DE4100981C2 - Handbetätigbare Schnellspannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer handbetätigbaren Schnellspannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Schnellspannvorrichtungen werden in Kunststoff- Spritzgießanlagen eingesetzt, bei denen die durch einen Kolben in einem Zylinder plastifizierbare Werkstoffmischung unter hohem Druck durch eine Düse in ein geschlossenes Spritzgießwerkzeug eingespritzt wird. Die Spritzgießmaschine weist zwei sich gegenüberstehend angeordnete Maschinentische auf, an denen jeweils ein Teil des zweiteiligen Spritzgießwerkzeuges aufgespannt wird. Durch Zusammenfügen 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 Spritzgießwerkzeug hergestellt wird, ist es erforderlich, das Spritzgießwerkzeug je nach gewünschtem Kuststoffartikel auszutauschen. Hierzu wird das Spritzgießwerkzeug 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 0 184 744 A2), am Maschinentisch, der Spritzgießmaschine eine Schnellspanntaste vorzusehen mit Aufnahmebohrungen, in welche am Spritzgießwerkzeug vorgesehene Spannbolzen eingreifen und mittels Verriegelungselementen arretiert werden. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass ein Einführen des Spritzgießwerkzeuges in die Schnellspannvorrichtung sowie das Verriegeln derselben schwierig ist, sodass die Standzeit der Spritzgießmaschine weiterhin zu lange dauert.

Bei einer anderen bekannten Schnellspannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge (EP 0 324 901 A2) 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 vorgesehen 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, sodass die gewonnene Zeit mindestens zum Teil wieder verloren geht.

Eine aus der DE 29 47 938 A1 bekannte, nicht gattungsgemäße, maschinell betätigbare Schnellspannvorrichtung hat am Umfang eines Zentrierringes als Verriegelungselemente dienende Außenvorsprünge, die nach Art eines Bajonettverschlusses mit Innenvorsprüngen zusammenwirken, die an einem drehbaren Spannring der Aufspannplatte ausgebildet sind. Die zusammenwirkenden Vorsprünge sind über an ihnen ausgebildete Schrägflächen durch Einstecken der Ansätze und Drehung des Spannringes verriegelbar, wobei die aufeinander abgleitenden Schrägflächen der Vorsprünge eine axiale Verspannung von Aufspannplatte und Formteil bewirken. Zur Vermeidung eines manuellen Eingriffs wird der Spannring über eine an seinem Umfang ausgebildete Verzahnung mittels einer hydraulisch betätigbaren Zahnstange gedreht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Schnellspannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge so weiterzubilden, daß einerseits die Stillstandzeit der Spritzgießmaschine auf eine Minimum reduziert wird und andererseits ein sicherer Betrieb der Spritzgießmachine durch ausreichende Verspannung des Spritzgießwerkzeuges gegen die Formaufspannplatte gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Schnellspannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

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

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

Gemäß der Erfindung ist die Kreisausnehmung in der Spannplatte auf der der Formaufspannplatte zugewandten Seite stufenartig erweitert, der Spannring in dieser erweiterten Ausnehmung drehbar gelagert und geführt und die dem Absatz zugewandte Seite des Spannringes 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 die Formaufspannplatte bewegt und bei eingesetztem und den Spannring hintergreifendem Zentrierring das Spritzgießwerkzeug gegen die Formaufspannplatte verspannt. Auf diese Weise wird eine besonders feste und sichere Verspannung des Spritzgießwerkzeuges gewährleistet. Durch den langen nach außen geführten Hebel ist eine erhebliche Kraftwirkung erzielbar.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die den Spannring hintergreifenden Spannelemente in zirkularer Richtung keilförmig ausgebildet, wobei die schräge Fläche des Keils 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 die Formaufspannplatte verspannt wird.

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

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind am Zentrierring vier gleichmäßig über den Kreisumfang verteilt angeordnete Spannelemente und entsprechend vier Ausnehmungen im Spannring vorgesehen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass auf das Spritzgießwerkzeug eine hohe Spannkraft bei gleichmäßiger 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 der Formaufspannplatte 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 zur Formaufspannplatte 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 Ausnehmungen zum konventionellen Aufspannen an der Formaufspannplatte mittels Schrauben vorgesehen. 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, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in den Zeichnungen 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 Spannplatte ebenfalls in perspektivischer Darstellung,

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

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

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 Perspektive und

Fig. 7 eine Draufsicht auf die der Formaufspannplatte abgewandte Seite einer erfindungsgemäßen Spannplatte, 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 Spritzgießwerkzeuges 1 als Düsenteil 3 bezeichnet wird. Links und rechts neben dem Spritzgießwerkzeug 1 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 Spannplatte 4 ist Fig. 2 entnehmbar. In der linken Hälfte der Fig. 2 ist die Spannplatte 4 in Draufsicht auf die der nicht dargestellten Formaufspannplatte zugewandte und in der rechten Hälfte auf die der Formaufspannplatte abgewandte Seite dargestellt. Die zentrale kreisförmige Kreisausnehmung 5 in der Spannplatte 4 ist in Richtung auf die Formaufspannplatte stufenartig erweitert. Diese erweiterte Kreisausnehmung 5 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 der Formaufspannplatte 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 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 Kreisausnehmung 5 nach außen verlaufenden, gleichmäßig um die Kreisausnehmung 5 verteilt angeordneten nutenförmige Ausnehmungen 13 versehen, sowie mit Ausnehmungen 14 zur Durchführung von Befestigungselementen zur Befestigung der Spannplatte 4 an der Formaufspannplatte. Das Spritzgießwerkzeug 1 weist an jeder seiner beiden den Spannplatten 4 zugewandten Stirnseiten einen in der Zeichnung nicht dargestellten Zapfen auf, der bei aufgespanntem Spritzgießwerkzeug 1 in einer der vier nutenförmigen Ausnehmungen 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. 5 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 Spannplatten 4 erkennbar. Insbesondere sind hier die Durchmesserverhältnisse 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 an der Formaufspannplatte 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 Spannelemente 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 entsprechend um seine Achse verdreht. Hierdurch hintergreifen die Spannelemente 11 den Spannring 8 an seinen nicht ausgenommenen Bereichen und verankern den Zentrierring 6 bzw. 7 samt Spritzgießwerkzeug 1 an der Spannplatte 4. Durch Verdrehen des Spannrings 8 wird dieser aufgrund von auf dessen der Spannplatte 4 zugewandten Seite vorgesehenen zirkular verlaufenden Keilsegmenten, die gegen entsprechende zirkular verlaufende, auf den stufenförmigen Absatz der Kreisausnehmung 5 angeordneten Keilsegmente auflaufen, von der Spannplatte 4 abgehoben und in Richtung auf die Formaufspannplatte bewegt. Dadurch wird das Spritzgießwerkzeug 1 gegen die Formaufspannplatte 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 Steigerung der Keilsegmente beträgt bevorzugt je ca. 1 mm. Nicht dargestellt sind Befestigungsvorrichtungen des Zentrierrings 6 bzw. 7 am Spritzgießwerkzeug 1 und zusätzliche Ausnehmungen zum konventionellen Aufspannen mittels Schrauben unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zentrierrings 6 bzw. 7.

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

Bezugszahlenliste

1

Spritzgießwerkzeug

2

Auswerferteil

3

Düsenteil

4

Spannplatte

5

Kreisausnehmung

6

Zentrierring

7

Zentrierring

8

Spannring

9

Hebel

10

Vertiefung

11

Spannelement

12

Ausnehmung

13

Ausnehmung

14

Ausnehmung

15

Kreisausnehmung

16

Kreisausnehmung

Claims (7)

1. Handbetätigbare Schnellspannvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge mit einem Zentrierring (6, 7), mit einer eine dem Außendurchmesser des Zentrierrings (6, 7) entsprechende Kreisausnehmung (5) zur Aufnahme des an einem Spritzgießwerkzeug (1) angeordneten Zentrierrings (6, 7) aufweisenden Spannplatte (4) und mit einer hebelbetätigten Vorrichtung an der Spannplatte (4) zur Arretierung des Zentrierrings (6, 7) in der Kreisausnehmung (5) der an der Formaufspannplatte einer Spritzgießmaschine angeordneten Spannplatte (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (6, 7) über eine Art Bajonettverschluß in der Spannplatte (4) verankerbar und das Spritzgießwerkzeug (1) mittels Keilflächen beim Schließen des Verschlusses gegen die Spannplatte (4) verspannbar ist, wobei am Außenumfang des Zentrierrings (6, 7) nach außen weisende Spannelemente (11) vorgesehen sind, welche durch entsprechende Ausnehmungen (12) in einem in der Spannplatte (4) drehbar gelagerten Spannring (8) mit einer Kreisausnehmung (5) hindurchführbar sind und nach Verdrehen des Spannrings (8) mittels eines daran angeordneten Hebels (9) diesen in Art eines Bajonettverschlusses hintergreifen, wobei die Kreisausnehmung (5) in der Spannplatte (4) auf der der Formaufspannplatte zugewandten Seite stufenartig erweitert ist und der Spannring (8) in dieser erweiterten Ausnehmung drehbar gelagert und geführt ist, und wobei die von der Formaufspannplatte wegweisende Seite des Spannrings (8) mit zirkular verlaufenden Keilsegmenten versehen ist, welche beim Verdrehen des Spannrings (8) um seine Achse 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 die Formaufspannplatte bewegen.

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

3. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alternativ oder zusätzlich zu den keilförmigen Spannelementen (11) entsprechende Keilsegmente auf der der Formaufspannplatte zugewandten Seite des Spannrings (8) vorgesehen sind.

4. Schnellspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (6, 7) vier gleichmäßig über dessen Außenumfangsfläche verteilt angeordnete Spannelemente (11) und der Spannring (8) vier entsprechende gleichmäßig über seine Innenumfangsfläche verteilt angeordnete Ausnehmungen (12) aufweist.

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

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

7. Schnellspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (6, 7) mit zusätzlichen Ausnehmungen zum konventionellen Aufspannen an der Formaufspannplatte mittels Schrauben versehen ist.