-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Platte zur Verwendung in Spritzgießmaschinen
und insbesondere, aber nicht ausschließlich in Kunststoffspritzgießmaschinen,
die mit einer großen
Klemmkraft/Schließtonnage
arbeiten.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Platten
sind im wesentlichen robust konstruierte Stützaufbauten, welche die Formhälften unter der
aufgebrachten Klemm-/Schließtonnage
lokalisieren, abstützen
und ausrichten. Jede Platte in einem System muß deshalb so ausgebildet sein,
daß sie
die Kraft wirksam auf die Form überträgt. In einem
Formvorgang ist es verständlicherweise
wesentlich, ein hohes Ausmaß an
Parallelität
zwischen den Oberflächen
einer Platte (und auch zwischen den Platten) aufrechtzuerhalten,
weil eine Verzerrung der Platten dementsprechend und üblicherweise
eine Verzerrung in einer Formhälfte
induziert (und insbesondere der Formfläche), die innerhalb der Platte
vorgesehen ist. Tatsächlich
sollten die Platten unter der aufgebrachten Klemmtonnage idealerweise
vollständig
gegen physische Verzerrungen ihrer Struktur elastisch sein, wodurch
sichergestellt wird, daß eine
Formfläche
unverzerrt und somit im wesentlichen (und vorzugsweise vollständig) ebenflächig bleibt.
Es ist wichtig, so weit wie möglich,
die Ebenflächigkeit
der Form und der Platten aufrechtzuerhalten.
-
Im
Betrieb werden die formtragenden Flächen von zusammenwirkenden
Platten relativ zueinander bewegt, um die Bildung einer Form durch
den gegenseitigen Anschlag der komplementären aus gerichteten Formhälften zu
bewirken. Bei der nachfolgend aufgebrachten Klemmtonnage kann das
Einspritzen der Schmelze in den resultierenden Formhohlraum beginnen,
der von den beiden Formhälften definiert
wird. Es versteht sich typischerweise, daß hydraulische Betätiger (typischerweise
zugeordnete Kolben) vorgesehen sind, um ein Zurückziehen der Spannstangen (oder
der Kniegelenkklemme) durch eine relative Bewegung zwischen einer
bewegten und einer stationären
Platte zu bewirken. Sobald diese aneinander anliegen und in Verriegelungseingriff sind,
erzeugen die hydraulisch betätigten
Kolben eine Klemmkraft, die durch die Platten übertragen wird. Geschmolzenes
Kunststoffmaterial kann dann (durch eine Einspritzeinheit) in einen
Formhohlraum eingespritzt werden, der von den Formhälften definiert
ist, wodurch ein Gegenstand geformt wird, der eine vorbestimmte
Gestalt hat. Um die Produktivität zu
erhöhen,
werden die Formhälften
durch ein Wasserkühlsystem
gekühlt,
das eine Anzahl von wasserführenden
Rohren umfaßt,
welches System die Geschwindigkeit erhöht, mit welcher sich das spritzgegossene
(geschmolzene Kunststoffmaterial) verfestigt. Die Klemmkraft wird
dann aufgehoben, und die Formhälften
werden geöffnet/voneinander
getrennt, um den geformten Gegenstand auszustoßen oder herauszuziehen. Das
Verfahren kann dann wiederholt werden.
-
Das
Beibehalten der Ebenflächigkeit
ist aus verschiedenen Gründen
wesentlich. Beispielsweise kann durch Sicherstellen der Ebenflächigkeit
die Formschließtonnage
reduziert werden; dies spart Energie ein und reduziert den möglichen
Verschleiß zwischen
den kontaktierenden Elementen. Was die Frage der Ebenflächigkeit
(oder tatsächlich
den Mangel an Ebenflächigkeit)
zwischen den Platten und den Formhälften aus einer entgegengesetzten
Perspektive betrifft, ist zu sagen, daß Formhälften, die teilweise infolge
Biegens ihrer Kontaktflächen
fehlausgerichtet sind, zu Teilformungsproblemen führen können, die üblicherweise
mit einem Form"grat" verbunden sind.
Wenn eine Form und die Plattenanordnung in einer ersten Phase des
Formungsvorganges geschlossen und geklemmt wird, wird ein Gleichgewicht erreicht,
doch kann das Einspritzen des Kunststoffmaterials in die Formhälften eine
Trennungslinie bewirken, die sich öffnet, wenn eine gleichmäßige Schließkraft für die Form
fehlt. Dies verursacht einen Formgrat.
-
Es
gibt verschiedene unerwünschte
Effekte, die mit der Bildung eines Formgrates in einem Formungsvorgang
verbunden sind. Angenommen, daß ein
resultierender Teil unverwendbar ist, muß eine zusätzliche Verarbeitungstechnik
angewendet werden, um den Grat zu entfernen; dies erhöht die Zeit und
die Kosten zum Herstellen eines Produktes. Auch kann der Austragvorgang
selbst nicht vollständig
erfolgreich sein, und einiges an Gratmaterial kann deshalb das Finish
des Gegenstandes beeinträchtigen.
Alternativ kann ein Grat den fertiggestellten Gegenstand unverwendbar
machen, entweder weil der Teil physisch deformiert oder signifikant
untergewichtig ist. Ein Grat erzeugt im allgemeinen auch einen Verschleiß in der
Form bzw. der Form selbst, wodurch die Lebensdauer der Form herabgesetzt
wird, und kann außerdem
zu einer allgemeineren Beschädigung
der Maschine führen,
wenn die Form entweder mechanisch geöffnet oder gereinigt wird.
Spezieller kann nach der Gratbildung während des Spritzgießzyklus
das verfestigte Material (das bei einer einfachen Inspektion der
Form nicht evident sein muß) ein
gegenseitiges Aneinanderkleben der Formhälften bewirken, welches nur
durch ausreichend hohe aufgebrachte Kraft gebrochen werden kann.
Das Entfernen des Grates aus einem Bereich um die Formtrennungslinie
herum in einem manuellen Reinigungsverfahren unterwirft die Form
einem erhöhten
Beschädigungsrisiko,
während
die Reinigung selbst zeitaufwendig ist und die gesamte Produktivität beeinträchtigt.
-
In
der Spritzgießindustrie
variiert die Klemmtonnage von mehreren hundert Tonnen Schließdruck bis
zu mehreren tausend Tonnen Schließdruck. Mit zunehmender Klemmtonnage
können
selbst Plattenaufbauten, die aus den stärksten Materialien hergestellt
sind, insbesondere aus Stahl, einer Verzerrung unterliegen, hauptsächlich infolge
eines Biegemomentes, das in die Aufbauten über einen Kraftweg durch die
Formungsmaschine und die Form eingebracht wird. Die Schließ- oder
Klemmkraft wird typischerweise entweder durch einen hydraulischen
Kolben oder einen Kniegelenk-Klemmaufbau aufgebracht, wobei der
Schließpfad üblicherweise
durch eine Spannstangenanordnung vervollständigt wird.
-
Natürlich können Platten
und Formablenkprobleme überwunden
werden, indem die Schließtonnage
erhöht
oder ein solider Materialblock erzeugt wird. Das Erhöhen der
aufgebrachten Tonnage kann aber dazu führen, die Lebensdauer der Form
zu reduzieren, während
die Erhöhung
der physischen Größe und Robustheit
der Platte zu höheren
Energieanforderungen (und somit höheren Betriebskosten) führt.
-
Im
Gegensatz zu den üblicheren
Plattenausbildungen mit Schachtelquerschnitt offenbaren das
US-Patent 5,593,711 und
das
US-Patent 5,776,402 eine Platte
für eine
Spritzgießmaschine,
welche erste und zweite allgemein ebene Wände mit einem Zwischenstützaufbau
aufweist, welcher die Wände
verbindet. Diese Platten sind üblicherweise
als REFLEX-Platten bekannt und werden unter der Handelsmarke REFLEX
von der Husky Injection Molding Systems vertrieben, die auch die
Rechtsnachfolgerin der vorliegenden Erfindung ist. Die Wände innerhalb dieser
REFLEX-Platten sind
parallel zueinander. Eine erste Wand ist so ausgebildet, daß sie die
Anordnung einer Formhälfte
in der Wand abstützt.
Ein konusförmiger
Zwischenstützaufbau
der REFLEX-Plattenausbildung
bewirkt eine Verteilung der Kräfte,
die auf die Ecken der hinteren Wand der Platte gegen die Mitte der
Formstützfläche wirken
(d. h. der Vorderwand), wobei der dazwischenliegende Stützaufbau
eine kontrollierte Druckkraft (durch ihre federartige Form) aufbringt,
welche die Ebenflächigkeit
begünstigt,
indem sie die Effekte der Zugkräfte über die
Hinterwand reduziert (die aus einem Biegemoment resultieren). Zusätzlich reduzieren
die REFLEX-Platten das Gesamtgewicht der Platten. Die REFLEX-Plattenausbildung
bietet deshalb beträchtliche
Verbesserungen zur Aufrechterhaltung der Ebenflächigkeit gegenüber den
früheren
Schachtelquerschnittsausbildungen, unabhängig davon, daß solche
Schachtelquerschnittsausbildungen in einer Kniegelenkklemme oder
einem Spannstangensystem implementiert sind.
-
Eine
REFLEX-Platte ist in 1 gemäß dem Stand der Technik gezeigt,
mit einer vergrößerten Eckansicht
in 4. Diese Platte umfaßt einen konusartige Zwischenstützaufbau
und außerdem
dazwischenliegende Stützaufbaurippen,
die senkrecht zur ersten und zweiten Wand angeordnet sind, d. h. die
Rippen verlaufen parallel zur Richtung der aufgebrachten Kraft.
Die Rippen dienen zur Erhöhung
der Steifigkeit der Anordnung (insbesondere durch Verringerung der
Biegemomente über
die Hinterwand) und übertragen
nur einen relativ kleinen Teil der Gesamtkräfte (die während des Klemmens erzeugt
werden) zwischen der Vorderwand und der Rückwand.
-
Unter
besonderer Bezugnahme auf 1 (aber
auch die Schnittansicht in 2) sind
die aktiven Kräfte
mit Pfeilen dargestellt. Die Zugkräfte sind durch Pfeilköpfe repräsentiert,
die gegeneinander gerichtet sind, wogegen die Druckkräfte durch
Pfeilköpfe
gerichtet sind, die in entgegengesetzten Richtungen wirken. Wie
aus 1 hervorgeht, wirken die Kräfte von den Kanten der Hinterwand
vornehmlich durch den Konus (d. h. den dazwischenliegenden Stützaufbau),
der deshalb einem Druck zwi schen der Vorderfläche und der Hinterfläche unterliegt
bzw. diesen aufnimmt. Kräfte
in der Platte rühren
von der aufgebrachten Kraft F her, die durch die Form wirkt, und ein
Rück-(Reaktions-)Pfad
(FR) wirkt von dem Punkt der Spannstangenverbindung
(an der Rückseite
der Spannstangenabstützung
an jeder Ecke der Platte) und durch die Spannstangen selbst. Detaillierter
werden die Formhälften
beim Festklemmen und Aufbringen der Tonnage zwischen der Formbefestigungsfläche der
Vorderwand der Platte und einer weiteren Platte zusammengepreßt. Die
Klemmkraft (F) bewirkt eine Druckbeanspruchung der Wände des
Konus des dazwischenliegenden Stützaufbaues.
Diesen Klemmkräften
wird durch die Gestalt des Konus entgegengewirkt, der bei den extremen
Drücken,
die durch das Klemmen verursacht werden, nach Art einer Feder arbeitet.
Dieses federartige Verhalten ist wesentlich, um die Kräfte aufzunehmen,
die ansonsten in einem bestimmten Ausmaß der Nicht-Ebenflächigkeit
der Formbefestigungsfläche
und der Formhälften
resultieren würde.
-
Senkrechte
Stützrippen,
die gegen die Mitte der beiden parallelen Wände angeordnet sind, bilden eine
zweiten Kraftweg, der von dem Punkt der Spannstangenverbindung (an
der Hinterwand) zur Vorderseite verläuft. Die sekundären Stützrippen sind
in Paaren entlang jeder Seite der Platte vorgesehen, wobei die Stützrippen
gegen die Mittelzone der Platte gerichtet sind; dies geht am besten
aus den 1 und 4 hervor.
Insbesondere ist der zweite Kraftweg anfänglich unter neunzig Grad (90°) zur Ebene
der Hinterwand gerichtet, bevor er durch die senkrechten Stützrippen
verläuft.
Die Position der Stützrippen
resultiert darin, daß der
zweite Kraftweg ein Biegemoment erzeugt, welches die Ebenflächigkeit
zischen der Vorderfläche
und der Hinterfläche
reduziert, welche Reduktion weiter eine Durchbiegung in den Spannstangen
hervorruft, weil die Spannstange mechanisch mit der hinteren Wand
verbunden ist. Jegliche Biegung der Spannstange bewirkt potentiell eine
Mate rialermüdung
und ein erhöhtes
Versagensrisiko der Spannstange, selbst dann, wenn die REFLEX-Plattenausbildung,
wie sie vorstehend beschrieben wurde, diese Spannungen minimiert.
-
Das
US-Patent 6,171,097 an Engel,
Maschinenbau Gesellschaft offenbart eine Plattenausbildung. Ein
Stützaufbau,
der aus den Endzonen von Preßstangen
und Spannstangen gebildet ist, ist mit einem kreisförmigen Frontaufbau über vier
Preßstangen
verbunden. Die Preßstangen übertragen
die Kraft von den Ecken des Stützaufbaues
auf den kreisförmigen
zentralen Frontaufbau.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert.
-
Dementsprechend
schafft die Erfindung eine Platte zur Verwendung in einer Formungsmaschine, welche
Platte eine erste und eine zweite im allgemeinen ebene Wand und
einen dazwischen angeordneten Stützaufbau
sowie Rippen aufweist, die unter einem nicht-normalen Winkel von
der ersten Wand zur zweiten Wand ragen, derart, daß die Rippen
die Kraft von der ersten Wand auf die zweite Wand übertragen,
um zumindest zum Teil einer Durchbiegung der zweiten Wand entgegenzuwirken.
-
Durch
die Kopplung der Kräfte
von der ersten Wand auf die zweite Wand wird auf diese Weise einem
Durchbiegen der zweiten Wand durch die Kräfte Widerstand geleistet, die
durch die Rippen gekoppelt sind, um die Ebenflächigkeit der Anordnung aufrechtzuerhalten.
-
Bei
dem spezifischen Ausführungsbeispiel umfaßt die Vorderwand
eine Formbefestigungsfläche,
die im Betrieb an eine Form angrenzt, und eine zweite Wand wird
als Hinterwand bezeichnet.
-
Eine
Bohrung erstreckt sich durch die Wände hindurch, um einer Einspritzeinheit
zu gestatten, geschmolzenes Kunststoffmaterial in die Form einzuspritzen.
-
Der
Zwischenstützaufbau
und die Rippen können
komplementär
mit der Zwischenstützaufbaufunktion
sein, die durch die Rippen unterstützt wird. Die Funktion umfaßt das Koppeln
der Kräfte
zwischen den Wänden.
-
Vorzugsweise
sind die Rippen mit der zweiten Wand in den Kantenbereichen verbunden.
Durch Verbinden der Rippen in den Kantenbereichen werden Druckkräfte mit
der hinteren Wand gekoppelt, um einem Biegen der hinteren Wand in
den Kantenbereichen zu widerstehen. Durch Kopplung der Kräfte an den
Kantenbereich der hinteren Wand werden die Kopplungskräfte größere Fähigkeit
haben, den Biegekräften
zu widerstehen. Die Rippen sind vorzugsweise mit der ersten Wand
relativ seitlich einwärts
der Wandkanten verbunden. Es ist wesentlich, festzustellen, daß die Rippen
einstückig
mit der ersten und der zweiten Wand in einem Metallgießprozeß ausgebildet
oder gesondert hergestellt und an Ort und Stelle geschweißt werden
können.
-
Bei
dem speziellen Ausführungsbeispiel
ragen die Rippen von der ersten Wand divergierend zur zweiten Wand.
Die Winkel, welche die Rippen mit der Wand einschließen, sind
im wesentlichen gleich, aber bei einigen Ausführungsbeispielen muß dies nicht
notwendigerweise der Fall sein.
-
Der
nicht-normale Winkel liegt im Bereich von zwanzig bis siebzig Grad
mit einem bevorzugten Bereich von fünfundzwanzig bis vierzig Grad.
Der am stärksten
bevorzugte Bereich ist achtundzwanzig bis fünfunddreißig Grad.
-
Vorzugsweise
ist die erste Wand im wesentlichen rechteckig, und Bohrungen sind
in den Eckbereichen vorgesehen, um die Spannstangen aufzunehmen.
Die Rippen können
dann mit den Eckbereichen der zweiten Wand verbunden werden, um
die Kräfte
auf wirksame Weise zu koppeln. Alternative Formen der ersten Wand
und Bohrungen, die an den Kantenbereichen angeordnet sind, können verwendet
werden.
-
Vorzugsweise
weist der Zwischenstützaufbau
zur Verbesserung der Ebenflächigkeit
ferner eine einen konischen Hohlraum definierende Wand auf, und
die Rippen sind mit der den Hohlraum definierenden Wand verbunden.
-
Die
Rippen sind vorzugsweise mit Zwickeln versehen, die sich von der
Rippe zu dem Zwischenstützaufbau
erstrecken. Vorzugsweise sind die Zwickel und die zugeordnete Rippe
einstückig
ausgebildet. Der Zwickel kann sich auch in einem Bogen um die Bohrung
erstrecken, um die Kräfte
wirksamer zu koppeln. Zwickel werden bevorzugt, da sie weiter dazu
beitragen, jeder Biegekraft in der zweiten Wand zu widerstehen.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Platte für eine Spritzgießmaschine
vorgesehen, die eine erste und zweite im wesentlichen ebene Wand
aufweist, die parallel zueinander durch einen Zwischenstützaufbau
in Abstand gehalten sind, der dazwischen angeordnet ist, und zumindest eine
Rippe, die sich zwischen der ersten und der zweiten im allgemeinen
ebenen Wand unter einem nicht-normalen Winkel dazu erstreckt, um
zumindest bestimmte Druckkräfte
normal zur ersten ebenen Wand auf die zweite Wand zu übertragen,
um einem Biegen der zweiten Wand zu widerstehen. Dieser zweite Aspekt
kann auch eine Zwickelanordnung umfassen.
-
Nach
einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine Platte zur Verwendung
in einem Klemmvorgang, wobei eine Kraft in einer ersten Richtung
erzeugt wird, umfassend: eine Formplatte mit zwei Wänden, die
voneinander beabstandet sind, wobei eine erste der Wände auf
einer Formseite und eine zweite Wand im Abstand dazu und parallel
zur ersten Wand angeordnet sind, wobei sich die erste und die zweite
Wand im wesentlichen quer zur ersten Richtung der Kraft erstrecken,
wobei jede der ersten und zweiten Wand Kanten und eine Mittelzone
hat, und wobei ein Zwischenstützaufbau
zwischen den beiden Wänden
positioniert und mit diesen verbunden ist, wobei die zweite Wand
Bohrungen aufweist, die gegen ihre Ecken angeordnet sind, durch
welche im Betrieb Spannstangen geführt werden, um das mechanische
Kuppeln der Spannstangen mit der zweiten Wand zu unterstützen, derart,
daß im
Betrieb eine Klemmkraft durch die mechanische Kupplung und den Zwischenstützaufbau
und über
die erste Wand erzeugt wird, wobei der Zwischenstützaufbau
so ausgebildet ist, daß er
die Kraft von den Kanten der ersten Wand weg gegen die Mittelzone
der ersten Wand richtet, um im wesentlichen eine Auslenkung der
ersten Wand zu verhindern, wobei der Zwischenstützaufbau ein schmales Ende,
das zentral mit der ersten Wand gekuppelt ist, und ein breites Ende
aufweist, das mit der zweiten Wand gekuppelt ist, wobei der Zwischenstützaufbau
ferner bogenförmig,
konisch, V-förmig
oder C-förmig
ausgebildet ist und strukturell so zusammengebaut ist, daß er unter
der Klemmkraft einen mechanisch wirkenden Druck in der ersten Richtung
aufnimmt; wobei die Platte ferner Rippen aufweist, die unter einem
nicht-normalen Winkel von der ersten Wand gegen die zweite Wand ragen,
derart, daß die
Rippen die Kraft von der ersten Wand auf die zweite Wand übertragen,
um zumindest teilweise einem Biegen derselben zu widerstehen, wobei
die Rippen von dem zentralen Bereich der ersten Wand gegen die Ecken
der zweiten Wand nach außen
ragen.
-
Es
versteht sich, daß im
weitesten Sinn die Rippen eine Kraftkopplungsfunktion haben und
alternative Anordnungen möglich
sind. Im wesentlichen können
die Rippen einen zweiten Stützaufbau
für einen
Hauptstützaufbau
bilden, der bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Zwischenstützaufbau ist.
Dementsprechend schafft die Erfindung in einem weiten Aspekt eine
Platte mit einer ersten und einer zweiten im allgemeinen ebenen
Wand, einem primären
Stützaufbau,
der dazwischen angeordnet ist, um den Hauptteil der Kräfte zwischen
der ersten und der zweiten im allgemeinen ebenen Wand zu koppeln, und
einem sekundären
Stützaufbau,
um einen kleineren Teil der Kräfte
von der ersten Wand auf die zweite Wand in einer Richtung unter
einem nicht-normalen Winkel von der ersten Wand zur zweiten Wand zu übertragen,
derart, daß Zugkräfte in Richtung
der Ebene der zweiten Wand erzeugt werden.
-
Die
Erfindung schafft auch eine Spritzgießmaschine mit einer Platte,
wie sie vorstehend erläutert
wurde.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben, in denen zeigen:
-
1 eine
Platte nach dem Stand der Technik;
-
2 eine
Schnittansicht einer REFLEX-Platte, die im Zusammenhang einer schematischen
Teildarstellung einer Spritzgießmaschine
gezeigt ist;
-
3 eine
Perspektivansicht einer Platte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
-
4 eine
vergrößerte Perspektivansicht
einer Ecke der Platte nach 2; und
-
5 eine
vergrößerte Perspektivansicht
einer Ecke der Platte nach 3.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Unter
detaillierterer Bezugnahme auf
2 ist eine
Schnittansicht einer REFLEX-Platte
10 im Kontext einer
schematischen Teildarstellung einer Spritzgießmaschine
12 gezeigt.
Die REFLEX-Platte
10 ist mit Bohrungen
14 versehen
(strichliert gezeichnet), die an den vier Ecken der Hinterseite
16 vorgesehen
sind. Eine Vorderwand/Vorderseite
18 der REFLEX-Platte
10 ist
mit der Hinterwand durch einen Zwischenstützaufbau
20 gekuppelt,
typischerweise auf einer im allgemeinen konischen oder konusförmigen Konstruktion,
wie sie im
US-Patent 5,593,711 gelehrt
wird. Dieser Zwischenstützaufbau
erstreckt sich im wesentlichen von den äußeren Rändern der hinteren Wand
13 gegen
den zentralen inneren Teil der vorderen Wand
18, wobei
der Zwischenstützaufbau
20 die
Bohrung
14 für
die Spannstangen umgibt oder enthält.
-
Spannstangenpaare
22 und
24 sind
mit der Hinterwand
16 durch Spannstangenmuttern
26 und
28 gekuppelt
(oder selektiv gekuppelt, abhängig
davon, ob die Platte eine stationäre oder eine bewegte Platte
ist). Die Spannstangenmuttern können
an der Hinterwand
16 durch irgendeinen geeigneten Mechanismus
festgelegt werden, wie den Pineapple- und Zahnringmechanismus, der
im
US-Patent 5,753,153 beschrieben
ist.
-
Unter
Bezugnahme auf die Vorderseite 18 kann diese unabhängig von
der Spannstangenkupplung mit der Hinterseite 16 schwimmen,
wobei dieser Schwimmeffekt dadurch erreicht wird, daß entweder die
Spannstangen von einer übergroßen Bohrung umgeben
sind oder vorzugsweise oberhalb eines Ausschnittes 30 in
der Vorderwand/Vorderseite 18 sitzen.
-
Aus
dem beispielhaften Kontext einer stationären Platte ist (aus 2)
ersichtlich, daß sich
eine Einspritzdüse 34 durch
die Vorderseite 18 der Platte 12 erstreckt. Allgemein
ist die Einspritzdüse
relativ zur Vorderseite (durch das Loch 36) zentral angeordnet,
obwohl ein versetzter Eintrittspunkt nicht ausgeschlossen wird.
Die Einspritzdüse 34 kann
deshalb mit einem Einlaufsystem (nicht gezeigt) an der Rückseite
einer Formhälfte 38 in
Eingriff kommen, die an der Vorderseite 18 montiert ist.
Der Vorteil eines vollständig
konusförmigen
Zwischenstützaufbaues 20 wird
nun klar, da keine Beschränkung
hinsichtlich der Lage der Einspritzeinheit 34 bezüglich der
Rückwand 16 besteht.
-
Die
verbesserte Plattenausführung
der vorliegenden Erfindung bzw. der exemplarische Basisaufbau nach 1 wird
modifiziert durch ein Paar von abgewinkelten/schrägen, aber
geraden Rippen, die an zumindest zwei gegenüberliegenden Seiten der Platte 50 vorgesehen
sind; dies geht am besten aus den 3 und 5 hervor.
Es sind zumindest vier schräge
Rippen 40 an der Platte 50 des bevorzugten Ausführungsbeispieles
vorgesehen. Es versteht sich, daß eine symmetrische Konfiguration
der Rippen 40 erwünscht
ist, um eine kontrollierte und gleichmäßig verteilte Belastung der
Platte 50 (und insbesondere der Vorderseite 18)
unter der aufgebrachten Klemmtonnage sicherzustellen.
-
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Bohrung 14 der Hinterwand 16 innerhalb eines mechanisch
stabilen Spannstangenstützaufbaues 25 ausgebildet,
der eine Führung
und eine Abstützung entlang
eines Endteiles der Spannstange bietet. Die Führung ist beschränkt, weil
ein Spiel zwischen der Spannstange 22 und der Bohrung 14 vorhanden
ist. Natürlich
könnte,
falls erwünscht,
die Rückwand nach
innen erstreckt werden (wie in 2 gezeigt), wodurch
einige der Erfordernisse vermieden werden, welche dem Spannstangenstützaufbau
zugrunde liegen.
-
Jedes
Paar von Rippen 40 erstreckt sich zwischen der vorderen
und der hinteren Wand und divergiert von einem zentralen Bereich
der Vorderseite 18 gegen (und vorzugsweise im wesentlichen
auf) einen äußeren Rand
der Spannstangenabstützung 25 (und insbesondere
den Rand der Bohrung 14) nach außen. Jede schräge Rippe 40 ist
unter einem Winkel β relativ
zur Vorderseite 18 geneigt. Der Winkel β liegt vorzugsweise im Bereich
zwischen etwa zwanzig Grad (20°)
und siebzig Grad (70°),
noch bevorzugter im Bereich zwischen etwa fünfundzwanzig Grad (45°) und vierzig
Grad (40°),
und am stärksten
bevorzugt im Bereich von etwa achtundzwanzig Grad (28°) und fünfunddreißig Grad
(35°). Die
Paare von Rippen 40 auf gegenüberliegenden Seiten der Platte
weisen die gleiche Symmetrie auf. Der Winkel hängt etwas von der Gesamtgröße und auch
von der Trennung der Wände
der Platten ab. Es versteht sich, daß bei einem zu seichten Winkel β die Rippen
einander potentiell überlappen
und schneiden; dies ist unerwünscht,
weil der Kraftweg vorzugsweise verteilt (statt konzentriert) über einen
zentralen Bereich der Vorderseite 18 der Platte 50 sein
soll. Durch Anwenden des Paares von Rippen 40 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist der Kraftweg zu den Spannstangen
weniger abrupt, bietet glattere Kraftübergänge und widersetzt sich auch
einem Biegen der Ränder
der Platten.
-
Die
schrägen
Rippen können
fest sein oder sie können Öffnungen
aufweisen, um das Gewicht zu reduzieren oder Anhebepunkte für die Platte 50 zu schaffen.
-
Zusätzlich kann
jede schräge
Rippe 40 durch einen schrägen Stützring 42 komplementiert
werden, der sich von jeder schrägen
Rippe seitlich nach außen
erstreckt, und der zwischen der Rückseite der Vorderwand 18 und
der Hinterwand 16 ausgebildet und zwischen diesen gekuppelt
ist. Der Ring 42 ist typischerweise innen angeordnet und
somit vom Rand der Platte entfernt, d. h. der Ring 42 schneidet
die Rippe 40 in einem Bereich gegen die zentrale Zone der
Vorderwand 18 der Platte 50. Der Ring 42 erstreckt
sich vorzugsweise weiter um einen Bogen 44, der durch eine
untere Fläche
der Bohrung 14 gebildet ist, durch die Spannstangenabstützung. Auf
diese Weise erstreckt sich die Kombination jeder Rippe 40 und
des komplementären
Ringes 42 über
eine wesentliche Strecke (etwa den halben Weg) um die gesamte Bohrung 14 herum.
Vorzugsweise erstrecken sich der angrenzend geformte Ring 42 und
die Rippenanordnung um die Bohrung 14 in ihrem größtmöglichen
Ausmaß,
wobei diese Erstreckung nur durch die Notwendigkeit beschränkt ist,
die Spannstange in ihrer entsprechenden Bohrung 14 anzuordnen.
Der Ring 42 bietet folglich in dem Bereich der Spannstangenabstützung 25 eine
zusätzliche
Abstützung,
wobei der Ring 42 deshalb auch den Kraftweg durch die Platte 50 verbessert
(d. h. durch Schaffung eines direkteren Kraftweges). In anderen Worten
ermöglicht
die Verwendung des Ringes 42 eine größere Abstützung des Plattenrandes infolge der
Tatsache, daß sich
der Ring 42 um die Bohrung 14 erstreckt. Der Unterschied
zwischen der Ausbildung nach dem Stand der Technik und der verbesserten
Platte ergibt sich am besten aus einem Vergleich der 4 und 5.
-
Vorzugsweise
ist jede Rippe 40 einstückig mit
dem entsprechenden Ring 42 ausgebildet. Es versteht sich,
daß die
Rippe 40 und der Ring 42 unabhängig von dem Zwischenstützaufbau 20,
d. h. dem Konus nach 3, sind.
-
Die
schrägen
Rippen 40 richten auf die folgende Weise die Kräfte von
der Vorderwand 18 zur Hinterwand 16. Die Klemmkraft
F ist normal zur Formbefestigungsfläche 18 der Vorderwand,
wobei diese aufgebrachte Kraft Druckkraftwege erzeugt, die durch
die Pfeile 52 und 54 innerhalb der Ebene der Rippen 40 angedeutet
sind. Diese Druckkräfte 52 und 54 sind
durch die Rippe 40 mit dem Randteil der Hinterwand 16 in
einem Bereich bzw. in einer Lage nahe der Bohrung 14 der
Spannstangenabstützung 25 gekoppelt.
Im Gegensatz zu der Anordnung nach dem Stand der Technik bewirkt
die schräge
Natur der Rippe 40, daß eine
wesentliche Komponente der Kräfte
nach außen
gerichtet wird, und resultiert, wenn sie mit der Hinterwand 16 gekuppelt
ist, in einem verbesserten Zugkraftprofil in der Ebene der Hinterwand 16.
Zugkräfte
in der Hinterwand sind durch die Pfeile 56 und 58 angedeutet.
Diese Zugkräfte 56 und 58 sind
in der Ebene der Wand gegen die Spannstangenabstützung und in die Spannstangen
(nicht gezeigt, Bezugszeichen 24 in 2) gerichtet,
um den Kraftweg durch den Klemmaufbau zu vervollständigen.
Es ist wesentlich festzustellen, daß durch Aufbringen von Zugkräften auf
die Hinterwand 16 auf diese Weise die Hinterwand 16 starrer
gehalten ist, als dies sonst mit der Ausbildung nach 1 der
Fall wäre,
obzwar der Vorteil der REFLEX-Plattenausbildung beibehalten wird.
Der Aufbau der 3 und 5 unterstützt deshalb
die Hinterwand 16, um einer Verformung aus ihrer Ebene
zu widerstehen, die ansonsten in einem erhöhtem Maß in einer Nicht-Ebenflächigkeit
oder Auslenkung resultieren würde.
Somit koppeln die schrägen
Rippen 40 (und die komplementären Ringe) auf diese Weise
die Kräfte
in vorteilhafter Weise, um einer Verformung der Hinterwand 16 und
jeglicher damit verbundener Auslenkung zu widerstehen.
-
Dementsprechend
schaffen die schrägen Rippen
der vorliegenden Erfindung eine zusätzliche Abstützung zu
dem Zwischenstützaufbau,
welche die Kräfte
von der Formbefestigungsfläche
zur Hin terwand auf eine solche Weise koppeln, daß in der Hinterwand Zugkräfte erzeugt
werden, welche die Starrheit der Hinterwand erhöhen. Außerdem unterstützen nun
die Rippen 40 (und die Ringe 42) direkt die Spannstangenabstützung 25,
um die Belastung im Bereich der Spannstangenabstützung 25 zu reduzieren.
Bei einer alternativen Funktionsbeschreibung reduzieren die abgewinkelten/schrägen Rippen
und komplementären
(aber optionalen) Stützringe 42,
außer
daß sie
eine zusätzliche
Abstützung
für die Spannstange
bilden, den Grad bzw. das Ausmaß der Biegung,
indem sie einen Ausgleich der Verteilung der Kräfte über die Hinterwand bewirken.
Das Biegemoment in der Hinterwand der bevorzugten Plattenausbildung
der vorliegenden Erfindung ist deshalb reduziert, wobei nun der
Winkel der Kräfte
nicht senkrecht ist. Der Kraftweg von dem Spannstangenmutterkontakt
ist ein allmählicher
glatter Kraftübergang, welcher
die Plattenrandauslenkung reduziert. In praktischer Hinsicht resultiert
der verbesserte Kraftübergang
innerhalb der Platte in der Fähigkeit,
das Plattengewicht zu reduzieren und/oder die Schließ-/Klemmtonnage
zu reduzieren, während eine
gute Leistung beibehalten wird.
-
Was
die physische Dimensionierung der Rippen betrifft, ist diese eine
Funktion der Rippenlast und des Betriebes des Zwischenstützaufbaues.
Es versteht sich, daß eine
Technik von endlicher Elementenanalyse (FEA) angewendet werden kann,
um die optimalen Aufbauformen zu bestimmen.
-
Es
sei bemerkt, daß der
konische Zwischenstützaufbau
durch andere Konfigurationen ersetzt werden könnte, welche die gleichen Vorteile
der Ebenflächigkeit
der Platte bieten. Die Anwendung von schrägen Rippen mit optionalen Ringen
zur besseren Abstützung
der Spannstangenabstützung
ist deshalb im allgemeinen auf Plattenkonstruktionen anwendbar,
und ist nur im Kon text einer REFLEX-Platte 12 zwecks Verständnis der
zugrundeliegenden Prinzipien beschrieben worden.
-
Die
Platte ist vorzugsweise eine Gußkonstruktion,
obzwar alternative Herstellungs- und Bearbeitungstechniken für ihre Produktion
angewendet werden können.