DE69721798T2

DE69721798T2 - Formschliessvorrichtung, verfahren und formsystem zur herstellung von grossen spritzgegossen gegenständen unter verwendung von sehr grossen schliesskräften sowie so ausgestattete spritzgiessmaschine

Info

Publication number: DE69721798T2
Application number: DE69721798T
Authority: DE
Inventors: Arnold Sytze KUIPERS
Original assignee: FOMA BV
Current assignee: Foma Bv
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: PL186426B1; DK0934149T3; DE69721798D1; EP0934149A1; PL332962A1; WO1998017458A1; ATE239603T1; EP0934149B1

Description

Formschließvorrichtung, Verfahren und Formsystem zur Herstellung von großen spritzgegossenen Gegenständen unter Verwendung von sehr großen Schließkräften sowie so ausgestattete Spritzgießmaschine.
Die Erfindung betrifft unter anderem eine Schließvorrichtung, die bei extrem hohen Schließdruck von über 500 Tonnen arbeitet, und die zum Spritzgießen von spritzgegossenen Produkten ausgelegt, die relativ volumenöse Abmessungen haben, die von der Form hin verschiedene gegensätzliche Richtungen bewegbar sind. Die Erfindung stellt auch ein neues Verfahren bereit, welches Anwendungen zur Herstellung solcher Produkte ermöglicht, die anderenfalls aufgrund ihrer Form schwer bewegt werden können. Weiterhin stellt die Erfindung eine Aufspannplatte, ein Formhalter und Führungseinrichtungen bereit, die in einer solchen Formschließvorrichtung und auch in einem vielteiligen Formsystem, insbesondere z. B. zur Herstellung sogenannter Mannlochböden mit Verbindungsrohren, anwendbar sind.
Während bei der Anwendung von Material niedriger Qualität, z. B. recyceltem syntetischem Material die Technologie des Spritzgießens bevorzugt ist, ist für voluminöse Produkte, wie z. B. Mannlochböden, die Niederdruck-formtechniologie besonders geeignet.
Spritzgießformen für voluminöse Produkte, wie z. B. Mannlochböden sind jedoch sehr teuer. Ein zusätzliches Problem ist es, das man auch Mannlochböden in vielen verschiedenen Formen bestellt werden müssen. Für jeden Durchmesser und Verbindungswinkel der Rohrverbindungen zu dem Mannlochboden muß ein spezifischer Mannlochboden mit Verbindungsrohren mit dem genauen Durchmesser und dem genauen Verbindungswinke hergestellt werden. Das bedeutet, daß so viele Formen benötigt werden, wie verschiedene Mannlochböden erforderlich sind. Insbesondere die Version, die selten benötigt werden, würden unglaublich teuer werden.
Formschließsysteme, so wie sie in der französischen Patentbeschreibung 1.147.301 offenbart sind, sind gut bekannt. Im Gegensatz zur Aufgabe der Erfindung, werden diese Systeme wie beschrieben für die Produktion von kleinen Elementen bei kleinem Druck entwickelt.
Bis heute sind keine gebrauchfähigen Formschließeinrichtungen oder Formsysteme zur Produktion von plastiksprizgegossenen Produkten von großen oder sehr großen Abmessungen erhältlich, wie z. B. die beschriebenen Mannlochböden oder für Möbel, Einkaufswagen, Logisticeinrichtungen (Kisten, Palleten), Blumenkästen und ähnliches mit Abmessungen größer als ein halber Meter oder mehr oder von röhrenförmigen Produkten mit einem sehr großen Durchmesser wie z. B. septische Kanister oder für eine große Vielzahl von Mannlochböden zur Verwendung in Plastikabwassersystemen. Insbesondere für solche spritzgegossene Produkte ist Nachteil, daß es eine Anzahl von Verbindungszweigen mit Rippen für die Entladung und Versorgung durch die Röhren benötigt wird, die unter verschiedenen Schnittwinkeln oder Winkelpositionen plaziert werden müssen, was zu großen und nahezu unlösbaren Problemen bei der Bewegung solcher voluminöser spritzgegossener Produkte führt.
Außerdem ist es bei der Herstellung solcher voluminöser spritzgegossener Produkte z. B. (Teilen von) Telefonzellen oder (Teilen von) dickwandigen Plastikcontainern zur chemischen Prozeßausrüstung technisch notwendig, verschiedene und sehr teure hydraulische oder pneumatische Einrichtungen zu haben, mit denen extrem hohe Drücke nicht nur erzeugt, sondern auch während und nach dem Spritzgießprozeß aufrecht erhalten werden können, da sonst das fertiggestellte Produkt nicht von hoher Qualität wäre.
Es erschien nahezu unmöglich ein solches Produkt von relativ beispiellosen Dimensionen und Qualität durch Spritzgießen bei einem mehr oder weniger akzeptablen Preis unter Benutzung bestehender Formhalteeinrichtungen für Spritzgießmaschinen herzustellen. Dies ist im Wesentlichen der Grund dafür, daß qualitativ hochwertige Spritzgießprodukte mit großen Dimensionen im Moment nicht hergestellt werden können und die Lösung wurde in der Herstellung des Produktes aus kleineren Modulen gesucht, die gerade hergestellt werden konnten.
Bei der Herstellung extrem voluminöser Spritzgießprodukte in einem Stück werden handgefertigte gegossene Produkte unter Anwendung des Lay-up-Verfahrens benutzt.
Die Folge der obengenannten Nachteile ist, das beispielsweise der früher erwähnte septische Behälter in der Bauausführung nur aus Beton hergestellt werden kann oder in kleineren Abmessungen als ein Betonprodukt geliefert werden muß so im Fall der Betonmannlochböden.
Zusammengefaßt sind die Kosten beim Spritzgießen solch voluminöser Plastikobjekte oder ihrer Herstellung mit den Handverfahren können mit den vorhandenen technischen Einrichtungen trotz der unleugbaren Vorteile eines hochqualitativen Plastikprodukts nicht realisiert werden.
Die neue Schließeinrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglicht es jedoch, alle obengenannten Nachteile zu beheben. Entsprechend diesem neuen Verfahren und der Anwendung der Schließeinheit wird es möglich sich selbst entfernende Produkte oder Produkte mit großen Abmessungen, die in verschiedene Richtungen bewegbar sind, herzustellen. Der große Vorteil ist der, daß jetzt auf sehr gut durchdachte Weise die extrem hohen Schließkräfte, die während des Spritzgießprozeßes notwendiger Weise erzeugt werden müssen, und die entsprechend herschenden hohen Schließkräfte erreicht und aufgenommen werden können.
Der Gedanke der Erfindung beruht auf der neuen Anwendung einer üblicherweise benutzten Kontrolleinrichtung und einer Niederdruckeinrichtung, wie einer solchen, die im allgemeinen im Spritzgießverfahren benutzt werden, in Kombination mit einem effektiven Schließverfahren für eine Anzahl von separaten Formabschnitten. All dies entbehrt der Notwendigkeit extrem hohe Formschließkräfte zum Verschließen der Form und zum anschließenden Verschlossenhalten während des Spritzgießverfahrens zu erzeugen und danach der Benutzung sehr teuerer hydraulischer und/oder pneumatischer betriebener Druckausrüstung so wie im Hauptanspruch definiert.
Außerdem stellt die Erfindung ein Formsystem bereit, welches die Herstellung komplexer Formteile ermöglicht, wobei eine vielteilige äußere Form, die selbst entfernbar ist, benutzt wird, wobei eine Anzahl innerer Formteile angewendet wird, um die Probleme der verschiedenen Winkelpositionen der Verbindungsrohre und/oder der Positionierung dieser in einem Mannlochboden oder etwas ähnlichen. Mit dieser Lösung erreicht die Erfindung unter anderem die Herstellung jeder beliebigen Größe von Mannlochböden.
Durch die Anwendung von lateralen Abschnitten, zusammengesetzt aus einem Basisabschnitt und einem austauschbaren Abschnitt, wobei der austauschbare Abschnitt die Verwendung oder Nichtverwendung eines Verbindungsrohres in einem Mannlochboden und dessen Durchmesser bestimmt, werden die Kosten für die Form inakzeptablen Grenzen gehalten.
Erfindungsgemäß wird in der Formschließeinheit ein mechanisches Schließprinzip effektiv angewendet, das heißt, auf der Form, die geschlossen ist, während normale Schließkräfte angewendet werden, arbeiten nur mechanische Schließkräfte, die durch ein mechanisches Schließverfahren erzielt werden und deren Aufrechterhaltung durch extrem hohe Schließkräfte keinen hydraulischen und/oder pneumatischen Druck mehr benötigt.
Weitere Einzelheiten der Schließeinheit und des Verfahrens zum Betrieb einer solchen Einheit werden im folgenden in der unten gegebenen Beschreibung und in Verbindung mit den Ansprüchen erläutert.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und einiger Ausführungsbeispiele erläutert.
1 zeigt teilweise in perspektivischer Ansicht und teilweise in geschnittener Ansicht beide Aufspannplatten, das mechanische Schließprinzip des Kerns der Schließeinheit, wobei die zusammengesetzte Form in einer offenen Position ist;
2 zeigt die Schließeinheit entsprechend 1 in geschlossener Position, wobei eine zusammengesetzte Form zwischen zwei Aufspannplatten und verschiedenen Formhalterteilen ein-geschlossen ist;
3 zeigt schematisch die Aufspannplatten und die in 1 und 2 dargestellten Formhalter in einer offenen Position einer Spritzgießmaschine, in der die Schließeinheit entsprechend 1 integriert ist;
4 zeigt die Position der Schließeinheit der Spritzgießmaschine, die weiter in Richtung der Pfeile II-II in 3 geschlossen ist;
5 zeigt die Endposition der Schließeinheit, die vollständig geschlossen in die Richtung der Pfeile I-I in 4 in der gezeigten Position ist;
6 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die horizontale Anordnung einer Anzahl von Maschinen-führungseinrichtungen in einer Spritzgieß-maschine entsprechend der 3 bis 5;
7 zeigt in großer Genauigkeit, teilweise in Frontansicht und teilweise in Querschnittsansicht eine Ausführungsform zum Verschließen einer Aufspannplatte in Verbindung mit einer Führungseinrichtung;
8 zeigt teilweise in perspektivischer Ansicht und einer Querschnittsansicht jeweils die offene Position einer Schließeinheit, die eine Führungseinrichtung verschließt;
9 zeigt teilweise in einer perspektivischen Ansicht bzw. einer Querschnittsansicht die geschlossene Position desselben Schließeinheit, die in 8 dargestellt ist;
10 zeigt die relative Position von zwei miteinander kooperierenden Aufspannplatten der Schließeinheit sowie die Position der Keiloberflächen;
11 zeigt eine Draufsicht auf die obere Aufspannplatte in 10;
12 zeigt teilweise in Frontansicht und teilweise in geschnittener Ansicht eine Einführungsöffnung einer Aufspannplatte und ihre korrespondierende Kernoberfläche sowie die gegenüberliegende damit kooperierende Kernoberfläche, die auf einem Hilfsmittel positioniert ist, das auf dem Formhalter befestigt ist;
13 zeigt sehr schematisch eine Schließeinheit entsprechend der 1 und 2 jetzt jedoch in einer horizontalen Anordnung integriert. Zum besseren Verständnis sind die verschiedenen Maschinenteile auseinandergezogen dar gestellt;
14 zeigt eine laterale Ansicht einer Spritzgießmaschine in der die Schließeinheit entsprechend 13 integriert ist;
15 zeigt eine laterale Ansicht der zentralen Konsole und der Formhalter der Spritzgießmaschine entsprechend 14;
16 zeigt eine Seitenansicht der Position der Führungseinrichtung, die die Aufspannplatten zwischen sich mechanisch durch Klemmeinrichtungen fixiert;
17 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf einen Teil eines Mannlochbodens, in dem drei Verbindungsrohre die zylindrische Bodenwand schneiden;
18 zeigt eine horizontale Querschnittsansicht eines Formsystems, bei der die äußere Form aus drei getrennten Teilen besteht;
19 zeigt vertikale geschnittene Ansicht eines schwer entfernbaren röhrenförmigen Formprodukts;
20 zeigt eine Querschnittsansicht eines nicht entfernbaren Formproduktes;
21 zeigt verschiedene Ausführungsformen A-F von schwer entfernbaren Verbindungsrohren in Mannlochböden;
22 zeigt eine Frontansicht eines Abschnitts eines lateralen Teiles;
23 zeigt eine schematische horizontale Querschnittsansicht einer äußeren Form, die aus mehreren lateralen Teilabschnitten besteht;
24 ist ein Diagramm und zeigt die Winkelverteilung der äußeren Form entsprechend 23;
25 zeigt eine Draufsicht auf eine äußere Frontansicht entsprechend 22;
26 zeigt eine Frontansicht eines austauschbaren Teils, der die Rippenform eines Verbindungsrohres bestimmt, das einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der maximale Durchmesser,
27 zeigt eine perspektivische Ansicht einer schematisch dargestellten anderen äußeren Form; und
28 zeigt ein Diagramm mit verschiedenen Winkelverteilungen der äußeren Formteilen in 23 und 24.
In den 1 und 2 ist eine Schließeinheit 1 mit den Hauptelementen, die zum jeweiligen Öffnen und Schließen der Form benötigt werden. In dieser Anordnung ist eine Anzahl von verlängerten (säulenförmigen) Führungseinrichtungen 2 und 2' mit einer Anzahl von befestigten Ringen 3 und 3' vorgesehen, die in einem gegenseitigen Abstand L angeordnet sind. Diese Ringe 3 und 3' sind jeweils aus zwei Ringhälften (7) gebildet, die durch eine Befestigungseinrichtung in der geschlossenen Position gehalten werden um einen Ring zu bilden. Beide Enden 5, 5' und 6, 6' der Führungseinrichtungen 2, 2' werden in entsprechend geformte Führungsöffnungen 7, 7' und in die relativ steifen Aufspannplatten 8 und 9 eingeführt. Der Durchmesser einer Führungsöffnung 7, 7' wird in solch einer Weise berechnet, daß die Aufspannplatten 8 und 9 in ihrer Position entsprechend 2 beide an der Oberfläche der Ringe 3 und 3' anliegen.
Die Oberfläche der Aufspannplatten 8 und 9 ist mit einer Anzahl von Einlaßöffnungen 10 von identischer Form mit Abmessungen versehen, die entlang des Umfangs der Aufspannplatten 8 und 9 entsprechend einem später weiter erklärten Muster verteilt sind. Zwei Formhalterteile 11 und 11' sind dargestellt, die jeweils mit identischen verlängerten Abschnitten an ihrer oberen und unteren Seite ausgestattet sind, die blockförmige Zusatzvorrichtungen 12 und 12' aufweisen. Das Formhalterteil 11, 11' ist an beiden Seiten an lateralen Abschnitten 13, 13', die zum Zentrum der Schließeinheit 1 ausgerichtet sind, mit zusätzlichen Oberflächen 14, 14' ausgebildet die zusammen mit den zuvor genannten lateralen Oberflächen die gesamte Schließfläche bilden auf der getrennte und wenn benötigt verschieden geformte äußere Formteile (nicht dargestellt) eingespannt werden können.
Offensichtlich ist die Form eng verwandt mit den Möglichkeiten der Entfernbarkeit in verschiedene Richtungen.
Die blockförmigen Zusatzvorrichtung 12, 12' ist, vergleiche 12, mit einem zylindrisch konkaven Hinterschneidung 15, 15' versehen, die als Unterstützungsoberfläche für einen zylindrisch rotierbaren Keil 16, 16' dient, der dagegen plaziert ist. Die Einlaßöffnungen 10, 10' in den Aufspannplatten 8 und 9 sind mit fixierten Gegenkeilen 17, 17' ausgestattet und der Schließwinkel der blockförmigen Zusatzvorrichtungen 12, 12' ist auch durch die Selbsteinstellbarkeit der Position, die von dem rotierbaren Keil 16, 16' in der Hinterschneidung 15, 15' eingenommen werden kann, bestimmt. Die gegenseitige Position der Formblöcke 11 und 11' hinsichtlich der beiden Aufspannplatten 8 und 9 und hinsichtlich der säulenförmigen Führungseinrichtung 2, 2' ist deutlich in 2 dargestellt.
Nachdem beide Aufspannplatten gegeneinander bewegt worden sind, wobei Druck ausgeübt wird, der longitudinal zu den Führungseinrichtungen 2, 2' ausgeübt wird, kann das Klemmen und jeweilige Verschließen der Formhalterteile 11,11'mit den Aufspannplatten 8 und 9 durch miteinander kooperierenden Keile 16, 16' und 17, 17' erreicht werden. Das gegenseitige Positionieren der Hauptelemente der Schließeinheit findet mit Hilfe geeigneter und bekannter Hilfseinrichtungen so wie Lift- und Transportapparate und/oder Druckzylinder und ähnlichen statt.
Um das mechanische Verschließen zu realisieren, welches extrem hohen Lasten standhalten muß, werden die Teile der Führungseinrichtung 2, 2', die über die Aufspannplatten 8 und 9 vorstehen, mit einem speziellen Hinterschneidungsprofil 18 (s. 7) versehen, um die Aufspannplatten 8 und 9 auf den Führungseinrichtungen 2, 2' zu verriegeln. Der Verschließvorgang ist nachfolgend durch eine schematisch dargestellte Klemmeinrichtung 19 erreicht, die ein Gegenprofil 20 aufweist, das mit dem Profil 18 korrespondiert. Die Klemmeinrichtung 19, 19' ist in jedem Fall an einer der Aufspannplatten 8 und 9 befestigt und umgibt eine Führungsöffnung 7, 7', die im wesentlichen aus zwei klemmenden Gleithälften 21, 21' besteht, die mit Hilfe von Druckzylinder 22, 22' betrieben sind. Mit dieser Beschreibung ist der Kern des Betriebs der Schließeinheit 1 ausreichend erklärt um von einem Experten verstanden zu werden.
In den 3, 4 und 5 (Seitenansicht) und 6 (partielle Draufsicht auf den horizontalen Maschinenrahmen 31) ist eine Schließeinheit entsprechend der 1 und 2 schematisch dargestellt, die hier in eine Spritzgießmaschine 23 integriert ist, wobei die Hauptelemente der Schließeinheit 1 wie oben beschrieben hier sichtbar sind. In diesem Fall sind die Formblöcke 11, 11' auf einem L-förmigen Maschinenstand 24, 24' angeordnet und beide Stände 24, 24' sind entlang getrennter Maschinenführungen 25–30 bewegbar, die auf dem horizontal angeordneten Maschinenrahmen 31 positioniert sind. Pfeile III-III und I-I zeigen beide Bewegungsrichtungen zur Ausübung des Schließdrucks zum Erreichen des Schließens der Formhalter 11, 11' durch die Aufspannplatten 8 und 9. In 6 ist die gegenseitige Anordnung von zwei von sieben Formhalterteilen 11 und 11' und der äußeren Form 32, 32', die darauf angeordnet sind, schematisch dargestellt. Auch vier Öffnungen 33 in dem Maschinenrahmen 31 sind dargestellt, in dem vier untere Abschnitte 6, 6' (1 und 2) der Führungseinrichtung 2, 2' eingeführt sind, nachdem diese zuerst durch (vier) Führungsöffnungen 7, 7' in der unteren Aufspannplatte 9 gebracht worden sind. Die Bewegung des L-förmigen Maschinenstands 24 und 24' entlang der Maschinenführung 25–30 findet mit Hilfe normaler Druckzylinder 34 statt, die schematisch dargestellt sind. Bei dieser Konstruktion ist die wechselseitige Position der Maschinenführungen 25–30 in dieser Ausführungsform so einer Weise gewählt, daß zwei von ihnen, 25 und 28, auf einer Linie auf einer Achse parallel verlaufen zur größten Seite eines Rechtecks verlaufen, wobei an dessen Winkelpunkten die Achsen der vier Führungsöffnungen 2, 2' und die Ebene des horizontalen Maschinenrahmens einander schneiden. Diese Anordnung ist derart, daß während des Schließens bzw. des Öffnens der äußeren Form 32, 32' die Formhalter 11, 11' mit den daran befestigten Formabschnitten sich frei von der Außenseite zur Innenseite und umgekehrt bewegen können.
In 7 ist die Führungseinrichtung 2 durch die obere Aufspannplatte 8 geführt und die Führungseinrichtung 2 ist zuerst mit einem konischen Abschnitt 35 mit abnehmenden Durchmesser gefolgt von einem Abschlußabschnitt 36, der in den äußeren Durchmesser der Führungseinrichtung 2 fortgesetzt ist, versehen. Diese Konstruktion ist detailreicher in 8 und 9 dargestellt. Der Schließrahmen 37 ist mit Hilfe eines Schließrings 38 an der Aufspannplatte 8 befestigt. Die Schließeinrichtung 19 besteht aus zwei getrennten Schließschiebern die zusammengleitend zu einem Schließrahmen 32 integriert werden. Das Steuern, Öffnen und Schließen entsprechend der Pfeile O und S, dient dieser Schließschieber 21 erfolgt mit Hilfe von zwei Druckzylindern 22.
Der Betrieb der Schließeinrichtung 19 am Ort des Schließens ist weiter erklärt in den 8 und 9. In 8 hat der Druckzylinder 22 beide Schließschieber 21 voneinander weg bewegt um es einer Aufspannplatte 8 (nicht gezeigt) zu ermöglichen entlang der Führungseinrichtung 2 zu gleiten, wobei auf der Aufspannplatte der geschlossene Schließring mit Hilfe einer Anzahl von Bolzen 39 befestigt ist. Das Gegenprofil 20 der Schließeinrichtung 19 besteht aus einem konisch zulaufenden Schließblock 40, der an dem Schließrahmenteil 37 befestigt ist, der es ermöglicht eine Bewegung in Richtung zueinander durch den Betrieb der beiden Druckzylinder 22 zu machen. In 9 ist die Schließposition der Schließeinrichtung 19 hinsichtlich des konischen Hinterschneidungsabschnitts an der Führungseinrichtung 2 dargestellt. Beim Aufbau der hier beschriebenen Spritzgießmaschine werden insgesamt acht Schließeinrichtungen 19 verwendet.
Es ist nicht notwendig weitere technische Details des Betriebsprinzips der Schließeinheit 1 zu beschreiben, die in die Spritzgießmaschine 21 integriert ist, da beide Verschlüsse der zusammengesetzten äußeren Form 32 in der Richtung der Pfeile III-III und 1-1, 3 und 4, nur durch die Anwendung normaler Druckzylinder erreicht wird. Genau hierin liegt das bemerkenswerte Prinzip in der Ausübung und auch Aufrechterhaltung der notwendiger Weise benötigten extrem hohen Schließkräfte. Diese werden in der Tat durch die Schließeinheit selbst erzielt.
In den 10 und 11 ist die wechselseitige Position der verschiedenen Führungsöffnungen 7 für die Führungseinrichtung 2 und die Einlaßöffnungen 10 für die blockförmigen Zusatzeinrichtungen 12 in den Aufspannplatten 8 und 9 der 1 und 2 dargestellt. Die Keiloberflächen 17 sind auch schematisch dargestellt. 12 zeigt in vergrößertem Maßstab die Position der Zusatzvorrichtungen 12 hinsichtlich der Aufspannplatte B. Der Gegenkeil 17 ist mit Hilfe von Bolzen 41 an einem Verbindungssegment 42 befestigt, welches seinerseits an der oberen Seite der Aufspannplatte 8 befestigt ist. Der Gegenkeil 17 kann in der Höhe oder Tiefe mit einem Bolzen 41 eingestellt werden. Der Keilwinkel ist nicht größer als 8° in der hier gezeigten Ausführungsform. In der zylindrischen Hinterschneidung 15 ist ein zylindrischer Keil positioniert, der mit Hilfe eines Bolzens 43 gegen herausfallen gesichert ist, was etwas Bewegung des Keils 16 erlaubt. Die Form der Hinterschneidung 15 ermöglicht es, den zylindrischen Keil 16 durch Einstellen des Winkels der Keiloberfläche 16 nur durch Zusammenspiel mit dem Gegenkeil 17 zu bewegen, wobei der in der Einlaßöffnung 10 eingesetzt ist. Das dadurch erreichte vertikale Verriegeln erlaubt ein optimales laterales Schließen aller Formabschnitte 32, 32', die an den Formhalter 11 befestigt sind. Im Falle einer zu diesem Schließen notwendigen Korrektur könnte dies beispielsweise durch Einstellen der miteinander wechselwirkenden Oberflächen zwischen den Keilen 16 und dem Gegenkeil 17 erreicht werden.
Bedeutend für diese Erfindung ist es jedoch die benötigten extrem hohen Schließkräfte aufrecht zu erhalten, die aufgrund der Notwendigkeit nötig werden, ein Lecken des gegossenen Plastikmaterials während des Spritzgießens zu verhindern, wobei nur relativ einfache mechanische Mittel verwendet werden, die normalerweise auch bei gewöhnlichen Spritzgießmaschinen angewandt werden. Die hohen Schließkräfte, die für das Spritzgießen benötigt werden, werden beim Schließen in einer solchen Weise erreicht, daß einerseits in einem beinah radialen Sinn und anderseits in einem vertikalen Sinn, die benötigten Kräfte einfach durch die beiden Aufspannplatten 8 und 9 der Schließeinheit 1 aufrecht erhalten werden, die völlig ausreichend für die sehr hohen Lasten sind, wobei der sehr effektive vertikale Verschluß der beiden Aufspannplatten 8 und 9 hinsichtlich der Führungseinrichtungen 2, 2' auch viel zu dem Umstand beiträgt, daß die benötigten hohen Schließkräfte auf der Form während des Spritzgießens und danach während des Abkühlen des Produktes aufrechterhalten werden. Es wird keine zusätzliche Druckenergie durch Druckausrüstung benötigt.
Während in der Ausführungsform Aufspannplatten benutzt werden, kann deren Anwendung auch durch ein zentralen Stempel mit Abschnitten realisiert werden, der Einführungsöffnungen für die Führungseinrichtungen aufweist, wobei sein äußerer Umfang als Schließring geformt sein kann. Dieser Schließring kann mit einer angepaßten Keiloberfläche ausgestattet sein, die mit der Oberfläche eines Gegenkeils an dem Formhalter zusammenwirkt.
In einer praktischen Umsetzung einer Ausführungsform einer vertikalen erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine hat diese eine vertikale Höhe von +/– 6 m, die Höhe des Formhalters beträgt 1,5 m und in einer offenen Position der Schließeinheit besteht ein Höhenunterschied von 3 m zwischen den inneren Oberflächen der Aufspannplatten 8 und 9, die einander zugekehrt sind.
Der benötigte Raum für diese Anordnung der Spritzgießmaschine, s. 5, mit den Maschinenständern 24 in offener Position hat einen durchschnittlichen Durchmesser von 6 m bis 7 m bis zu den äußeren Umfangsbegrenzungen des Pufferblocks (Begrenzungen der Führungsschienen, 1) für die Ständer 24. Um den extrem hohen Kräften stand zu halten, hat jede massive Aufspannplatte mit einem Durchmesser von +/– 3 m eine Dicke von 0,5 m. Eine Führungseinrichtung 2 kann eine Gesamtlänge von 5,5 m und ein Durchmesser von 0,3 m erreichen, womit eine dehnende Spannung oder Umbiegung verhindert werden kann. Die Spritzgießmaschine, in der die Schließeinheit integriert ist, ist zum Beispiel in der Lage mit einer gesamten Schließkraft von z. B. 9.000 t in allen Richtungen zu arbeiten.
Zum Öffnen und Schließen der Schließeinheit ist es nicht länger notwendig, großdimensionierte teure Druckausrüstung bereit zu stellen, weil jetzt eine einfache mechanische Schließeinrichtung dafür vorgesehen wird.
Erfindungsgemäß wird das neue Verfahren auf eine Schließeinheit angewandt, die betrieben wird um die oben beschriebenen extrem hohen Schließkräfte zu bewältigen, wobei dies die folgenden Schritte umfaßt:

– mindestens zwei verlängerte Führungseinrichtungen 2 und 2' werden in die Führungsöffnungen 7 von mindestens zwei Aufspannplatten 8 und 9 eingeschoben;
– wenn notwendig werden die benötigten inneren Formabschnitte an den Aufspannplatten 8 und 9 befestigt;
– eine Anzahl von Formhalter 11 und 11' werden jedes Mal zwischen Aufspannplatten 8 und 9 plaziert an denen getrennte Formabschnitte befestigt sind, die zusammen die gesamte äußere Form bilden;
– Zusatzvorrichtungen 12 und 12', die an den Formhaltern angebracht sind, werden die in den Aufspannplatten 8 und 9 mit Hilfe der Bewegung dieser Aufspannplatten aufeinander zu entlang der Führungseinrichtungen 2 und 2' eingeschlossen, wobei gleichzeitig eine zunehmend höhere Schließkraft hinsichtlich der endgültigen Zusammensetzung der vollständigen äußeren Form erzeugt wird, die aus getrennten komplementären Formabschnitten zusammen gesetzt ist;
– nach dem Erhöhen der Schließkraft in inwertiger Richtung zur äußeren Form, die gegenseitige Position der Aufspannplatten 8 und 9 hinsichtlich der Führungseinrichtungen 2 und 2' ist mit Hilfe einer Anzahl von Klemmitteln 19 festgelegt, wodurch die Schließkraft für die getrennten Formabschnitte in einer Richtung parallel zu den Führungseinrichtungen 2 und 2' erzeugt wird;
– nachdem die äußere Form insgesamt geschlossen ist, wird die Anwendung von Schließkräften, deren Aufrechterhaltung vor, während und nach dem gegenseitigen Aufheben, beim Spritzgießen ausschließlich durch die Anwendung und Entfernung der jeweiligen mechanischen Sicherungen erreicht, ohne daß hierbei irgendeine extrem hohe hydraulische und/oder pneumatische Druckausübung auf die Form erfolgen würde;
– das Spritzgießen wird unter anderem durch das Aufheizen der Form und das nachfolgende Einfüllen der Form unter hohem Druck initiiert, wobei danach die Entfernung der Formabschnitte in umgekehrter Reihenfolge stattfindet und das Spritzgießprodukt entfernt wird.

Erfindungsgemäß ist das Formsystem tatsächlich als eine Art von offener Formfaust zu betrachten, in deren Inneren das Formprodukt hergestellt wird. Durch Schließen der Formfaust mit einer gleichbleibend und konstanten Kraft kann das Spritzgießen stattfinden, während das Schließen der Formfaust in relativ einfachen und energiesparenden Weise stattfindet.
Da es auch möglich ist die Schließeinheit in eine horizontale Position auszurichten, wird eine zweite konstruktive Ausgestaltung in einer horizontalen Spritzgießmaschine erklärt.
Entsprechend 13a ist eine Schließeinheit 101, die horizontal angeordnet, im wesentlichen identisch zur Schließeinheit 1 der 1 und korrespondierende Maschinenteile tragen ähnliche Bezugszeichen. Führungseinrichtungen 102 sind in Aufspannplatten 108 und 109 geführt, während die gegenseitige Verschließung der Aufspannplatten hier mit Schließmitteln 137 erfolgt, die dieselben Verschließeinrichtungen 135 und 136 verwenden. Die Funktion der Formhalter 11 in 1 wird durch viertelzylindrische Formabschnitte 111 übernommen, die mit Hilfe einer Bewegung der Aufspannplatten 108 und 109 aufeinander zu in zylindrischen Schließblöcken 109' verschlossen werden, was eine mechanische Verriegelung für die benötigten Kräfte mit den konischen Keiloberflächen 117 und 116 erzeugt.
Das Formprodukt 100 ist nur beispielhaft dargestellt, aber die getrennten äußeren Formteile, die an den Formabschnitten 111 befestigt sind, sind nicht gezeigt. 14 zeigt eine Anordnung einer Schließeinheit 101 entsprechend 13 in einem Rahmen einer Spritzgießmaschine, Aufspannplatten 108 und 109 sind longitudinal zu der Maschine auf Ständern 124 und 124' entlang einer gemeinsamen Führungsschiene 125 verschiebbar. Die Bewegungen zum Öffnen und Schließen der Formeinrichtung können durch Druckzylinder 134 erreicht werden, die jedes Mal eine Bewegung an jedem der Ständer 124 hinsichtlich zu der festen zentral Konsole 110 erreichen können. In der hier gezeigten Ausführungsform ist eine Hebeeinrichtung zum plazieren der Formabschnitte integriert, die keine weiteren Erläuterung bedarf und nicht zu der Erfindung gehört. Die 15 und 16 zeigen die Anordnung in einer lateralen Ansicht der horizontalen Spritzgießmaschine mit Führungseinrichtungen 102 und der Anordnung der Schließeinrichtung 137 und es zeigt auch wie eine vertikale Bewegung der Formabschnitte erreicht werden kann. Angesichts der Tatsache das die Formschließeinrichtung im wesentlichen dieselben Hauptelemente für die Beweglichkeit in alle Richtungen und zum Verschließen dieser Hauptelemente aufweist, ist keine weitere Erklärung notwendig, weil eine Gesamtansicht der gesamten Anordnung dieser Spritzgießmaschine ausreichend ist.
Die in 14 dargestellte Form weicht von der in der 13 dargestellten ab, aber dies ändert nichts an den neuen Prinzip.
Konstruktive Ausführungsformen der Elemente der Schließeinheit sind weiterhin in den Patentansprüchen dargestellt, wobei die Tatsache berücksichtigt ist, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen sich als effektiv herausgestellt haben. Besonderer Wert kommt den zylindrischen Hinterschneidungen der Zusatzvorrichtungen 12 zu, die an den Formhaltern 11 befestigt sind. In 12 zeigt ein Pfeil P die Druckrichtung an, der von dem Formträger widerstanden werden muß, wenn die Zusatzvorrichtungen 12 in der Aufspannplatte 8 unter Verwendung eines Verschlusses mit Hilfe der kooperierenden Keile und Gegenkeiloberflächen 16 und 17 verschlossen wird. Tatsächlich wird der Einschluß der Aufspannplatte 8 einerseits durch die Keiloperation und anderseits durch Verriegeln der lokal speziell geformten Führungseinrichtungen 2 erreicht, die detailreicher durch die Klemmeinrichtung 37 dargestellt ist, gewährleistet das bei Anwendung einer normal erhältlichen Druckausrüstung extrem hohe Schließkräfte erreicht werden können, die normalerweise nicht mit so einfachen hier beschriebenen Mitteln erreicht werden können.
Die 3 bis 5 zeigen schematisch wie die Formträger an den Gestellen 24 und 24' aufgehängt sind. Für diesen Zweck ist ein Gestell jedes Mal mit zwei Aufhängeösen ausgerüstet, die vertikal über einander positioniert sind. Die Formhalter 11, 11' ist jeweils mit einem Stab oder Achse ausgerüstet, die durch ein Aufhängungsauge geführt ist. Der Formhalter erhält daher eine gewisse selbst ausrichtende Eigenschaft wenn die Schließbewegung beginnt. Die Aufhängung der Formhalter ist auch durch verschiedene Stäbe an den Winkelpunkten bestimmt, was im Detail in 3 ersehen werden kann.
Entsprechend dem Erfindungsprinzip beruht die Anwendung einer vielteiligen äußeren Form auf einer Anzahl von Vorgängen, die auch ohne Verwendung der Schließeinheit anwendbar sind.
In dem Fall ist das interne Formloch der äußeren Form ursprünglich mit einer Anzahl von getrennten Kernbereichen ausgerüstet, die, auf diese Weise zusammengebaut, die benötigte innere Form bilden, wobei jeder der getrennten äußeren Formabschnitte der vielteiligen äußeren Form in einer Richtung zusammengebracht werden, die auf die inneren Teile der Form zeigt, die im wesentlichen nachträglich in solcher Weise um die äußere Form gebildet wird, um die äußere Form zu vervollständigen und zu schließen.
Nachfolgend verbleibt diese äußere Form geschlossen in dieser Position durch externes Ausüben einer temporär wirkenden, relativ hohen Schließkraft und bevor das Spritzgießen beginnt so wie danach diese temporär wirkende Schließkraft in eine konstant wirkende extrem hohe Schließkraft umgewandelt wird, die während des Spritzgießens absolut benötigt wird. Die Aufrechterhaltung findet im wesentlichen statt durch Anwendung eines relativ einfachen mechanischen Verschlusses, insbesondere durch eine Art einer direkten oder indirekten mechanischen Blockierung aller äußeren Formabschnitte um die geschlossene äußere Form zu bilden, was erreicht und permanent während des nachfolgenden Abkühlprozeßes aufrecht erhalten wird ohne extrem komplexe hydraulische Schließkräfte zu benötigen, die zum Schließen der äußeren Form während des Spritzgießens erzeugt und aufrecht erhalten werden müssen.
In 17 sind drei Rohre 201, 202, 203 durch den zylindrischen äußeren Mantel 204 eines Bodenabschnitts geführt, wobei der Mantel 204 mit einer Anzahl von Flanschen 205, 206 und radialen Verstärkungsrippen 207 ausgebildet ist. Die drei Rohre 201–203 sind zentral in den Bodenabschnitt verbunden und bilden eine Y-förmige Verbindung 208. 18 zeigt in einer Querschnittsansicht entsprechend der zentralen Achse der Röhren 201–203, drei äußere Formabschnitte 209, 210, 211 in geschlossener Position der gesamten äußeren Form. Zum Zweck der Vereinfachung sind die oberen und unteren Formabschnitte in axialer Position und die notwendigen Kernformabschnitte für die Y-förmige Verbindung 208 für das Formprodukt entsprechend der 17 nicht im Detail dargestellt.
In 19 ist nur der untere Teil des röhrenförmig ausgebildeten Formprodukts 212 dargestellt, welches einen radialen Steg 213 und eine axiale Rippe 214 aufweist. Um ein Formprodukt 212 des Formsystems herzustellen wird ein Formkern 215 für das hohle Rohr des Formprodukts verwendet und weiterhin sind ein Teil eines linken Formabschnitts 216 und eines rechten Formabschnitts 217 sichtbar sowie auch ein unterer Formabschnitt 218.
21 zeigt eine Anzahl von Mannlochbodentypen A, B, C, D, E, F, die jeder mit einer Form des Formsystems entsprechend der Erfindung hergestellt sind. Alle Verbindungsrohre dieser Mannlochböden haben den selben Durchmesser. Es ist jedoch möglich, einen Mannlochboden mit anderen Formelementen des Formsystems entsprechend der Erfindung herzustellen, wobei Verbindungshülsen unter verschiedenen Winkel und/oder mit verschiedenen Durchmessern angewendet werden.
Mannlochböden A, B, C, D, E, F sind mit Flußprofilen a, b, c, d, e, f ausgestattet, wodurch die Verbindungsrohre innerhalb der Mannlochböden A–F miteinander verbunden sind.
Die Oberflächen a'–f' der Flußprofile a–f sind in so einer Weise miteinander verbunden, daß jedes Flußprofil a – feinen Kanal in dem Boden eines solchen Mannlochboden bildet. Diese Oberflächen a'–f' fallen schräg zu den Flußprofilen a–f ab.
Zum Herstellen eines Mannlochbodens wird von einer Form des Formsystems entsprechend der Erfindung Gebrauch gemacht. Vorzugsweise umfaßt die Form acht Abschnitte, einen Kernabschnitt 301, ein korrespondierenden Bodenabschnitt 302 und sechs laterale Abschnitte 303 (20, 23 und 27). Jeder Mannlochbodentyp erfordert ein unterschiedlich geformten Kernabschnitt 301 und einen unterschiedlich geformten Bodenabschnitt 303, der zu dem Kernabschnitt 301 korrespondiert. Die lateralen Abschnitte 303 weisen jeweils einen Basisabschnitt 304 und einen entfernbaren, austauschbaren Abschnitt 305 auf, der in einer Nute 312 in den Basisabschnitt 304 vorgesehen ist. Der Kernabschnitt 301, der Bodenabschnitt 302 und die sechs lateralen Abschnitte 303 bilden zusammen in der geschlossenen Position der Form ein Formloch 306 für ein Mannlochboden. Der austauschbare Abschnitt 305 der in 20 gezeigt ist, weist einen Kern 307 auf, der die innere Form des Verbindungsrohres des Mannlochbodens bestimmt. Der Kern 307 ist mit dem Kernabschnitt 301 verbunden. Das Bodenloch das durch das Formloch 306 gebildet ist, weist einen Boden 314, Verbindungsrohre 315, ein Verbindungsabschnitt 316 und eine untere Kante 317 auf.
23 zeigt schematisch in einer horizontalen Querschnittsansicht, die an den austauschbaren Abschnitten angeordnet ist, sechs laterale Abschnitte, die zusammen ein lateralen Formbereich bilden. Die austauschbaren Abschnitte, die in 23 gezeigt sind, sind in solcher Weise ausgewählt, daß ein Mannlochboden des A-Typs (s. 21) durch eine entsprechende Form hergestellt werden kann. Für diesen Zweck werden vier austauschbare Abschnitte mit einem Kern 307 und zwei ohne ein solchen hergestellt.
23 zeigt weiterhin, daß die verschiedenen lateralen Abschnitte 303 nicht radial zurück bewegt werden können, nachdem der Mannlochboden geformt worden ist, da zentralen Achsen der Verbindungsrohre nicht alle die zentrale Achse des Mannlochboden schneiden. Die Richtung zur Entfernung der lateralen Abschnitte 303 ist durch die zentrale Achse der Verbindungsrohre bestimmt. Die zentralen Achsen der Verbindungsrohre müssen zusammen einen vorher definierten Winkel einschließen, wobei die zentralen Achsen nicht notwendigerweise in derselben Ebene angeordnet sein müssen. Der vorher definierte Winkel ist im allgemeinen nicht identisch zu den Winkeln die von den zentralen Achsen der lateralen Abschnitte eingeschlossen sind. Für die Konstruktion der Form ist es notwendig, daß der Kern 307 vollständig innerhalb des Umfangs des austauschbaren Abschnitts 305 liegt. Wenn die zentrale Achse eines lateralen Abschnitts 303 und die zentrale Achse des Kerns 307 des austauschbaren Abschnitts 305, die in dem lateralen Abschnitt 303 angeordnet ist, nicht parallel sind, kann der Kern 307 nur in dem austauschbaren Abschnitt 305 in solch einer Weise angeordnet werden, daß die zentrale Achse des Kerns 307 die zentrale Achse des Mannlochbodens schneidet, vorausgesetzt daß der Durchmesser des Kerns 307 ausreichend schmal ist. Bei einem großen Durchmesser des Kerns 307 ist dies nicht möglich ohne den Kern 307 teilweise zur Außenseite des austauschbaren Abschnitts vorragen zu lassen.
In 24 ist ein lateraler Formabschnitt des Formsystems entsprechend der Erfindung schematisch mit einem austauschbaren Abschnitt 305 für ein Verbindungsrohr in jedem lateralen Abschnitt dargestellt.
Die innere Seite jedes lateralen Abschnitts hat eine Winkellänge, die identisch zu einem 1/6 des gesamten inneren Umfangs des Mannlochbodens ist. Die zentralen Achsen von drei Verbindungshülsen schneiden die zentrale Achse des Mannlochbodens. Die zentralen Achsen der anderen Verbindungsrohre sind entfernt von der zentralen Achse des Mannlochbodens angeordnet. Dies folgt aus der Wahl der verschiedenen Winkel zwischen den zentralen Achsen zusammen mit dem Umstand, daß ein austauschbarer Abschnitt im Wesentlichen im Zentrum eines solchen Basisabschnitts angeordnet ist. Die Winkel, die von den zentralen Achsen der Verbindungsrohre gebildet sind, sind in 24 auch angezeigt. Die Auswahl der Winkel, die in 24 gezeigt ist, ermöglicht es, Mannlochböden herzustellen, bei denen die Verbindungsrohre einen Winkel bilden, der zwischen 45° und 180° in Schritten von 15° variiert. Die 22 und 24 zeigen eine Frontansicht und eine Draufsicht eines lateralen Abschnitts 303, in denen ein austauschbarer Abschnitt 305 zusammengesetzt ist, der die innere Form eines Verbindungsrohres mit maximalem Durchmesser bestimmt. Der Basisabschnitt 304 ist mit Nuten 308 versehen, die das Formloch der verstärkenden Rippen des herzustellenden Mannlochbodens bestimmen. Der Basisabschnitt 304 weist weiterhin einen Abschnitt 309 auf, der das Formloch des Verbindungsabschnitts 316 (s. 20) des herzustellenden Mannlochbodens bestimmt, um einen Bodenschacht mit dem Mannlochboden zu verbinden. Der austauschbare Abschnitt 305 ist in einer Nut 312 mit Hilfe einer frei beweglichen Verbindung, z. B. einer Bolzenverbindung, positioniert. Der in 26 dargestellt austauschbare Abschnitt weist einen Kern 307 auf, der die innere Form eines Verbindungsrohres bestimmt, daß einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der maximale Durchmesser. Der Kern 307 ist exzentrisch hinsichtlich des Umfangs des austauschbaren Abschnitts 305 in einer vertikal nach oben gerichteten Richtung positioniert. Der Kern 307 kann auch konzentrisch oder exzentrisch in horizontaler Richtung auf dem austauschbaren Abschnitt 305 angeordnet werden. Die Nuten 308' sind mit korrespondierenden Nuten 308 des Basisabschnitts 304 verbunden. Es ist offensichtlich, daß die austauschbaren Abschnitte und die Basisabschnitte mit Vorrichtungen zum Abkühlen versehen sein können.
Die Höhe des Bodenabschnitts 302 (s. 20) kann an den Durchmesser der Verbindungsrohre angepaßt sein. Dies macht es möglich, daß der Abstand zwischen der zentralen Achse der Verbindungsrohre und der unteren Kante 317 des Mannlochbodens minimiert ist, ohne daß eine Anpassung der lateralen Abschnitte 303 notwendig wird.
28 zeig in einer schematischen Darstellung eine andere Ausführungsform der Form entsprechend des Formsystems der Erfindung. In dieser Ausgestaltung weist der laterale Abschnitt sieben laterale Abschnittsteile 303 auf. Die zentralen Achsen der Kerne 307 für die herzustellenden Verbindungsrohre schneiden die zentrale Achse der Form. Die zentralen Achsen der Kerne 307 definieren wechselseitig Winkel von 45° und 67,5°. Die Wahl der Winkel zwischen den zentralen Achsen der Kerne für die Verbindungsrohre und die Position der lateralen Abschnittsteile wie in 9 gezeigt, macht es möglich, Mannlochböden herzustellen, in denen der Winkel zwischen den Verbindungsrohren zwischen 45° bis 180° in Schritten von 22,5° variiert. Eine andere Wahl der Winkel zwischen den zentralen Achsen der Kerne für die Verbindungsrohre macht es möglich einen Mannlochboden von jeder gewünschten verschiedenen Form herzustellen.
Weitere konstruktive Detaile der Ausführungsformen werden explizit in den Patentansprüchen erwähnt und sind auch in der Zeichnung dargestellt, so daß eine weitere Beschreibung nicht notwendig ist. Außergewöhnliche Ergebnisse dessen betreffen das gesamte Design der Schließeinheit und die vertikale und horizontale Spritzgießmaschine, mit denen alle obengenannten Vorteile erreicht werden können.
Das Formsystem, das unten beschrieben ist, kann im Wesentlichen mit der Schließeinheit entsprechend der Patentansprüche 1–8 und 10–21 angewendet werden.
Die Schließeinheit ist weiterhin mit dem Verfahren anwendbar, vorausgesetzt das vergleichbare technische Einrichtungen in einer derart ausgeführten Konstruktion angewendet werden, daß dasselbe Verfahren entsprechend Patentanspruch 10 benutzt wird.
Das Formsystem, welches aus eine vielteiligen äußeren Form besteht, ist aus Gründen der Vereinfachung schematisch in den 5 mit 32, 32' dargestellt. Die 18–20, 23–25 und 27–28 zeigen die verschiedenen äußeren Formabschnitte, die an den Formhaltern 11, 11' in 2 mit Hilfe einer an sich bekannten Befestigungseinrichtung angeordnet sind.

Claims

Die Schließeinheit erzeugt besonders hohe Schließkräfte von über 500 Tonnen; sie wird insbesondere bei Spritzgussmaschinen eingesetzt, mit denen große Werkstücke erzeugt werden, die starke Schließkräfte erfordern, wobei die Schließeinheit im Prinzip aus folgenden Bauteilen besteht a. mindestens zwei Aufspannplatten (8, 9), von denen eine fixiert und die andere beweglich ist, auf der der inneren Formteil montiert werden kann; die Aufspannplatte (8, 9) verfügt über mindestens zwei Öffnungen für die Führungen (7), durch die die verlängerte Führungsvorrichtung (2) läuft, außerdem verfügt diese Aufspannplatte über verschiedene Einlassöffnungen (10) für Zusatzvorrichtungen (12), die wiederum auf mindestens zwei Formhalterteilen (11) vorliegen, um die extrem starken Schließkräfte auf die Formhalterteile (11) übertragen zu können, wobei die Schließkräfte hauptsächlich über einen direkten Kontakt nur zwischen der Aufspannplatte (8, 9) und den Formhalterteilen (11) erzeugt werden. b. mindestens zwei verlängerten Führungsvorrichtungen (2), in denen jedes Führungselement (2) zwischen den gegeneinander stoßenden Enden mindestens zwei Trennvorrichtungen (3) aufweist, um den beiderseitigen Schließabstand zwischen den Aufspannplatten (8, 9) mit Formhalterteilen (11) dazwischen zu begrenzen, falls die Schließkräfte in Längsrichtung der Führungsstangen (2) wirken; c. mindestens zwei Formhalterteilen (11), die jeweils über die oben genannten zusätzlichen Vorrichtungen (12) verfügen, und auf diesen Formhalterteilen (11) müssen die äußeren Formteile des zu verwendenden Werkzeugs mit Befestigungsvorrichtungen befestigt werden können; d. einigen Steuerungs- und Druchvorrichtungen (34) für eine innere oder äußere Bewegung jedes der Formhalterteile (11) zum Schließen bzw. Offnen der Formteile, die an den Formhalterteilen (11) für das fertige Produkt montiert sind. e. weiteren Steuerungs- und Druckvorrichtungen (22) zum Fixieren der zusätzlichen Vorrichtungen (12) an den Formhalterteilen in den Einlassöffnungen (10), die in den Aufspannplatten (8,9) vorhanden sind; f. verschiedenen Schließvorrichtungen (37) zum Fixieren einer Führungsvorrichtung (2) hinsichtlich ihrer Position zu einer Aufspannplatte (8, 9) und der Position der Aufspannplatte zu den oben genannten Trennvorrichtungen (3); g. einem Maschinenrahmen, an oder in dem die von a. bis einschließlich f, genannten Maschinenteile so montiert sind, dass eine komplette Spritzgussmaschine vorliegt.
Eine Schließvorrichtung gemäß den Anforderungen aus Punkt 1, deren Formhalterteile (11) aufgrund der hohen Schließkräfte aus einem etwas verlängerten und abgeflachten quadratischen Mittelbereich bestehen, der die erforderliche Größe und Masse hat und in Richtung der gegeneinander stoßenden Enden in eine quadratische Zusatzvorrichtung (12) verlängert ist.
Eine Schließvorrichtung gemäß den Anforderungen aus Punkt 2, wobei das quadratische Zusatzelement (12) über einen konkaven Hinterschnitt (15) an der Seite verfügt, die der Form gegenüber liegt.
Eine Schließvorrichtung gemäß den Anforderungen aus Punkt 3, wobei der konkave Hinterschnitt (15) in einer runden Form ausgeführt ist und als Stützfläche für eine Keilform (16) dient, deren gewünschte schräge Position hinsichtlich des Hinterschnitts (15) zusammen mit der Gegenform (17) in der Einlassöffnung (10) über Befestigungs- und Einstellvorrichtungen (41, 43) eingestellt werden kann.
Eine Schließvorrichtung gemäß den Anforderungen aus Punkt 4, wobei die Einlassöffnung (10) für die Zusatzvorrichtungen (12), die sich in der Aufspannplatte (8, 9) befindet, über eine entsprechende Gegenform (17) verfügt, die während der Schließbewegung der Aufspannplatte (9) gegen die oben genannte Keilform (16) stößt und auf diese Weise die Schließkraft erzeugt.
Eine Schließvorrichtung gemäß den Anforderungen aus Punkt 1, wobei die Führungselemente (2) über ihre gesamte Länge einen runden Querschnitt mit einem über die gesamte Länge gleich großen Durchmesser aufweisen, außer an den Stellen der Trennvorrichtung (3), an denen ein ringförmiger Kranz in der erforderlichen Entfernung von Trennvorrichtung (3), an denen ein ringförmiger Kranz in der erforderlichen Entfernung von den Enden der Führungen (2) vorliegt, und auch nahe daran und in einer Entfernung, die der Stärke der Aufspannplatte (8, 9) in Richtung des Endes der Führung (2) entspricht, wobei letztere hier einen geringeren Durchmesser (35, 36) aufweist, und zwar über eine gesamte Länge, die der Höhe der oben genannten Schließvorrichtungen (37) entspricht.
Eine Schließvorrichtung gemäß den Anforderungen aus Punkt 1, wobei die Führungen (2) einen runden Querschnitt mit einem über die gesamte Länge gleich großen Durchmesser aufweisen, außer nahe an dem Ende, an dem ein kleinerer Durchmesser (35, 36) vorliegt, der der Höhe der oben genannten Schließvorrichtungen (37) entspricht.
Eine Schließvorrichtung gemäß den Anforderungen aus Punkt 6 und 7, wobei die Schließvorrichtungen (37), die ihre Schließfunktion in Bezug auf die Unterschneidung in den Führungen (2) ausführen, in Teile aufgeteilt ist.
Art und Weise der Herstellung eines Spritzgussteils unter Anwendung der Schließvorrichtung gemäß allen der oben aufgeführten Punkte 1 bis 8, wobei mindestens die folgenden Vorgänge durchgeführt werden – mindestens zwei verlängerte Führungen (2) befinden sich in den Einlassöffnungen von mindestens zwei Aufspannplatten (8, 9); – falls erforderlich, werden die benötigten inneren Formteile an den Aufspannplatten (8, 9) montiert; – verschiedene Formhalterteile (11) werden zwischen den Aufspannplatten (8, 9) montiert, auf denen jeweils einzelne Formteile angebracht werden, die alle zusammen die gesamte äußere Form (32, 32') bilden; – die Zusatzvorrichtungen (12), die an die Formhalter (11) montiert sind, werden bei jeder Bewegung der Aufspannplatten (8, 9) nach innen über die Führungen (2) in diesen Aufspannplatten (8, 9) geschlossen und erzeugen gleichzeitig anwachsende, hohe Schließkräfte bis zur abschließenden Position der gesamten äußeren Form (32, 32'), die aus einzelnen, sich ergänzenden Formteilen besteht; – die beiderseitige Position der Aufspannplatten (8, 9) zu den Führungen (2) wird in einer nach innen gerichteten Richtung fixiert in Richtung der äußeren Form, nachdem die Schließkräfte (111– 111) über verschiedene Schließvorrichtungen (37) verstärkt wurden und auf diese Weise die Schließkraft für die einzelnen Formteile (32, 32') erzeugt wurde, und zwar in einer Richtung (1–1) parallel zu den Führungen (2); – nachdem die äußere Form auf diese Weise rundum über Sicherungsmechanismen geschlossen wurde, wird diese Kraft vor, während und nach der Beendigung des Spritzvorgans nur über Aktivierung und Deaktivierung von mechanischen Vorrichtungen (8, 9 und 37) aufrechterhalten, ohne dass extrem hoher hydraulischer und/oder pneumatischer Druck auf die Form erforderlich wird. – Der Spritzvorgang beginnt unter anderem mit dem Aufwärmen der Form und einem anschließenden Füllen der Form, während ein hoher Druch auf diese Form ausgeübt wird; anschließend werden die Formteile in umgekehrter Reihenfolge geöffnet und das spritzgegossene Werkstück wird herausgenommen.
Eine Spritzgussmaschine, am besten eine vertikal angeordnete Spritzgussmaschine, in der eine Schließvorrichtung (1) gemäß den Anforderungen aus den Punkten 1 bis 8 vorhanden ist, wobei der Maschinenrahmen (31) aus einem zentral angeordneten horizontalen Tisch besteht, am besten mit einer polygonalen Form, in dem an beiden Seiten einer Mitellinie durch den Durchmesser des Tisches vier Auflagestellen für jedes Ende, d. h. für jedes nichtrunde Ende der Führungselemente (2) für eine vertikale Positionierung vorliegen; der Maschinentisch verfügt weiterhin über mindestens zwei, besser noch sechs Tischführungen, die nach außen führen.
Eine Spritzgussmaschine gemäß den Anforderungen aus Punkt 10, wobei jeder Formhalter (11) auf einem verlängerten, vertikalen, L-förmigen Ständer (24) ruht, der an seinem unteren Bereich in eine verlängerte horizontale Basis übergeht, die über eine Tischführung (25–30) bewegt wird, um die geteilte äußere Form (32, 32') zu öffnen bzw. zu schließen.
Eine Spritzgussmaschine gemäß den Anforderungen aus Punkt 11, wobei der Formhalter (11) an der oberen Seite des Ständers (24) über eine zentrale Achse (3–5) an der Rückseite des Formhalters (11) befestigt ist, während der Formhalter (11) zum oberen Teil des Ständers mit vier Bolzen oder Schrauben (3) geschlossen ist, die eine seitliche, senkrechte Verlängerung der Ecken des Formhalters (11) bilden, dessen Bolzen oder Schrauben in Bohrlöchern versenkt sind, die wiederum an den entsprechenden Stellen im Ständer (24) vorliegen.
Eine Spritzgussmaschine gemäß den Anforderungen aus Punkt 12, wobei die Seite (13) des Formhalters (11), die zur äußeren Form (32, 32') gerichtet ist, von einem flachen und seitlichen, bis direkt an den Formhalter (11) verbreiterten Aufspanntisch (14) zum Einspannen des äußeren Formteils gebildet wird, wobei der Aufspanntisch (13, 14) ebenfalls über mehrere Schließvorrichtungen verfügt.
Eine Spritzgussmaschine gemäß den Anforderungen aus den Punkten 10 bis 13, wobei von der Seite aus betrachtet die Ständer- und Basiskonstruktion (24) eine L-Form aufweist, und wobei sich die drei Mittelachsen der Führungsstrecken (26, 29, 30) mit der gemeinsamen Mittelachse von zwei gegenseitig verlängerten Mittelachsen der Führungen (25, 28) in einem Punkt treffen, der sich von dem Schittpunkt der Diagonalen unterschneidet, die zwischen der vertikalen Mittelachse der Führungen (2) liegen, die als Kanten eines Rechtecks angesehen werden, wobei der Schnittpunkt fast die Mittelachse der übrigen Tischführung (27) schneidet.
Eine Spritzgussmaschine gemäß den Anforderungen aus den Punkten 10–14, wobei ein doppeltes Verbundmaschinenrahmengestell rittlings zu den beiden Führungen (25, 28) angeordnet ist, die in einer gegenseitig verlängerten Position vorliegen, und wobei die Entfernung zwischen den sich jeweils gegenüberliegenden Beinen des oben beschriebenen Maschinenrahmengestells so bemessen ist, dass beim Öffnen und/oder Schließen der äußeren Form {32, 32') die Ständer (24) mit den darauf montierten Formhaltern beweglich sind, und zwar entweder zwischen den Beinen des Maschinenrahmengestells oder zwischen den Führungen (2) in fixierten Position.
Eine Spritzgussmaschine gemäß den Anforderungen aus Punkt 15, wobei sich die Schnittpunkte der vertikalen Mittelachse der Führungen (2) und die Schnittpunkte der vertikalen Säulen des Maschinenrahmengestells in einer horizontalen Ebenen des Basistischs der Spritzgussmaschinen befinden und alle diese Linien die Seiten bzw. Ecken eines imaginären Rechtecks bilden.
Eine Spritzgussmaschine gemäß den Anforderungen aus Punkt 16, wobei die Höhe des doppelten förmigen Maschinenrahmengestells über dem Basistisch mindestens der doppelten Höhe einer Aufspannplatte (8, 9) entspricht und addiert wird mit der Höhe des oberen Endes eines Formhalters (11), der sich selbst über den Basistisch hinaus verlängert.
Die Aufspannplatte, die in einer Schließvorrichtung und/oder einer Spritzgussmaschine gemäß den oben aufgeführten Anforderungen 1 bis 8 und 10 bis 17 zu verwenden ist, muss folgende Eigenschaften aufweisen: jede scheibenförmige Aufspannplatte (8, 9) muss die erforderliche Materialstärke haben und aus solidem Material bestehen, über vier Führungsöffnungen (7) für jede der vier Führungsvorrichtungen (2) verfügen, wobei die Mittelpunkte dieser Führungsöffnungen (7) die Ecken eines Rechtecks bilden; außerdem müssen weitere sechs Einlassöffnungen (10) vorliegen, die einander diametral gegenüberliegen rund um die Mitte der Aufspannplatte (8, 9) und entlang des inneren Umfangs der Aufspannplatte (8, 9), am besten in rechteckiger Anordnung, wobei sich jede Öffnung an einer Seite befindet, die zur Mitte der Aufspannplatte (8, 9) gedreht wird, und mindestens zur Hälfte hiervon, mit einer Gegenform (17), die der Keilform (16) entspricht, auf einer entsprechenden Zusatzvorrichtung (12) auf dem Formhalter (11).
Aufspannplatte gemäß den Anforderungen aus Punkt 18, wobei der Keilwinkel ≤ 8° betragen muss.
Verlängerte Führungen (2), die in einer Schließvorrichtung (1) und/oder einer Spritzgussmaschine gemäß den oben aufgeführten Anforderungen 1 bis 8 und 10 bis 17 verwendet werden, wobei ein Hinterschnitt an jedem Ende der Führungen (2) vorliegt, so dass eine geteilte Schließvorrichtung (37) eingesetzt werden kann, um auf der Außenseite eine Aufspannplatte (8, 9) zu schließen, deren Innenseite einen fixierten Kranz (3) stützt, der an den Führungen befestigt ist.
Eine Spritzgussmaschine, am besten eine horizontal angelegte Spritzgussmaschine, die über eine integrierte Schließvorrichtung (1) verfügt und/oder eine Spritzgussmaschine mit einer Aufspannplatte (8, 9) und Führungen (2) gemäß den Anforderungen aus den Punkten 1 bis 8 und 10 bis 17, wobei der Maschinenrahmen (31) aus einem verlängerten Maschinentisch mit Tischführungen (25) und einer Mittelkonsole (11) besteht, auf der beidseitig ein Ständer (24) vorhanden ist, der sich entlang von Tischführungen (25) bewegen bzw. verschieben lässt; Außerdem ist hieran eine Aufspannplatte (8, 9) montiert, und es sind Einstellvorrichtungen vorhanden, um die Enden der Führungen (2) durch die Führungsöffnungen (7) in die Aufspannplatten (8, 9) zu führen, und um die Aufspannplatten (8, 9) mit der äußeren Form zu schließen, bei der mindestens zwei Teile dazwischen gelegt werden, wobei mindestens eine Schließvorrichtung (37) verwendet wird.
Eine Spritzgussmaschine gemäß den Anforderungen aus Punkt 21, wobei der Maschinenrahmen (31} über geeignete Vorrichtungen zum Anheben und Transport verfügt, unter anderem für die Positionierung einer inneren Form in die äußere Form (32, 32') und für die Fixierung von beiden hinsichtlich ihrer Position zur Mittelkonsole (11).
Ein Formhalter, der in einer Schließvorrichtung verwendet wird, erfüllt eine der oben genannten Anförderungen, wobei der Formhalter (11) von der Seite aus gesehen aus einem massiven Mittelkern besteht, der sich zu einer blockförmigen Zusatzvorrichtung (12) erstreckt, und zwar auf beiden Seiten in Richtung der kurzen Seiten des Rechtecks, in dem senkrecht zur Blockfläche ein zylindischer Hinterschnitt (15) vorliegt und sich außerdem eine Schließfläche für die Formteile an der Vorderseite des Formhalters (11) befindet, die breiter ist als die Dicke des Formhalters; die Rückseite des Formhalters verfügt über verschiedene Zusatzvorrichtungen (Stift, Achse, Aufhängeösen) für eine bewegliche Aufhängung des Formhalters (11) an einem Ständer (24, siehe 3).