstange 24 auch
in rückwärtiger Ausgangsstellung innerhalb des Kupplungsraumes K' endet. Bei einer
solchen Ausbildung ergibt sich allerdings eine gewisse statische Schwächung der
Spritzgießform, so daß gegebenenfalls die Platten der Spritzgießform stärker ausgelegt
sein rrüssen.
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Da beim Ausführungsbeispiel der Figuren 8,9 die Hintergriffsorgane
24a der Kupplungsstange 24 auch beim Quertransport der Spritzgieß# form 18 sich
innerhalb des Kupplungsraumes 35' in einer kupplungsgerechten Position befinden,
erübrigt sich das beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1-7 für die Kupplung erforderliche
Einfahren der Kupplungsstange 24 in den Kupplungsraum. Insoweit stellt die rückwärtige
Ausgangsposition der Kupplungsstange 24 zugleich deren Kupplungsposition dar.