DE4100981A1 - Handbetaetigbare schnellspannvorrichtung fuer spritzgiesswerkzeuge - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer handbetätigbaren Schnellspannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Derartige Schnellspannvorrichtungen werden in Kunst­ stoff-Spritzgießanlagen eingesetzt, bei denen die durch einen Kolben in einem Zylinder plastifizierte Werkstoffmischung unter hohem Druck durch eine Düse in ein geschlossenes Spritzgießwerkzeug eingespritzt wird. Die Spritzgießmaschine weist zwei sich gegenüber stehend angeordnete Maschinentische auf, an denen jeweils ein Teil des zweiteiligen Spritzgießwerkzeuges aufgespannt wird. Durch Zusammenführen der beiden Maschinentische werden die beiden Spritzgießwerkzeugteile ebenfalls zusammengeführt und sodann der Spritzgießvorgang eingeleitet. Hierbei erfolgt die Plastifizierung der Werkstoffmischung außerhalb des Werkzeuges. Durch Auseinanderfahren der Maschinentische wird nach beendetem Spritzgießvorgang das fertige Kunststoffteil ausgeworfen. Da jeder Kunststoffartikel durch ein spezielles Spritz­ gießwerkzeug hergestellt wird, ist es erforderlich, das Spritzgießwerkzeug je nach gewünschtem Kunststoff­ artikel auszutauschen. Hierzu wird das Spritzgießwerk­ zeug vom Maschinentisch abgespannt und ein anderes Spritzgießwerkzeug am Maschinentisch aufgespannt. Dieses Auswechseln des Spritzgießwerkzeuges bedingt eine Stillstandzeit der Spritzgießmaschine, die um so länger dauert, je aufwendiger der Auswechselvorgang des Spritzgießwerkzeuges ist.

Es ist bekannt (EP 01 84 744), am Maschinentisch der Spritzgießmaschine eine Schnellspannplatte vorzusehen mit Aufnahmebohrungen, in welche am Spritzgießwerkzeug vorgesehene Spannbolzen eingreifen und mittels Verriegelungselementen arretiert werden. Diese Vor­ richtung hat jedoch den Nachteil, daß ein Einführen des Spritzgießwerkzeuges in die Schnellspannvorrichtung sowie das Verriegeln derselben schwierig ist, so daß die Standzeiten der Spritzgießmaschine weiterhin zu lange dauern.

Bei einer anderen bekannten Schnellspannvorichtung für Spritzgießwerkzeuge (EP 03 24 901) wird daher am Spritzgießwerkzeug ein Zentrierring vorgesehen, welcher in eine Ausnehmung eines am Maschinentisch angeordneten Zentrierringhaltekörpers einführbar und mittels eines oder zweier Hebel, die in eine auf der Umfangsfläche des Zentrierrings vorgesehene Ringnut eingreifen, arretierbar ist. Hierbei können die Hebel im Eingriffsbereich derart abgeschrägt ausgebildet sein, daß das Spritzgießwerkzeug beim Betätigen der Hebel gegen den Zentrierringhaltekörper bzw. den Maschinentisch gespannt wird. Hierbei tritt jedoch der Nachteil auf, daß eine ausreichende Verspannung des Spritzgießwerkzeuges gegen den Maschinentisch nicht gewährleistet ist bzw. bei Betrieb der Spritzgießmaschine ein Lockern der Verspannung auftritt. Es sind daher Mittel vorgesehen, um die Hebel in ihrer Sperrlage zu arretieren. Hierdurch wird aber wiederum die Betätigung der Schnellspannvorrichtung erschwert, so daß die gewonnene Zeit mindestens zum Teil wieder verloren geht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Schnellspannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge so weiterzubilden, daß einerseits die Stillstandzeit der Spritzgießmaschine auf ein Minimum reduziert wird und andererseits ein sicherer Betrieb der Spritz­ gießmaschine durch ausreichende Verspannung des Spritz­ gießwerkzeuges gegen den Maschinentisch gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Schnell­ spannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.

Durch den zur Aufspannung des Spritzgießwerkzeuges am Maschinentisch vorgesehenen bajonettartigen Verschluß zwischen Spritzgießwerkzeug und Spannplatte wird eine sichere Aufspannung des Spritzgießwerkzeuges gewährleistet, welches durch den vorgesehenen Exzenter mit ausreichender Spannkraft gegen den Maschinentisch spannbar ist. Ein Lockern dieser Verbindung bei Betrieb der Spritzgießmaschine ist nicht möglich.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind am Außenumfang des Zentrierrings radial nach außen weisende Spannsegmente vorgesehen, welche durch entsprechende Ausnehmungen in einem in der Ebene der Spannplatte, die Kreisausnehmung umfassend, drehbar gelagerten Spannring hindurchführbar sind und nach Verdrehen des Spannringes mittels eines daran angeordneten Hebels diesen in Art eines Bajonettverschlusses hintergreifen. Diese Ausgestaltung gewährleistet eine einfache Handhabung beim Einsetzen und Verspannen des Spritzgießwerkzeuges. Es genügt eine Person zum Werkzeugwechsel. Der Hebel zum Verdrehen des Spannrings ist so weit nach außen geführt, daß er von außerhalb der Maschine bedient werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die kreisförmige Ausnehmung in der Spannplatte auf der dem Maschinentisch zugewandten Seite stufenartig erweitert, der Spannring in dieser erweiterten Ausnehmung drehbar gelagert und geführt und die dem Absatz zugewandte Seite des Spannrings mit zirkular verlaufenden Keilsegmenten versehen, die beim Verdrehen des Spannringes gegen auf dem Absatz vorgesehene, ebenfalls zirkular verlaufende, Keilsegmente stoßen und dadurch den Spannring vom Absatz wegdrücken. Dadurch wird der Spannring in Richtung auf den Maschinentisch bewegt und bei eingesetztem und den Spannring hintergreifendem Zentrierring das Spritzgießwerkzeug gegen den Maschinentisch verspannt. Auf diese Weise wird eine besonders feste und sichere Verspannung des Spritz­ gießwerkzeuges gewährleistet. Durch den langen, nach außen geführten Hebel ist eine erhebliche Kraftwirkung erzielbar.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die den Spannring hintergreifenden Spannsegmente in zirkularer Richtung keilförmig ausgebildet, wobei die schräge Fläche des Keils bei in die Ausnehmung der Spannplatte eingesetztem Spritzgießwerkzeug gegen den Spannring weist. Durch Verdrehen des Spannrings gelangen die Keilsegmente in Eingriff mit den zwischen den Ausnehmungen des Spannrings verbleibenden Segmenten, wodurch das Spritzgießwerkzeug in der Spannplatte verankert und gegen den Maschinentisch verspannt wird.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Merkmale sind alternativ oder zusätzlich die zwischen den Aus­ nehmungen des Spannrings verbleibenden Segmente in zirkularer Richtung keilförmig ausgebildet. Hierdurch wird, wie im vorigen Absatz beschrieben, das Spritz­ gießwerkzeug in der Spannplatte verankert und gegen den Maschinentisch verspannt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind am Zentrierring vier gleichmäßig über den Kreisumfang verteilt angeordnete Spannsegmente und entsprechend vier Ausnehmungen im Spannring vorgesehen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß auf das Spritzgießwerkzeug eine hohe Spannkraft bei gleich­ mäßiger Kraftverteilung ausgeübt werden kann. Darüberhinaus hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß das Spritzgießwerkzeug um 90°, 180° und 270° um die Maschinenlängsachse verdreht eingebaut werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Spannplatte auf ihrer dem Maschinentisch abgewandten Seite vier gleichmäßig um die Kreisausnehmung verteilte Ausnehmungen auf für den Eingriff eines entsprechenden am Werkzeug vorgesehenen Zapfens. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Einbaulage des Spritzgießwerkzeuges festgelegt werden kann. Bei richtiger Ausrichtung des Spritzgießwerkzeuges relativ zum Maschinentisch bzw. bei richtiger Drehlage bezüglich der Maschinenlängsachse gelangt der am Werkzeug vorgesehene Zapfen in Eingriff mit einer der vier an der Spannplatte vorgesehenen Ausnehmungen. Diese vier Ausnehmungen können vorteilhafterweise jeweils als vom Rand der zentralen Ausnehmung der Spannplatte radial nach außen geführte Nut ausgebildet sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Zentrierring mit zusätzlichen Aus­ nehmungen zum konventionellen Aufspannen am Maschinen­ tisch mittels Schrauben versehen. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, einen Maschinenpark nach und nach auf das neue Schnellspannsystem umzustellen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein Spritzgießwerkzeug mit Zentrierringen und zugehörigen Spannplatten in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Vorder- und eine Rückansicht einer Spann­ platte ebenfalls in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die dem Spritzgießwerkzeug abgewandte Seite eines Zentrierrings für den Auswerferteil eines Spritzgießwerkzeugs,

Fig. 4 eine Draufsicht auf denselben Zentrierring aus einer gegenüber Fig. 3 um 90° veränderten Per­ spektive,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die dem Spritzgießwerkzeug abgewandte Seite eines Zentrierrings für den Düsenteil eines Spritzgießwerkzeugs,

Fig. 6 eine Draufsicht auf denselben Zentrierring aus einer gegenüber Fig. 5 um 90° geänderten Per­ spektive und

Fig. 7 eine Draufsicht auf die dem Maschinentisch ab­ gewandte Seite einer erfindungsgemäßen Spann­ platte, jeweils in schematischer Darstellung.

Die Darstellung von Fig. 1 zeigt ein zweiteiliges Spritzgießwerkzeug 1, dessen in der Darstellung linker Teil den Auswerferteil 2 bildet, während der rechte Teil des Spritzgießwerkzeugs 1 als Düsenteil 3 be­ zeichnet wird. Links und rechts neben dem Spritzgieß­ werkzeug ist in Fig. 1 je eine Spannplatte 4 gezeigt mit einer zentralen kreisförmigen Ausnehmung 5, in welche das Spritzgießwerkzeug 1 jeweils mit einem an der der Spannplatte 4 zugewandten Stirnseite angeordneten Zentrierring 6 bzw. 7 einführbar ist.

Die Ausgestaltung der Spannplatten 4 ist Fig. 2 ent­ nehmbar. In der linken Hälfte der Fig. 2 ist die Spannplatte 4 in Draufsicht auf die dem nicht darge­ stellten Maschinentisch zugewandte und in der rechten Hälfte auf die dem Maschinentisch abgewandte Seite dargestellt. Die zentrale kreisförmige Ausnehmung 5 in der Spannplatte 4 ist in Richtung auf den Maschinentisch stufenartig erweitert. Diese erweiterte Ausnehmung dient als Lager und Führung für einen Spannring 8, an welchem ein Hebel 9 in radialer Richtung nach außen weisend angeordnet ist. Der Hebel 9 ist zur besseren Handhabung in Richtung auf das Spritzgießwerkzeug 1 zweimal abgewinkelt ausgebildet. Der Spannring 8 und das daran angeordnete erste Teilstück des Hebels 9 schließen mit der dem Maschinentisch zugewandten Seite der Spannplatte 4 flächig ab. Die Spannplatte 4 weist hierzu eine trapezförmige Vertiefung 10 auf, in welcher der Hebel 9 zwischen zwei Endstellungen verschiebbar geführt ist. Der Innendurchmesser des Spannrings 8 entspricht dem Außendurchmesser der Zentrierringe 6 und 7, wobei die Zentrierringe 6 und 7 an ihrem Außenumfang 4 gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete, nach außen gerichtete Spannelemente 11 aufweisen.

Entsprechend weisen die Spannringe 8 an ihrer Innenumfangsfläche vier Ausnehmungen 12 auf, durch welche die Spannelemente 11 der Zentrierringe 6 und 7 hindurchführbar sind.

Auf ihrer dem Spritzgießwerkzeug 1 zugewandten Seite sind die Spannplatten 4 zudem mit vier radial von der zentralen Ausnehmung 5 nach außen verlaufenden, gleich­ mäßig um die Zentralausnehmung 4 verteilt angeordneten Nuten 13 versehen, sowie mit Ausnehmungen 14 zur Durch­ führung von Befestigungselementen zur Befestigung der Spannplatten 4 am Maschinentisch. Das Spritzgießwerk­ zeug 1 weist an jeder seiner beiden den Spannplatten 4 zugewandten Stirnseiten einen in der Zeichnung nicht erkennbaren Zapfen auf, der bei aufgespanntem Spritz­ gießwerkzeug 1 in einer der vier Nuten 13 ruht.

Der in Fig. 3 dargestellte Zentrierring 7 weist eine zentrale Kreisausnehmung 15 kleinen Durchmessers auf und ist für die Stirnseite des Auswerferteils 2 des Spritzgießwerkzeugs 1 vorgesehen, während der in Fig. 5 dargestellte Zentrierring 6 eine zentrale Kreisausnehmung 16 großen Durchmessers aufweist und auf der Stirnseite des Düsenteils 3 des Spritzgießwerkzeugs 1 angeordnet wird.

Die Fig. 4 und 6 zeigen jeweils eine Draufsicht dieser Zentrierringe 6 und 7 aus einer um 90° gedrehten Perspektive.

Anhand von Fig. 7 ist die Ausgestaltung der Spann­ platten 4 erkennbar. Insbesondere sind hier die Durch­ messerverhältnisse der zentralen Kreisausnehmung 5 und des hier großteils verdeckten Spannrings 8 entnehmbar.

Der Innendurchmesser des Spannrings 8 ist geringer als der Innendurchmesser der zentralen Kreisausnehmung 5, wobei jedoch an den ausgenommenen Stellen 12 der Durchmesser mindestens auf den Durchmesser der Kreisausnehmung 5 erweitert ist.

Die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung arbeitet folgendermaßen. Das Spritzgießwerkzeug 1 wird jeweils mit seinem Zentrierring 6 bzw. 7 durch die zentrale Kreisausnehmung 5 der am Maschinentisch befestigten Spannplatte 4 geführt, wobei der Zentrierring 6 bzw. 7 so ausgerichtet ist, daß die Spannelemente 11 durch die Ausnehmungen 12 im Spannring 8 geführt werden. Nachdem der Zentrierring 6 bzw. 7 so weit in die zentrale Kreisausnehmung 5 eingeführt wurde, daß die Spann­ elemente 11 hinter den Spannring 8 zu liegen kommen, wird der Hebel 9 aus seiner einen Endlage in die andere Endlage verschwenkt und dadurch der Spannring 8 ent­ sprechend um seine Zentralachse verdreht. Hierdurch hintergreifen die Spannelemente 11 den Spannring 8 an seinen nicht ausgenommenen Bereichen und verankern den Zentrierring 8 samt Spritzgießwerkzeug 1 an der Spannplatte 4. Durch Verdrehen des Spannrings 8 wird dieser aufgrund von auf dessen der Spannplatte 8 zuge­ wandten Seite vorgesehenen zirkular verlaufenden Keil­ segmenten, die gegen entsprechende zirkular verlaufende, auf dem stufenförmigen Absatz der Zentralausnehmung 5 angeordnete Keilsegmente auflaufen, von der Spannplatte 8 abgehoben und in Richtung auf den Maschinentisch bewegt. Dadurch wird das Spritzgießwerkzeug 1 gegen den Maschinentisch verspannt. Zum Lösen dieser Verbindung wird der Hebel 9 in umgekehrter Richtung in seine Ausgangslage verschwenkt und sodann das Spritzgießwerkzeug 1 mit dem Zentrierring 6 bzw. 7 aus der zentralen Kreisausnehmung 5 der Spannplatte 4 herausgezogen. Selbstverständlich können die beiden Teile 2 und 3 des Spritzgießwerkzeuges 1 jeweils getrennt aufgespannt werden. Die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung kann sowohl bei Zwei- als auch bei Vier-Holmenmaschinen eingesetzt werden, wobei die Orientierung des Spritzgießwerkzeuges 1 relativ zur Maschinenlängsachse in Stufen von 90° verändert werden kann. Dadurch ist sowohl ein horizontales wie auch ein vertikales Einspritzen möglich. Die Steigung der Keilsegmente beträgt bevorzugt je ca. 1 mm. Nicht dargestellt sind Befestigungsvorrichtungen des Zentrierrings 4 am Spritzgießwerkzeug 1 und zusätzliche Ausnehmungen zum konventionellen Aufspannen mittels Schrauben unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zentrierrings.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (9)

1. Handbetätigbare Schnellspannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge mit einem Zentrierring, einer eine dem Außendurchmesser des Zentrierrings entsprechende Ausnehmung kreisförmigen Querschnitts zur Aufnahme des an einem Spritzgießwerkzeug angeordneten Zentrierrings aufweisenden Spannplatte und einer hebelbetätigten Vorrichtung an der Spannplatte zur Arretierung des Zentrierrings in der Ausnehmung der am Maschinen­ tisch einer Spritzgießmaschine angeordneten Spann­ platte, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrier­ ring (6, 7) über eine Art Bajonettverschluß in der Spannplatte (4) verankerbar und das Spritz­ gießwerkzeug (1) mittels eines Exzenters beim Schließen des Verschlusses gegen die Spannplatte (4) verspannbar ist.

2. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Zentrier­ rings (6, 7) nach außen weisende Spannsegmente (11) vorgesehen sind, welche durch entsprechende Ausnehmungen (12) in einem in der Ebene der Spannplatte (4), die Kreisausnehmung (5) umfassend, drehbar gelagerten Spannring (8) hindurchführbar sind und nach Verdrehen des Spannrings (8) mittels eines daran angeordneten Hebels (9) diesen in Art eines Bajonettverschlusses hintergreifen.

3. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisausnehmung (5) in der Spannplatte (4) auf der dem Maschinentisch zugewandten Seite stufenartig erweitert ist, daß der Spannring (8) in dieser erweiterten Ausnehmung drehbar gelagert und geführt ist und daß die vom Maschinentisch wegweisende Seite des Spannrings (8) mit zirkular verlaufenden Keilsegmenten versehen ist, welche beim Verdrehen des Spannrings (8) um seine Zentralachse gegen entsprechende zirkular verlaufende Keilsegmente auf dem Absatz der Stufenausnehmung auflaufen und dadurch den Spannring (8) von seinem Lager in der Spannplatte (4) abheben und in Richtung auf den Maschinentisch bewegen.

4. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannsegmente (11) in zirkularer Richtung keilförmig ausgebildet sind, wobei die schräge Fläche des Keils bei in die Ausnehmung (5) der Spannplatte (4) eingesetztem Spritzgießwerkzeug (1) gegen den Spannring (8) weist und daß beim Hintergreifen des Spannrings (8) durch Verdrehen des Spannrings (8) um seine Zentralachse das Spritzgießwerkzeug (1) gegen die Spannplatte (4) verspannt wird.

5. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alternativ oder zusätzlich zu den keilförmigen Spannsegmenten (11) entsprechende Keilsegmente auf der dem Maschinentisch zugewandten Seite des Spannrings (8) vorgesehen sind.

6. Schnellspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrier­ ring (6, 7) vier gleichmäßig über dessen Außenumfangsfläche verteilt angeordnete Spannsegmente (11) aufweist und der Spannring (8) vier entsprechende gleichmäßig über seine Innenumfangsfläche verteilt angeordnete Ausnehmungen (12).

7. Schnellspannvorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatte (4) auf ihrer dem Maschinentisch abgewandten Seite vier gleichmäßig um die Kreisausnehmung (5) verteilt angeordnete Ausnehmungen (13) aufweist, für den Eingriff eines entsprechenden am Spritzgießwerkzeug (1) angeordneten Zapfens.

8. Schnellspannvorichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Ausnehmungen (13) jeweils als vom Rand der Kreisausnehmung (5) radial nach außen geführte Nut ausgebildet sind.

9. Schnellspannvorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (6, 7) mit zusätzlichen Ausnehmungen zum konventionellen Aufspannen am Maschinentisch mittels Schrauben versehen ist.