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Die
Erfindung bezieht sich auf Spritzgießmaschinen zur Verwendung mit
den Stangen sowohl von Einzel- als auch Tandem-Spritzgießmaschinen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Der
Stand der Technik umfaßt
viele Arten von Spannstangen-Greif-
und Klemmanordnungen zur Verwendung mit Spritzgießmaschinen.
Das Ergreifen der Stangen über
diese Anordnung gestattet das Aufbringen einer hohen Klemmkraft
auf die Formhälften
während
des Spritzgießens.
Typische Spannstangen-Greif- und
Formklemmechanismen sind in den US-A 5,135,385; 5,275,550; 5,238,394 und
4,874,309 gezeigt. In jedem dieser Patente ist eine Kombination
einer Spannstangen-Greifmechanismus-Formklemmeinheit offenbart, bei welcher
die Spannstange über
die Klemmvorrichtungen ergriffen wird, die sich quer zur Längsrichtung
der Spannstangen bewegen.
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Dementsprechend
offenbart die US-A-5,275,550 unter Bezugnahme auf 5 die Verwendung
von hydraulischen Klemmen 9 und 10, die mit kreisförmigen Nuten 18 der
Spannstange 17 in Eingriff kommen, um die Spannstangen
vor dem Aufbringen eines Klemmdruckes über gesonderte Hydraulikzylinder 7 zu
ergreifen. Auf ähnliche
Weise offenbart die US-A-4,874,309 die Verwendung von Hälften 180 zum
Klemmen von Gewinden 172 der Spannstange 164,
um die Spannstangen vor dem Aufbringen einer Klemmkraft über gesonderte
Hydraulikzylinder 160 zu ergreifen.
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Insbesondere
offenbart die US-A-5,135,385 ein Klemmsystem, welches eine feste
Platte an einem Ende einer Maschinenbasis und eine Vielzahl von
Klemmzylindern aufweist, wobei die feste Platte eine feste Form
hält. Eine
bewegbare Platte ist am an deren Ende der Maschinenbasis fixiert
und hält
die bewegliche Form, wobei sich eine Vielzahl von Spannstangen durch
die bewegliche Platte in die feste Platte erstreckt. An einem Ende
der Spannstangen sind Kolben positioniert, wobei die Kolben gleitverschieblich
innerhalb der Klemmzylinder aufgenommen sind. Zusätzlich umfassen
die Spannstangen Schraubgewinde oder Nuten an dem den Klemmzylindern
am nächsten
liegenden Ende. Eine Einheit ist zwischen der bewegbaren Platte
und der festen Platte angeordnet, um die bewegbare Platte gegen
die feste Platte und von dieser wegzubewegen. Die bewegbare Platte
umfaßt
zweiteilige Muttern, die in dieser montiert sind und mit zusätzlichen
Schraubgewinden in Eingriff kommen oder mit Nuten, die nahe dem
Ende der Spannstange positioniert sind, welches der bewegbaren Platte
am nächsten
liegt.
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Ein
weiterer Stoppermechanismus ist in der bewegbaren Platte vorgesehen,
der mit Rücksprüngen an
den Spannstangen in Eingriff versetzbar ist. Die inneren Umfangsflächen der
Kolben umfassen Gewinde, die mit Schraubgewinden oder Nuten in Eingriff
versetzbar sind, welche auf den Spannstangen nahe der festen Platte
vorgesehen sind. Dementsprechend können die Kolben durch Mittel
drehbar sein, die mit einem Antrieb verbunden sind, während sie
mit den Gewinden oder Nuten der Spannstangen in Eingriff stehen,
um die Klemmposition der Formhälften
einzustellen. Die Klemmposition wird eingestellt, indem die weibliche
Schraube an der Innenfläche
des Kolbens in Eingriffsbeziehung mit dem Schraubenteil am Ende
der Spannstange gehalten wird. Durch Drehen des Kolbens über einen
Mechanismus, wie ein Kettenrad und eine Kette, kann die Position
der Formhälften
den Erfordernissen nach eingestellt werden. Für dieses Design sind die Gewinde
an der Innenfläche
des Kolbens stets in Eingriffsbeziehung mit dem Gewindeende der
Spannstange und werden hauptsächlich
zur Schließhöheneinstellung
verwendet.
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Die
US-A-5,238,394 offenbart eine Formklemmvorrichtung für eine Formungsvorrichtung.
Die Formklemmvorrichtung umfaßt
eine Basis, eine feststehende Platte und eine bewegbare Platte,
die auf der Basis angeordnet ist, und welche die entsprechenden
Formhälften
halten. Eine Vielzahl von Spannstangen weist je einen Schraubenschaft
an einem Ende auf, der sich durch die bewegbare Platte gegen die
feste Platte erstreckt. Die Vielzahl von Klemmzylindern sind auf
der festen Platte vorgesehen, um das andere Ende der Spannstangen
zu klemmen, wenn sich die Formungsvorrichtung in einer Schließposition
befindet. Jeder Klemmzylinder umfaßt Zylinder 14 und
halbkreisförmige
Spannvorrichtungen 17, die quer zur Längsdimension der Spannstange
orientiert sind. Die Zylinder 14 werden betätigt, um
die Spannstange bei einem Kontakt der Spannstange mit einer Ausnehmung
zu ergreifen, die in einem primären
Kolben des Klemmzylinders vorgesehen ist. Sobald die Zylinder 14 mit
den Spannstangen 9 in Eingriff stehen, kann auf den primären Kolben 12 Druck
aufgebracht werden, um die Klemmkraft auf die Formhälften 25 aufzubringen.
Die Klemmvorrichtung weist ferner einen Mechanismus zum Bewegen
der bewegbaren Platte gegen die feste Platte und von dieser weg
auf und einen Einstellmechanismus, der auf der bewegbaren Platte
zum gleichzeitigen festen Einstellen der Axialposition der Schrauben
auf der Spannstange bezüglich
der bewegbaren Platte vorgesehen ist, so daß Formen mit verschiedenen
Größen untergebracht
werden können.
Die sekundären
Klemmkolben 14 und die halbkreisförmigen Spannvorrichtungen 17 sind
nicht mit den Spannstangen 9 in Eingriff drehbar und müssen während des
Aufbringens von Druck gegen den primären Zylinder 12 in
Eingriff mit den Spannstangen gehalten werden.
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Die
Patente US-A-3,183,555; 3,120,039 und 2,916,768 offenbaren ferner
Spannstangen-Klemmechanismen zur Verwendung mit Formungsmaschinen.
Insbesondere offenbart die US-A-3,183,555 eine expandierbare Hülse bzw.
Büchse 15,
welche die Außenfläche einer
Spannstange umgibt. Die Hülse
ist so ausgebildet, daß sie
mit den Innenwänden von
Bohrungen in Eingriff steht, die in der Schließplatte 9 vorgesehen
sind, wogegen die Büchsen
so ausgebildet sind, daß sie
Führungssäulen oder Spannstangen 4 aufnehmen,
derart, daß die
Schließplatte 9 auf
den Führungssäulen durch
Reibungskontakt gehalten wird. Die US-A-3,120,039 offenbart die Verwendung
von Zylindern 21 mit Kolben 23, die durch Hebel 25 miteinander
verbunden sind, die ihrerseits Klemmbacken 26 für Greifschäfte oder Spannstangen 1 betätigen können. Die US-A-2,916,768
offenbart die Verwendung von Kolben zum Betätigen von Backen, die rotieren,
um mit diesen zusammenwirkende Backen der Spannstangen zu ergreifen,
die sich von der bewegbaren Platte 4 zur stationären Platte 7 erstrecken.
Die Backen sind in der stationären
Platte vorgesehen. Schließlich offenbart
die EP-C-0 290 858 die Verwendung von Elektromagneten 8 zum
Klemmen der Spannstange oder Säulenenden 7 zum
Verriegeln einer bewegbaren Werkzeugklemmplatte an einer festen
Werkzeugklemmplatte.
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Die
US-A-5,185,119; 4,090,837 und 3,707,342 offenbart verschiedene Ausführungsformen
von Tandem-Formungsmaschinen, d.h. bei denen jede Maschine mehr
als eine Form hat. Keine der Tandemmaschinen umfaßt jedoch
Spannstangen-Festlege-/Klemmechanismen, wie sie vorstehend erörtert wurden
und in der vorliegenden Erfindung offenbart sind.
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Die
US-A-5,185,119 offenbart eine Spritzgießmaschine und ein Verfahren
zum Betrieb derselben mit einer Vielzahl von Zusatzanordnungen zum Formen
einer Vielzahl von Stückteilen
in einem wirksamen überlappenden
Zeitzyklus unter Verwendung einer primären und einer sekundären Einspritzeinheit für geschmolzenen
Kunststoff, einer primären
und sekundären
Klemmeinheit und einer Vielzahl von Einspritzeinheiten in verschiedenen
Anordnun gen, einschließlich
der Formungsteile mit umgekehrter oder einheitlicher Orientierung.
Die Tandemmaschine umfaßt
zwei fixe Endplatten und zwei zentrale bewegliche Formplatten, die
gegeneinander und gegen eine der fixen Platten bewegbar sind.
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Die
US-A-3,707,342 offenbart eine Tandem-Spritzgießmaschine mit zwei beabstandeten Formen
und einer Doppeltdüseneinspritzeinheit,
die zwischen den Formen positioniert ist, um die Formen alternierend
zu füllen.
Die Abkühlperioden
der beiden geschlossenen Formen überlappen
sich in der Zeit, und während
eine Form gekühlt
wird, wird die andere Form geöffnet,
von dem geformten Teil entleert, wieder geschlossen, und eine neue
Charge von Kunststoff wird eingespritzt. Während der Kühlperiode einer Form spritzt
die Einspritzeinheit nicht nur Kunststoff in die andere Form, sondern
wird für
einen neuen Betriebszyklus wieder aufgeladen. Die Maschine umfaßt eine
stationäre
Seitenplatte und bewegliche Mittel- und Seitenplatten.
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Die
UK-Patentanmeldung Nr. 8037289 beschreibt eine Formschließ- und -verriegelungsanordnung,
bei welcher segmentförmige äußere Zapfen
an den Enden der Säule
(oder Spannstange) geformt werden.
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Die
DE-B-1 227 642 beschreibt eine Formungsmaschine mit einer verriegelbaren
Gegendruckplatte, welche den Klemmdruck durch mechanische Elemente
entwickelt. Insbesondere werden in einer Formöffnungsstellung Expansionsbolzen
in einem entlasteten Zustand gehalten und sind deshalb relativ zur
Maschinenhauptachse geneigt. Um eine Schließtonnage zu entwickeln, werden
diese Expansionsbolzen dazu gezwungen, sich mit der Maschinenhauptachse
auszurichten, wodurch sie ein Anschlagringelement um einen Abstand
d vorwärts
bewegen.
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Es
besteht deshalb das Erfordernis nach einer verbesserten Einzelform-
oder Tandemform-Spritzgießmaschine
mit einer verbesserten Spannstangen-Festlege-/Klemmanordnung, wobei die
Festlege-/Klemmanordnung mit der Spannstange in jedem Formungszyklus
in Eingriff oder außer
Eingriff gebracht werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das
Hauptziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten
Tandem-Spritzgießmaschine und
einer Einzelform-Spritzgießmaschine.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten
Spannstangen-Festlegemechanismus zur Verwendung sowohl mit Tandem-
als auch Einzelform-Spritzgießmaschinen
zu schaffen. Noch ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine Festlege-/Klemmanordnung
zur Verwendung sowohl mit Tandem- als auch Einzelform-Spritzgießmaschinen
zu schaffen, welche den doppelten Zweck des Festlegens der Spannstangen
und des Klemmens der Formhälften erfüllen, die
für das
Spritzgießen
geschlossen sind. Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer
verbesserten Festlege-/Klemmanordnung zur Verwendung sowohl zum
Festlegen der Spannstangen als auch zum Klemmen der Formhälften für das Spritzgießen, die
durch eine Drehbewegung betätigt werden.
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Gemäß der Erfindung
wird eine Spritzgießmaschine
geschaffen mit: einer stationären
Platte, die im Betrieb eine erste Formhälfte abstützt; einer bewegbaren Platte,
die relativ zur stationären
Platte bewegbar ist, wobei die bewegbare Platte im Betrieb eine
zweite Formhälfte
abstützt,
die so ausgebildet ist, daß sie
mit der ersten Formhälfte
zur Bildung einer Form in Eingriff versetzbar ist; einer Vielzahl
von Spannstangen, die sich zwischen der stationären Platte und der bewegbaren Platte
erstrecken und diese verbinden, wobei jede Spannstange einen Endabschnitt
aufweist, der in einer zugeordneten Klemmvorrichtung verriegelbar
ist, die auf der stationären
Platte oder auf der bewegbaren Platte vorgesehen ist, wobei jede
Klemmvorrichtung aufweist: eine drehbare Buchsenanordnung mit einer
Innenfläche,
in der eine Vielzahl von axial versetzten ersten Ringen von in Umfangsrichtung
beabstandeten Zähnen
vorgesehen ist, wobei jeder erste Ring eine Vielzahl von Zähnen aufweist,
die durch Schlitze getrennt sind, die ausgerichtet sind, um Kanäle durch
die Vielzahl von axial versetzten ersten Zahnringen zu bilden, wobei
die ersten Zahnringe selektiv angeordnet sind, um bei einer Drehung
der drehbaren Anordnung mit einer Vielzahl von axial versetzten
zweiten Ringen von in Umfangsrichtung beabstandeten Zähnen an
dem Endabschnitt jeder Spannstange formschlüssig in Eingriff zu kommen,
wobei jeder zweite Ring eine Vielzahl von durch Schlitze getrennten
Zähnen aufweist,
die innerhalb der Vielzahl von axial versetzten zweiten Zahnringen
ausgerichtet sind, um axiale Kanäle
durch diese hindurch zu bilden, wobei die ersten Zahnringe ferner
so ausgebildet sind, daß sie
bei selektiver Drehung der drehbaren Anordnung von der Vielzahl
von axial versetzten zweiten Zahnringen gelöst werden, um eine relative
Axialbewegung zwischen jeder Spannstange und ihrer zugeordneten Klemmvorrichtung
zu gestatten, indem die Zähne
der ersten Ringe sich durch und innerhalb der Schlitze zwischen
den Zähnen
der zweiten Ringe bewegen können,
wobei die Spannstange im Betrieb durch die Buchse verläuft und
durch Drehung der Buchse in Eingriff kommt; wobei im Betrieb ein
formschlüssiger Eingriff
zwischen der Vielzahl von axial versetzten Ringen sowohl am Endabschnitt
als auch innerhalb der drehbaren Buchsenanordnung auftritt; die
Vielzahl von axial versetzten Zahnringen so ausgebildet ist, daß sie eine
Vielzahl von verschiedenen Verschlußhöhen der Spritzgießmaschine
unterstützen; und
die Zahnringe voneinander durch eine Teilung versetzt sind; dadurch
gekennzeich net, daß die
drehbare Buchsenanordnung als Kolben ausgebildet ist, der einen
Gesamtweg zur Verfügung
hat, welcher zumindest die Summe von i) der Teilung; ii) eines Spielmaßes zwischen
den Zahnringen in der drehbaren Buchsenanordnung und der Spannstange;
und iii) einer maximalen Verlängerung
der Spannstange unter der aufgebrachten Klemmkraft ist.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Details
der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
und den Zeichnungen hervor, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche
Elemente darstellen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vereinfachte Draufsicht einer Tandem-Spritzgießmaschne
mit Festlege-/Klemmanordnungen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Vorderansicht einer Tandem-Spritzgießmaschine nach 1;
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3A ist
eine detaillierte Querschnittsansicht einer Festlege-/Klemmanordnung
zur Verwendung mit der Spritzgießmaschine gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung, wobei die in Eingriff befindlichen Zähne in der
oberen Hälfte
und die außer
Eingriff befindlichen Zähne
in der unteren Hälfte gezeigt
sind, nach den Linien 3A-3A der 6A und 6B;
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3B ist
eine Teilquerschnitts-Endansicht einer Festlege-/Klemmanordnung,
die mit der Spritzgießmaschine
gemäß den Prin zipien
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, nach der Linie 3B-3B von 3A.
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4 ist
eine Endansicht der Spritzgießmaschine
nach 1 gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung, wobei die Festlege-/Klemmanordnungen
und der Drehmechanismus für
diese gezeigt sind;
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5 ist
eine Ansicht einer Einzelform-Spritzgießmaschine gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung;
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6A ist
eine vergrößerte Ansicht
des Drehmechanismus nach 4 in der außer Eingriffsposition;
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6B ist
eine vergrößerte Ansicht
des Drehmechanismus nach 4 in der Eingriffsposition.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELES
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail ist in 1 eine
vereinfachte Draufsicht einer Tandem-Spritzgießmaschine gezeigt, die gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ausgebildet und allgemein mit 10 bezeichnet
ist. Die Maschine 10 umfaßt im allgemeinen eine fixe
Mittelplatte 12, eine bewegliche Endplatte 14,
eine bewegliche Endplatte 16, eine Spritzgießeinheit 18,
Spannstangen 20a–20d (20c und 20d sind
in 4 gezeigt), 21a–21d (21c und 21d sind
nicht gezeigt) zum Führen
der bewegbaren Platten und von Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d (22c und 22d sind
in 4 gezeigt) und 23a–23d (23c und 23d sind
nicht gezeigt).
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Die
Mittelplatte 12 ist an einer Basis fixiert, und die beweglichen
Endplatten 14 und 16 sind gegen die mittlere Platte 12 und
von dieser über
Positionierungszylinder 25 und 27 wegbewegbar,
wie dies in 2 gezeigt ist. Die mittlere
Platte 12 umfaßt
eine Formungsseite 24 mit einer ersten stationären Formhälfte 26 und
einer Formungsseite 28 mit einer zweiten stationären Formhälfte 30.
Zusätzlich
umfaßt
die mittlere stationäre
Platte 12 einen ersten Heißlaufkanal 32, um
Schmelze der ersten stationären
Formhälfte 26 zuzuführen und
einen zweiten Heißlaufkanal 34,
um Schmelze zu der stationären
zweiten Formhälfte 30 zu
leiten. Verriegelungsflansche 36a und 36b erstrecken
sich von der Seite der fixen mittleren Platte zum alternierenden
Eingriff mit der Spritzgießeinheit 18.
Alternativ könnte
eine einzige fixe Verbindung mit einem Verteilventil verwendet werden,
um Harz zu beiden Seiten der mittleren Platte und der entsprechenden
Form zu führen.
Die bewegbaren Platten 14 und 16 umfassen je eine
bewegbare Formhälfte 29 und 31 zum
Formen von Gußteilen
nach dem Schließen
mit der stationären Formhälfte 26 bzw. 30.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist in 2 eine Vorderansicht
der Maschine 10 nach 1 gezeigt,
wobei die Spannstangen 20a–20d (20c ist
nicht gezeigt) sich von der fixen mittleren Platte 12 gegen die
bewegbare Endplatte 14 erstrecken, und vier Spannstangen 21a–21d (21d ist
nicht gezeigt) sich von der fixen mittleren Platte 12 gegen
die bewegbare Endplatte 16 erstrecken. Die Spannstangen 20a–20d und 21a–21d sind
in den Ecken der fixen mittleren Platte 12 derart angeordnet,
daß sie
sich beim Schließen
der Form durch die Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d (22c nicht
gezeigt) und 23a–23d (23d nicht
gezeigt) erstrecken, die von den bewegbaren Endplatten 14 und 16 getragen
sind. Die Spannstangen sind vorzugsweise stationär, während die bewegbaren Platten
sich relativ zu diesen bewegen und von Führungsschuhen abgestützt sind,
wobei der Schuh 23a in 3A gezeigt
ist.
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Jede
der Endplatten 14 und 16 umfaßt vier Bohrungen, die gestrichelt
in den 1 und 2 gezeigt sind, 35a–35d (35c nicht
gezeigt) und 37a–37d (37d nicht
gezeigt), in die sich die Klemm- und Festlegeanordnungen 22a–22d und 23a–23d erstrecken.
Die bewegbaren Platten 14 und 16 umfassen vorzugsweise
Befestigungsmittel, die in 4 gezeigt
sind, an der nach außen
gekehrten Oberfläche
derselben zum Festlegen der Festlege-/Klemmanordnungen.
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Die
Festlege-/Klemmanordnungen funktionieren so, daß sie sowohl die Spannstangen
ergreifen und mit diesen in Eingriff kommen, als auch einen Druck
auf die Formhälften
während
des Spritzgießens
ausüben.
Dementsprechend weist von einem allgemeinen Standpunkt jede der
Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d und 23a–23d einen
Mechanismus zum sicheren und positiven Eingriff mit der Spannstange
auf, wobei der Mechanismus außerdem
befähigt
ist, einen Druck auf die Platten auszuüben, um die Formhälften während des
Spritzgießens zusammenzudrücken. Vorzugsweise
ist jede Festlege-/Klemmanordnung aus einem Körperelement geformt, das eine
Struktur hat, die als eine einzige Einheit bewegbar ist, um mit
den Spannstangen in Eingriff zu kommen und ein Klemmdruck zwischen
den Platten aufzubringen.
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Alle
Festlege-/Klemmanordnungen, Bohrungen und die Spannstangen sind
im wesentlichen gleich, und dementsprechend wird, falls nicht anders vorgesehen,
nur eine Festlege-/Klemmanordnung 22a, Bohrung 35a und
Spannstangen 20a im Detail mit den zugeordneten Elementen
beschrieben, wobei sich versteht, daß die Beschreibung gleichermaßen auf
die Festlege-/Klemmanordnungen 22b–22d, die Bohrungen 35b–35d und
die Spannstangen 20b–20d und
zugeordnete Elemente zutrifft.
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Bei
einem besonderen Ausführungsbeispiel der
Festlege-/Klemmanordnungen ist die Anordnung 22a auf der
nach außen
weisenden Seite der bewegbaren Endplatte 14 und innerhalb
der Bohrung 35a montiert, wie in 1 gezeigt
und wie dies vorstehend beschrieben wurde. Unter Bezugnahme auf
die 3A und 3B weist
die Festlege-/Klemmanordnung 22a der Platte 14 zur
Funktion mit der Spannstange 20a in dieser einen langgestreckten Endabschnitt
auf, der mit einer Vielzahl von beabstandeten Vorsprüngen in
Form von Zähnen 38a versehen
ist, die durch sich in der Längsrichtung
erstreckende äußere Schlitze 40a getrennt
sind, wie in 4 und detaillierter in 6A für die Stange 20a gezeigt.
Dementsprechend ist am Ende der Spannstange 20a eine gezahnte
Außenfläche vorgesehen, wie
dies 3A zeigt. Die gezahnte Außenfläche der Spannstange 20a hat
die Form von langgestreckten äußeren Streifen
von Zähnen 39A,
die sich in Axialrichtung der Spannstange erstrecken, wobei die
Zähne 38a vorzugsweise
in einer radialen Richtung auf der Spannstange ausgerichtet und
durch einen Abstand in axialer Richtung getrennt sind. Jeder der Streifen
von Zähnen,
wie der Zahnstreifen 39a, ist radial von einem anderen
Zahnstreifen über
einen äußeren axial
verlaufenden Schlitz getrennt, wie den äußeren Schlitz 40a,
der in 4 gezeigt ist. Die äußeren Streifen von Zähnen 39a und
Schlitzen 40a der Spannstange 20a sind befähigt, mit
den inneren Zähnen
und Nuten der Festlege-/Klemmanordnung 22a in Eingriff
zu kommen und ausgerichtet zu werden, wie dies nachfolgend erläutert wird,
um einen Verriegelungseingriff mit der Spannstange 20a zu
bewirken.
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Die
Festlege-/Klemmanordnung 22a ist in der Bohrung 35a positioniert
und in dieser über
einen Haltering 41a und Befestigungselemente 42a festgelegt,
wie dies 3A zeigt. Die Festlege-/Klemmanordnung 22a besteht
aus einem Element in Form eines Kolbens 44a, der in der
Bohrung 35a und koaxial relativ zu einer Spannstange 20a positioniert
werden kann, wie in den 3A und 3B gezeigt.
Der Kolben 44a umfaßt
eine äußere Flä che 46a und
eine innere Fläche
mit axial verlaufenden Zähnen 48a,
die durch Abstände
in axialer Richtung getrennt und befähigt sind, mit den Zähnen 38a der
Streifen von Zähnen 39a der
Spannstange 20a in Eingriff zu kommen. Ein geringes axiales
Spiel ist zwischen den Zähnen 38a der
Spannstange 20a und den inneren Zähnen 48a des gezahnten
Kolbens 44a vorgesehen, um eine Relativbewegung und die
Berichtigung einer Positionsfehleinstellung während des Eingriffes der Zähne zu ermöglichen.
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In 3A zeigt
die obere Hälfte
der Figur den Verriegelungseingriff der Zähne 38a der Spannstange 20a mit
den inneren Zähnen 48a des
Kolbens 44a, und das Spiel, repräsentiert durch gestrichelte Linien
in 4, während
die untere Hälfte
einen Nichteingriff zeigt. Die inneren Zähne 48a sind in einer
Vielzahl von radial gleich beabstandeten und axial verlaufenden
inneren Streifen von Zähnen
vorgesehen, wie die Zähne 49a,
die radial voneinander durch innere Schlitze 51a getrennt
sind, wie dies 6A zeigt, und axial durch einen
Abstand getrennt sind.
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Um
eine Relativbewegung zwischen der Festlege-/Klemmanordnung 22a und
der Spannstange 20a zu ermöglichen, haben die äußeren Streifen von
Zähnen 39a der
Spannstange 20a geringere radiale Breite als die inneren
Schlitze 51a des Kolbes 44a, und die äußeren Schlitze 40a der
Spannstange 20a haben größere radiale Breite als die
inneren Streifen von Zähnen 49a der
Kolben 44a, wodurch ein ausreichender Abstand für eine Axialbewegung dazwischen
erreicht ist. Während
des Eingriffes oder Außereingriffes
von Streifen von Zähnen 39a mit Streifen
von Zähnen 49a erstrecken
sich die Zähne 38a nicht
in die gesamte Tiefe der Räume
zwischen den inneren Zähnen 48a bzw.
Schlitzen 51a, wodurch ein Spiel zwischen den Zähnen und
der Kolbenbohrung belassen wird. Ein Spiel existiert vorzugsweise
auch zwischen den Zähnen 48a und
den innersten Flächen
der Spannstange 20a, d.h. die durch die Abstände zwischen
den Zähnen 38a definierten
Flächen
oder der Fläche
der Schlitze 40a.
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Die äußere Oberfläche 46a des
Kolbens 44a hat eine stufenförmige Gestalt, vorzugsweise
mit einem Basisteil 50a, der einen größeren Durchmesser als ein Halsteil 52a hat.
Die Bohrung 35a ist so geformt, daß sie den Kolben 44a an
der Basis und am Halsteil eng aufnimmt. Dementsprechend hat die Bohrung 35a einen
kleineren Bohrungsteil 54a mit einem Durchmesser, der nur
geringfügig
größer als
der Durchmesser des Halsteiles 52a ist, und einen größeren Bohrungsteil 56a,
der einen Durchmesser hat, der nur geringfügig größer als Durchmesser des Basisteiles 50a des
Kolbens 44a ist. Der kleinere Bohrungsteil 54a und
der größere Bohrungsteil 56a haben
kreisförmige
Gestalt und sind durch einen Zwischenbohrungsteil 58a getrennt,
der eine halbkugelförmige,
verjüngte,
abgestufte oder eine andere Form hat, wobei die Wahl nicht kritisch
ist. Der Zwischenbohrungsteil 58a beginnt an dem kleineren Bohrungsteil 54a,
expandiert nach außen
auf seinen größten Durchmesser,
unmittelbar vor dem größeren Bohrungsteil 56a.
Der Maximaldurchmesser des Zwischenbohrungsteiles 58a ist
kleiner als der Außendurchmesser
des größeren Bohrungsteiles 56a und der
Basisteil 50a des Kolbens 44a. Dementsprechend
wird eine Fläche 60a zwischen
dem Zwischenbohrungsteil 58a und dem größeren Bohrungsteil 56a gebildet,
gegen welche die axiale Querfläche 62a des
Kolbens 44a anschlagen kann.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf die 3A und 3B sind
zwischen dem kleineren Bohrungsteil 54a und dem Halsteil 52a Dichtungen 64a vorgesehen,
und die Dichtung 69a ist zwischen dem größeren Bohrungsteil 56a und
dem Basisteil 50a des Kolbens 44a vorgesehen.
Der Zwischenbohrungsabschnitt 58a hat dementsprechend einen
größeren Durchmesser
als die Übergangszone 59a zwischen dem
Basisteil 50a und dem Halsteil 52a, teilweise
definiert durch die axiale Querfläche 62a des Kolbens 44a.
Dementsprechend besteht ein Freiraum 66a zwischen der Bohrung 35a und
dem Kolben 44a in der Nähe
des Zwischenbohrungsteiles 58a. Dieser Freiraum 66a ist
entsprechend über
Dichtungen 64a und 69a für das Einlassen von Druckluft,
Hydraulik- oder anderem Fluid abgedichtet, um einen Klemmdruck auf
die Oberfläche 62a des
Kolbens 44a aufzubringen, um die bewegbare Platte 14 während des Spritzgießens gegen
die fixierte Mittelplatte 12 anzudrücken. Zusätzliche Dichtungen 63a sind
vorzugsweise zwischen dem Haltering 41a und dem Kolben 44a vorgesehen.
Klemmdruck wird durch Auslösen des
Hydraulikdruckes aus dem Raum 66a und Aufbringen von Hydraulikfluid
unter Druck in den Hohlraum 65a gegen die Oberfläche 67a des
Kolbens 44a ausgelöst.
Bevor Druck in dem Raum 66a auf die Fläche 62a aufgebracht
wird, um die bewegbare Platte 14 gegen die fixierte Mittelplatte 12 zu
pressen, sollten die inneren Streifen von Zähnen 49a des Kolbens 44a zuerst
in Eingriff mit den äußeren Streifen
der Zähne 39a der
Spannstange 20a sein. Ein solcher Verriegelungseingriff
und Entriegelungseingriff der inneren Streifen 49a mit
den äußeren Streifen
von Zähnen 39a wird über den
Drehmechanismus 68 erreicht, der in 4 gezeigt
ist.
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Der
Drehmechanismus 68 wird zum Drehen der Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d verwendet
und ist im wesentlichen der gleiche wie der Drehmechanismus (nicht
gezeigt), der bei den Festlege-/Klemmanordnungen 23a–23d verwendet
wird. Dementsprechend wird nur der Drehmechanismus 68 im
Detail beschrieben, es versteht sich aber, daß sich die Beschreibung im
gleichen Maße
auf den Drehmechanismus für
die Festlege-/Klemmanordnungen 23a–23d bezieht.
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Wie
in der Endansicht von 4 gezeigt ist, in welcher die
Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d in der bewegbaren
Platte 14 positioniert sind, ist der Drehmechanismus 68 vorzugsweise
in Form einer Gelenkanordnung ausgebildet, die sich zwischen allen
vier Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d erstreckt und
mit diesen auf der beweglichen Endplatte 14 verbunden ist.
Der Drehmechanismus 68 verbindet speziell die Festlege-/Klemmanordnungen 22a und 22b und
die Festlege-/Klemmanordnungen 22c und 22d. Die
Gelenkanordnung des Drehmechanismus 68 umfaßt einen
oder mehrere, vorzugsweise ein Paar von Kolben-/Zylindermechanismen 70 und 71,
die an einem Arm 72 zwischen zwei der Festlege-/Klemmanordnungen 20,
d.h. den Festlegeanordnungen 22a und 22c, befestigt
sind.
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Beide
Kolben-/Zylindermechanismen 70 und 71 und zugeordnete
Gelenkmechanismen sind im wesentlichen gleich, und dementsprechend
wird nur einer der den Kolben-/Zylinderanordnungen 70 zugeordneten
Gelenkmechanismen im Detail beschrieben, es versteht sich aber,
daß sich
die Beschreibung im gleichen Maße
auf die Anordnung von Kolben-/Zylinderanordnungen 71 bezieht,
wenn die Anordnung 71 im wesentlichen das Spiegelbild der
Anordnung 70 ist.
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Das
nicht bewegte Ende der Kolben-/Zylinderanordnung 70 ist
schwenkbar an einem Arm 72 befestigt, und das Kolbenstangenende 73 der
Kolbenzylinderanordnung 70 erstreckt sich gegen die Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22b.
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Die
Kolbenstange 73 erstreckt sich von der Kolben-/Zylinderanordnung 70 weg
und ist über
eine Lageranordnung 76 an der Endfläche 77a des Kolbens 44a befestigt.
Ein Lenkerarm 80 ist an der Lageranordnung 76 befestigt,
welche um einen Zapfen 78 schwenkt, der an der Oberfläche 77a befestigt
ist. Der Lenkerarm 80 durchsetzt einen Teil der Endfläche 77a des
Kolbens 44a und ist mit einem anderen Zapfen 82 an
der Endfläche 77a verbunden.
Die Zapfen 78 und 82 sind vorzugsweise auf der
Endfläche 77a des
Kolbens 44a voneinander beabstandet, etwa 900. Der Zapfen 78 ist
vorzugsweise an der Außenseite 83 der
vertikalen Mittellinie der Festlege-/Klemmanordnung 22a positioniert.
Ein zweiter Lenkerarm 84 erstreckt sich von dem Zapfen 82 weg,
welcher die Festlege-/Klemmanordnungen 22a und 22b verbindet,
und ist an der Endfläche 77b des
Kolbens 44b befestigt. Der Lenkerarm 84 ist an
der Festlege-/Klemmanordnung 22b an einem Zapfen 86 schwenkbar
befestigt, wobei der Zapfen 86 an der Festlege-/Klemmanordnung 22b nahe
der Außenseite 87 der
vertikalen Mittellinie der Festlege-/Klemmanordnung 22b positioniert
ist.
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Die
gestrichelten Linien in 4 zeigen die Bewegung des Drehmechanismus 68 bei
einer Betätigung
der Kolben-/Zylinderanordnungen 70 und 71. Die
durchgezogenen Linien zeigen Kolben in der nicht-ausgefahrenen Position,
wobei die inneren Streifen der Zähne 49a–49d der
Kolben 44a–44d mit den äußeren Streifen
von Zähnen 39a–39d der Spannstangen 20a–20d nicht
in Eingriff stehen. Die gestrichelten Linien der Festlege-/Klemmanordnungen
zeigen auch die inneren Streifen der Zähne 49a–49d der
Kolben 44a–44d,
die mit den äußeren Streifen
der Zähne 39a–39d der Spannstangen 20a–20d in
Eingriff stehen. Dieser Eingriff und Nichteingriff ist detaillierter
in den 6A und 6B gezeigt,
wobei 6A die Festlege-/Klemmanordnung 22d in
der Nichteingriffstellung zeigt, d.h. die Streifen von Zähnen 39d und 49d kämmen nicht,
und 6B zeigt die Festlege-/Klemmanordnung 22d in
der Eingriffstellung, wobei die Streifen von Zähnen 39d und 49d kämmen. Dementsprechend
können
bei einer gleichzeitigen Betätigung
der Kolben-/Zylinderanordnungen 70 und 71 die
inneren Streifen von Zähnen 49a–49d,
die Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d synchron in Eingriff
und Außereingriff
mit den äußeren Streifen
von Zähnen 39a–39d der Spannstangen 20a–20d kommen,
um die bewegbaren Platten 14 und 16 vor dem Aufbringen
der erwünschten
Klemmkraft über
Druck auf die Oberflächen 62a–62d (gezeigt
in 3; 62b–62d nicht gezeigt)
der Kolben 44a–44d (44b–44d nicht
gezeigt) im wesentlichen in die Schließstellungen zu bewegen.
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Der
gesamte verfügbare
Weg des Kolbens 44a ist zumindest die gesamte Teilung der
Streifen von Zähnen
plus dem Spiel plus der maximalen Dehnung der Spannstangen. Dies
gestattet ein Einstellen der Schließhöhe auf irgendeinen Punkt zwischen dem
Maximum und dem Minimum, selbst wenn ein Eingriff zwischen den Spannstangenzähnen und
den Kolbenzähnen
mit fixer Teilung erfolgt.
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Während der
Drehmechanismus 68 im Detail als eine Gelenkanordnung beschrieben
worden ist, versteht sich, daß andere
Arten von Drehmechanismen ebenfalls verwendet werden können, wie
beispielsweise Zahnräder,
Riemen und Ketten, direkt synchronisierte Antriebe, und Zahnstangen-
und Zahnritzelanordnungen.
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Während die
Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d der vorliegenden
Erfindung zur Verwendung mit einer Tandem-Spritzgießmaschine
beschrieben worden sind, die eine fixe Mittelplatte und zwei bewegbare
Endplatten hat, sind die Festlege-/Klemmanordnungen keineswegs auf
diese Anwendung beschränkt.
Die Anordnungen 22a–22d können in ähnlicher
Weise, wie sie vorstehend für tandemartige
Maschinen beschrieben sind, die eine fixe Endplatte und bewegbare
Platten haben, die gegen die fixe Endplatte bewegbar sind, verwendet werden.
Die Verwendung von Festlege-/Klemmanordnungen ist auch für andere
Varianten von Tandemmaschinen möglich
und vorgesehen.
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Ferner
können
die Festlege-/Klemmanordnungen gleichermaßen mit Nicht-Tandemmaschinen 210 angewendet
werden, wie in 5 gezeigt, d.h. bei Spritzgießmaschinen,
die eine einzige stationäre Formplatte 214 und
eine bewegbare Platte 212 oder irgendeine andere Variante
derselben haben. Dementsprechend zeigt
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5 die
Anwendung der Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d mit
Anordnungen 222 der vorliegenden Erfindung in Verbindung
mit einer Nicht-Tandemmaschine 210. Die vorstehende Beschreibung
der Festlege-/Klemmanordnungen, der Drehmechanismen und der zusätzlichen
Teile der Spritzgießmaschine
sind gleichermaßen
auf eine Nicht-Tandemmaschine anwendbar und mit dieser verwendbar.
Alternativ können
die Anordnungen 222 auf der fixen Platte 214 und
die Spannstangen an der bewegten Platte 212 montiert sein.
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Unter
Bezugnahme auf die 1–6 wird
der Betrieb der Spritzgießmaschine 10 gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Im
Betrieb der Tandemmaschine 10, die in den 1 und 2 gezeigt
ist, wird der Drehmechanismus 68 für zumindest eine der bewegbaren Platten 14 und 16,
wie in 4 gezeigt ist, dermaßen eingestellt, daß die Vielzahl
von Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d und 23a–23d mit
den Spannstangen 20a–20d bzw. 21a–21d außer Eingriff sind,
d.h. daß die
Schlitze der Spannstangen und der Festlege-/Klemmanordnungen in
Ausrichtung mit den Zähnen
der Festlege-/Klemmanordnungen und der Spannstangen sind, wodurch
eine Bewegung einer der bewegbaren Platten 14 und 16 relativ
zu den Spannstangen und zur fixen mittleren Platte 12 ermöglicht wird,
wie in 6A gezeigt. Nur beispielsweise
wird die bewegbare Platte 14 zuerst in die Formschließstellung
bewegt, wie 2 zeigt, während die bewegbare Platte 16 in
der Formoffenstellung bleibt, die ebenfalls in 2 gezeigt
ist. Um die Formschließstellung
der Formhälften 26 und 29 zu erreichen,
wie in 2 gezeigt, wird die bewegbare Formhälfte 29 über den
Positionierungszylinder 25 in Eingriff mit der ersten stationären Formhälfte 26 gebracht.
Zusätzlich
wird die Einspritzeinheit 18 in Eingriff mit dem Verriegelungsflansch 36a des
ersten Heißlaufkanals 32 gehalten,
wie dies gestrichelt in 1 gezeigt ist, oder alternativ
wird ein Verteilventil verwendet, um die Strömung den Formhälften 26 und 29 direkt
zuzuleiten. Dementsprechend wird während einer Bewegung der bewegbaren
Endplatte 14 der Drehmechanismus 68 für die bewegbare
Platte 14 in die Position gebracht, die mit durchgezogenen
Linien in 4 gezeigt ist, und die Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d sind
relativ zu den Spannstangen 20a–20d bewegbar.
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Während die
erste stationäre
Formhälfte 26 und
die erste bewegbare Formhälfte 29 in
der in den 1 und 2 gezeigten
Position sind, wird der Drehmechanismus 68 über die
Kolben-/Zylinderanordnung 70 und 71 betätigt, derart,
daß die
inneren Streifen von Zähnen 49a–49d der
Kolben 44a–44d in Eingriff
mit den äußeren Streifen
von Zähnen 39a–39d der
Spannstangen 20a–20d gedreht
werden.
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Die
Ausgangsposition der Formhälften
wird durch Bewegen der bewegbaren Platte in Schrittfolge erreicht,
bis die Streifen von Zähnen 39a–39d und 49a–49d in
der Position für
den Eingriff sind. Die Eingriffstellung der Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d ist
durch die gestrichelte Linie in 4 gezeigt.
Ein solcher Eingriff der äußeren Streifen
von Zähnen 39a–39d der
Spannstangen 20a–20d mit den
inneren Streifen von Zähnen 49a–49d der
Kolben 44a–44d wird
auch in der oberen Hälfte
von 3A für
die Anordnung 22a und in 6B für die Anordnung 22d repräsentiert.
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Mit
den inneren Streifen von Zähnen 49a–49 in
Eingriff mit den äußeren Streifen
von Zähnen 39a–39d und
der ersten stationären
Formhälfte 26 in der
Position für
den Formungseingriff mit der bewegbaren ersten Formhälfte 29 (wie
in 1 gezeigt), kann Druck auf die Formhälften über die
Festlege-/Klemmechanismen 22a–22d aufgebracht werden.
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Der
hydraulische Druck auf die Oberfläche 62a–62d zwingt
zuerst die stationäre
Formhälfte 26 und
die erste bewegbare Formhälfte 29 abdichtend gegeneinander
in Vorbereitung für
den Einspritzvorgang. Wenn die Kraft zwischen den Formhälften über jede
der Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d aufrechterhalten
wird, wird Schmelze über
die Einspritzeinheit 18 durch den ersten Heißkanal 32 eingespritzt,
um die Formung zu erleichtern. Sobald das Spritzgießen beendet
ist, wird der hydraulische Druck in den Hohlräumen 66 zum Entklemmen
der Formen reduziert.
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Nach
der Druckentlastung werden die Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d dazu
verwendet, die Form aufzubrechen. Die Kolben 44a–44d werden in
Eingriff mit den Spannstangen 20a–20d gehalten, und
die Festlege-/Klemmanordnungen werden in Richtung nach hinten durch
Druckfluid gegen die Oberflächen 67a–67d (67b–67d nicht
gezeigt) der Kolben 44a–44d angetrieben,
wie in 3A gezeigt. Vorzugsweise ist
das axiale Spiel G zwischen den in Eingriff befindlichen Zähnen der
Kolben 44 und der Spannstange 20 so groß wie der
freie Raum zum anfänglichen
Aufbrechen der Formhälften.
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Sobald
das Aufbrechen der Form beendet ist, werden die Zähne der
Kolben 44a–44d über den Drehmechanismus 68 außer Eingriff
mit den Zähnen der
Spannstangen 20a–20d gedreht.
Sobald dieses Lösen
des Eingriffes der Zähne
beendet ist, ist der Positionierungszylinder 25 betätigbar,
um die erste bewegbare Formhälfte 29 von
der ersten stationären Formhälfte 26 wegzubewegen,
so daß die
geformte Einheit durch das Auswerfsystem 88 ausgeworfen werden
kann, das schematisch in 1 gezeigt ist, wobei die Ausbildung
zum Stand der Technik gehört. Zur
Vorbereitung für
die nachfolgende Klemmsequenz werden die Kolben 44 in eine
Grund- oder Startposition repositioniert.
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Die
Repositionierung kann stattfinden, solange die Kolben 44a–44d von
den Spannstangen 20a–20d gelöst sind.
Das Repositionieren kann beginnen, selbst wenn die Form noch nicht
vollständig geöffnet ist.
Eine halbsimultane Repositionierung oder Schrittpositionierung kann
angewendet werden, um die Kolben 44a–44d zu repositionieren.
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Für die Tandemmaschine 10,
die in 1 gezeigt ist, werden die Festlege-/Klemmanordnungen 22a–22d freigegeben,
und die bewegbare Formhälfte 29 wird
in die Offenstellung bewegt, wobei die andere bewegbare Formhälfte 31 über den
Zylinder 27 geschlossen und über die Festlege-/Klemmanordnungen 23a–23d mit
Hilfe der gleichen Operation festgeklemmt wird, wie sie vorstehend
für die
Formhälften 26 und 29 und
die Festlegeanordnungen 22a–22d erörtert wurde.
Die Einspritzeinheit 18 wird in den Verriegelungseingriff
mit den Verriegelungsklemmen 36 des zweiten Heißkanals 34 bewegt,
wobei die Ventilrichtung geändert
wird, um Schmelze einzuspritzen und in den Formhälften 30 und 31 eine geformte
Einheit zu formen. Die Festlege-/Klemmanordnungen 23a–23d (23c und 23d sind
nicht gezeigt) sind so ausgebildet und funktionieren in der gleichen Weise,
wie vorstehend beschrieben und werden auf die gleiche Weise wie
vorstehend beschrieben repositioniert.
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Die
Formhälften 26, 29, 30 und 31 können geöffnet, geschlossen,
geklemmt und entklemmt werden, dies alles unabhängig voneinander. Jede Seite
der stationären
Platte 12 kann als vollständig unabhängige Maschine betätigt werden,
oder sie können
koordiniert und synchronisiert werden auf die eine oder andere Weise.
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5 zeigt
eine Einzelform-Spritzgießmaschine,
bei welcher die Bezugszeichen ähnlich
jenen sind, wie sie für
die Maschine 10 verwendet werden und ähnliche Elemente bezeichnen,
die im Detail nicht ausgeführt
werden, wobei auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen
wird. Die Maschine 210 umfaßt eine stationäre Platte 214 und eine
bewegbare Platte 212. Die Spritzgießmaschine 210 umfaßt in der
bewegbaren Platte 212 Festlege-/Klemmanordnungen 222, ähnlich jenen,
wie sie vorstehend für
die Tandemmaschine beschrieben worden sind, und ist so ausgebildet
und funktioniert auf die gleiche Weise, wie dies vorstehend hinsichtlich
der Festlege-/Klemmanordnung 22, der Spannstangen 20 und
des Drehmechanismus 68 beschrieben wurde, außer, daß nur ein
Satz von Festlege-/Klemmanordnungen, Spannstangen und ein Drehmechanismus
verwendet wird.
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Es
versteht sich, daß die
Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, die lediglich illustrative bestmögliche Arten der Ausführung der
Erfindung zeigen, und die Modifikationen hinsichtlich Form, Größe, Anordnung
von Teilen und Betriebsdetails unterliegen können. Die Erfindung soll vielmehr
alle solche Modifikationen umfassen, die innerhalb des Rahmens sind,
der durch die angeschlossenen Ansprüche definiert wird.