WO2003084731A1 - Platte für eine spritzgiessmaschine - Google Patents

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Walter Wohlrab
Georg Krabichler
Vladimir Osvald
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Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1742—Mounting of moulds; Mould supports
    • B29C45/1744—Mould support platens

Definitions

  • the invention relates to an injection molding machine, in particular a closing and / or nozzle plate for holding a tool, according to the preamble of claim 1.
  • Injection molding machines are generally known. In addition to a plasticizing unit, they also include a so-called clamping unit with at least two mold mounting plates, to which mold or tool parts are applied. When the mold is closed, a cavity is formed into which plasticized plastic compound is injected to form a product. When the tool is closed, a so-called closing pressure must be applied, which prevents the plasticized plastic injected under high pressure from escaping from the cavity. The forces that occur to form the closing force are considerable. For this reason, depending on the design and construction of the clamping unit or the mold mounting plates, the tool mounting plates are often deformed, with the result that the tool parts arranged thereon no longer lie flat against one another.
  • the object of the present invention is to provide a plate for an injection molding machine, which is characterized in that no bending stress acts in the areas over which the clamping forces are introduced by the clamping unit. The plate should not tip over or deform outwards in these areas.
  • the front plate section, the rear plate section and the connecting section are coordinated with one another in terms of their dimensions, their design and / or their arrangements, and the position of the force introduction areas in the rear plate section (2) in such a way that the surface areas in the rear plate section, where the force is applied, deform under load only in the direction of force application.
  • a correspondingly constructive design can ensure that elements which act in the surface areas where the force of the closing force is applied to the plate are not exposed to any transverse, lateral or bending stresses. There is therefore no tipping over in this area. Rather, in this area, for example, surfaces arranged parallel to a tool clamping surface remain parallel even when subjected to a load.
  • a particularly preferred embodiment is characterized in that the rear plate section in the form of a circumferential, preferably at its corners reinforced frame is formed.
  • the design of the rear plate section in the form of a circumferential frame and a corresponding connection with the connecting section can already essentially ensure that no bending deformation occurs in the force introduction areas.
  • the structure of the connecting section can in particular be defined by circumferential side walls which form an essentially frustoconical construction between the front and the rear plate section.
  • the design of the connecting section in the form of the peripheral side walls achieves particularly good stability.
  • bores for receiving tie rods are arranged in the rear plate section.
  • drawbars represent a particularly simple embodiment for realizing a corresponding transmission of tensile forces.
  • the connecting section in the rear plate section extends outward beyond the bores; the connecting section is thus connected to the rear plate section essentially outside the bores. For this reason, both the rear plate section and the connecting section are completely penetrated by the holes for the respective tie rods.
  • the front plate section, the connecting section and the rear plate section are also coordinated with one another in terms of their dimensions, their design and / or their arrangement such that the tool clamping surface remains essentially dimensionally stable under the action of the load on the rear plate part.
  • FIG. 1 is a plan view of a plate according to the invention from behind
  • FIG. 2 is a sectional view of the plate of FIG. 1 along section line A-A of FIG. 5,
  • FIG. 3 is a perspective schematic drawing of the plate of FIG. 1 from behind
  • FIG. 4 shows a perspective schematic drawing of the plate from FIG. 1 from the front
  • Fig. 5 is a plan view of the plate of Fig. 1 from the front and
  • Fig. 6 is a side view of the plate of Fig. 1, but with a tool.
  • the tool clamping surface of the plate is referred to as the front side and the area in which the compressive forces are introduced via bars is referred to as the rear area.
  • the local provisions “rear” and “front” should also be understood accordingly.
  • the present exemplary embodiment merely shows a mold mounting plate for a clamping unit of an injection molding machine, which is not further shown.
  • the tool clamping plate comprises a front plate section 1 which is essentially plate-shaped, has an inner central bore 8 and corner recesses which are not numbered further.
  • the front plate section 1 is connected to a rear plate section 2 via a connecting section 3.
  • the rear plate section 2 essentially has the shape of a peripheral frame 6, which has reinforcements 5 in each of the corner regions.
  • the reinforced corner regions of the rear plate section 2 each have holes 4 for receiving tie rods, not shown.
  • the connecting section 3 in the present case consists of connecting walls which extend essentially completely circumferentially between the front plate section 1 and the rear plate section 2.
  • the forming the connecting section 3 Walls run essentially conically to the front, so that - at least in sections - they form a truncated pyramid, at the tapering end of which the front plate section 1 is located and at the widening end of which the rear plate section 2 is in the form of the peripheral frame 6.
  • other constructions for the connecting section are also conceivable. Only the front plate section 1 and the rear plate section 2 need to be connected in a suitable manner.
  • the connecting section 3 is connected to the rear plate section 2 at its outer region or merges into it.
  • the connection or transition region of the connecting section 3 with the rear plate section 2 lies outside the holes 4 arranged in the rear plate section 2.
  • the holes 4 extending through the rear plate section 2 must also extend through the walls of the connecting section 3. Spars (not shown) inserted into these bores 4 then also pass through the corner recesses of the front plate section 1.
  • a closing force Fs exerted by another half of the tool acts on the tool as a reactive force to the tensile forces exerted on the rear plate section 2 via bars Fi and F 2 .
  • the introduction area which is essentially designed as a ring-shaped reinforcement area 5 around the bores 4, then this area is only displaced parallel in the closing direction to the front, that is to say from reference number 5 reference numeral 5 '. There is no lateral movement or tilting movement.
  • the frame-like construction of the rear plate section 2 and the truncated pyramid-like design of the connecting section ensure good accessibility to the central bore 8 in the front plate section, so that a nozzle tip can easily be coupled from a plasticizing unit to a tool or a mold.
  • the present embodiment is not the only possibility for carrying out the present invention. What is essential is only a corresponding coordination of the parameters mentioned above from and for the individual elements in order to ensure a tilting or a lateral movement in the area of the force introduction into the rear plate section.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Platte für eine Spritzgiessmaschine, insbesondere eine Schliess- und/oder Düsenplatte zur Aufnahme eines Werkzeuges mit einem vorderen, eine Werkzeugaufspannfläche aufweisenden Plattenabschnitt, einem hinteren Plattenabschnitt, über den eine Krafteinleitung in die Platte möglich ist, und einem Verbindungsabschnitt, welcher den vorderen und den hinteren Plattenabschnitt miteinander verbindet. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Biegebelastungen in den Krafteinleitungs-bereichen der Platte zu vermeiden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der vordere Plattenabschnitt, der Verbindungsabschnitt und der hintere Plattenabschnitt in ihren Dimensionen, ihrer Ausgestaltung und/oder ihrer Anordnung sowie die Position der Bereiche in denen die Krafteinleitung erfolgt so zueinander abgestimmt sind, dass sich die Flächenbereiche im hinteren Plattenabschnitt, an denen die Krafteinleitung erfolgt, unter Lasteinwirkung im wesentlichen nur in Krafteinleitungsrichtung verformen.

Description

Platte für eine Spritzgießmaschine
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine, insbesondere eine Schließ- und/oder Düsenplatte zur Aufnahme eines Werkzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Spritzgießmaschinen sind allgemein bekannt. Neben einer Plastifiziereinheit umfassen sie auch eine sogenannte Schließeinheit mit zumindest zwei Formaufspannplatten, an denen jeweils Form- bzw. Werkzeugteile aufgebracht sind. Beim Verschließen der Form bildet sich eine Kavität, in die plastifizierte Kunststoffmasse zur Ausbildung eines Produktes eingespritzt wird. Beim Schließen des Werkzeugs muss ein sogenannter Schließdruck aufgebracht werden, der ein Austreten des unter hohem Druck eingespritzten, plastifizierten Kunststoffes aus der Kavität verhindert. Die dabei auftretenden Kräfte zur Ausbildung der Schließkraft sind erheblich. Aus diesem Grund kommt es je nach Ausbildung und Konstruktion der Schließeinheit bzw. der Formaufspannplatten oftmals zu einer Verformung der Werkzeugaufspannplatten, mit der , Folge, dass auch die darauf angeordneten Werkzeugteile nicht mehr plan aneinander anliegen.
Um diesem Effekt entgegen zu wirken, ist es aus der EP 0 747 196 B1 bekannt, eine Aufspannplatte mit zwei voneinander beabstandenden Wänden, die durch ©jne Zwischenstützenstruktur miteinander verbunden sind, zu verwenden. Die Zwischenstützenstruktur ist darauf abgestimmt, ein Durchbiegen der ersten Wand zu vermeiden. Durch die Ausbildung eines hinteren Plattenabschnittes in Form einer Wand, kommt es jedoch auch zu einer Kippbewegung in dem Bereich, in dem die Schließkräfte in die Platte eingeleitet werden. Beispielsweise unterliegen die durch Bohrungen in der Platten hindurch geführten Holme dadurch einer Biegebeanspruchung, was zu einer besonderen Belastung von Bauteilen der Schließeinheit (z. B. Säulen, Druckzylindereinheϊten etc.) führt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Platte für eine Spritzgießmaschine anzugeben, die sich dadurch auszeichnet, dass bei den Bereichen, über welche die Schließkräfte von der Schließeinheit eingeleitet werden, keine Biegebeanspruchung wirkt. Die Platte sollte in diesen Bereichen also nicht wegkippen oder sich nach außen verformen.
Diese Aufgabe wird bei einer Platte der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Demgemäß sind bei einer Platte der eingangs genannten Art, der vordere Plattenabschnitt, der hintere Plattenabschnitt und der Verbindungsabschnitt in ihren Dimensionen, ihrer Ausgestaltung und/oder ihren Anordnungen sowie die Position der Krafteinleitbereiche im hinteren Plattenabschnitt (2) so zueinander abgestimmt, dass sich die Flächenbereiche im hinteren Plattenabschnitt, an denen die Krafteinleitung erfolgt, unter Lastenwirkung im wesentlichen nur im Krafteinleitungsrichtung verformen. Durch eine entsprechend konstruktive Ausgestaltung lässt sich sicherstellen, dass auf Elemente, die in den Flächenbereichen angreifen, an denen die Krafteinleitung der Schließkraft in die Platte erfolgt, keinen Quer-, Seiten- oder Biegenbeanspruchungen ausgesetzt sind. Es kommt daher in diesem Bereich auch zu keinem Wegkippen. Vielmehr bleiben beispielsweise parallel zu einer Werkzeugaufspannfläche angeordneten Flächen in diesem Bereich auch bei einer Lasteinwirkung weiter parallel. Sie werden lediglich um eine bestimmte Distanz parallel verschoben. Wesentlich dabei ist die Positionierung der Bereiche der Krafteinleitung in dem hinteren Plattenabschnitt. Liegen diese Bereiche bei einer bestimmten Konstruktion zu weit außen, so kann es zu einer Kippbewegung nach außen kommen, liegen sie zu weit innen, so kann es zu einer entgegengesetzten Kippbewegung dieser Bereiche durch Verformung kommen. Natürlich müssen die entsprechenden Konstruktionsparameter aufeinander abgestimmt sein. So hängen die Positionen der Krafteinleitbereiche an dem hinteren Plattenabschnitt natürlich von der Positionierung des Abstützbereiches des hinteren Plattenabschittes an dem Verbindungsabschnitt ab. Auch spielen die Dimensionierung der einzelnen Strukturen eine entscheidende Rolle.
Eine besonders bevorzugte Ausbildungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Plattenabschnitt in Form eines umlaufenden, vorzugsweise an seinen Ecken verstärkten Rahmen ausgebildet ist. Durch die Ausgestaltung des hinteren Plattenabschnitts in Form eines umlaufenden Rahmens und einer entsprechenden Verbindung mit dem Verbindungsabschnitt lässt sich bereits im wesentlichen sicherstellen, dass in den Krafteinleitbereichen keine Biegeverformung auftritt.
Die Struktur des Verbindungsabschnittes kann insbesondere durch umlaufende Seitenwände definiert sein, die eine im wesentlichen stumpfkegelförmige Konstruktion zwischen dem vorderen und dem hinteren Plattenabschnitt bilden. Durch die Ausgestaltung des Verbindungsabschnittes in Form der umlaufenden Seitenwände wird eine besonders gute Stabilität erreicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind im hinteren Plattenabschnitt Bohrungen zur Aufnahme von Zugholmen angeordnet. Zwar können auch andere Konstruktionen zum Einleiten der Schließkräfte von der Schließeinheit in die Platte verwendet werden, jedoch stellen Zugholme eine besonders einfache Ausführungsform zur Realisierung einen entsprechende Zugkraftübertragung dar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Verbindungsabschnitt beim hinteren Plattenabschnitt nach außen über die Bohrungen hinaus; der Verbindungsabschnitt ist mit dem hinteren Plattenabschnitt also im wesentlichen außerhalb der Bohrungen verbunden. Aus diesem Grund werden sowohl der hintere Plattenabschnitt wie auch der Verbindungsabschnitt von den Bohrungen für die jeweiligen Zugholme vollständig durchdrungen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der vordere Plattenabschnitt, der Verbindungsabschnitt und der hintere Plattenabschnitt in ihren Dimensionen, ihrer Gestaltung und/oder ihrer Anordnung ferner so zueinander abgestimmt, dass die Werkzeugaufspannfläche unter Lasteinwirkung des hinteren Plattenteils im wesentlichen formstabil bleibt. Diesbezüglich verweisen wir auch die eingangs bereits erwähnte EP 0 747 196 B1.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert. Nachfolgend wird eine konkrete Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Platte von hinten,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Platte aus Fig. 1 gemäß Schnittlinie A-A aus Fig. 5,
Fig. 3 eine perspektivische Schemazeichnung der Platte aus Fig. 1 von hinten,
Fig. 4 eine perspektivische Schemazeichnung der Platte aus Fig. 1 von vorne,
Fig. 5 eine Draufsicht der Platte aus Fig. 1 von vorne und
Fig. 6 eine Seitenansicht der Platte aus Fig. 1 , jedoch mit Werkzeug.
Bei der Erläuterung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Werkzeugaufspannfläche der Platte als Vorderseite und der Bereich in dem die Druckkräfte über Holme eingeleitet werden, als hinterer Bereich bezeichnet. Entsprechend sind auch die örtlichen Bestimmung „hinten" und „vorne" zu verstehen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt lediglich eine Werkzeugaufspannplatte für eine nicht weiter dargestellte Schließeinheit einer Spritzgießmaschine. Die Werkzeugaufspannplatte umfasst einen vorderen Plattenabschnitt 1 , der im wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist, eine innere Zentralbohrung 8 sowie nicht weiter nummerierten Eckausnehmungen aufweist. Der vordere Plattenabschnitt 1 ist über einen Verbindungsabschnitt 3 mit einem hinteren Plattenabschnitt 2 verbunden. Der hintere Plattenabschnitt 2 besitzt im wesentlichen die Form eines umlaufenden Rahmens 6, welcher in den Eckbereichen jeweils Verstärkungen 5 aufweist. Durch die verstärkten Eckbereiche des hinteren Plattenabschnittes 2 sind jeweils Bohrungen 4 zur Aufnahme von nicht dargestellten Zugholmen angeordnet.
Der Verbindungsabschnitt 3 besteht vorliegend aus Verbindungswänden, die sich im wesentlichen vollständig umlaufend zwischen dem vorderen Plattenabschnitt 1 und dem hinteren Plattenabschnitt 2 erstrecken. Die den Verbindungsabschnitt 3 bildenden Wände verlaufen im wesentlichen konisch nach vorne, so dass sie - wenigstens abschnittweise - einen Pyramidenstumpf ausbilden, an dessen zulaufendem Ende sich der vordere Plattenabschnitt 1 und an dessen verbreiternden Ende sich der hintere Plattenabschnitt 2 in Form des umlaufenden Rahmens 6 befindet. Natürlich sind auch andere Konstruktionen für den Verbindungsabschnitt denkbar. Es müssen lediglich der vordere Plattenabschnitt 1 und der hintere Plattenabschnitt 2 in einer geeigneten Weise verbunden werden.
Der Verbindungsabschnitt 3 ist mit dem hinteren Plattenabschnitt 2 an dessen äußeren Bereich verbunden bzw. geht in diesen über. Diesbezüglich liegt der Verbindungs- oder Übergangsbereich des Verbindungsabschnitts 3 mit dem hinteren Plattenabschnitt 2 außerhalb der im hinteren Plattenabschnitt 2 angeordneten Bohrungen 4. Aus diesem Grund müssen sich die durch den hinteren Plattenabschnitt 2 erstreckenden Bohrungen 4 ebenfalls durch die Wände des Verbindungsabschnittes 3 erstrecken. In diese Bohrungen 4 eingesetzten Holme (nicht dargestellt) durchlaufen dann ferner die Eckausnehmungen des vorderen Plattenabschnittes 1.
Wie insbesondere in Fig. 6 dargestellt ist, wirkt bei einem geschlossenen Werkzeug (von dem vorliegend nur eine Werkzeughälfte dargestellt ist), eine von einer anderen Werkzeughälfte ausgeübte Schließkraft Fs auf das Werkzeug als reaktive Kraft zu den über Holme auf den hinteren Plattenabschnitt 2 ausgeübten Zugkräften Fi und F2. Werden die Zugkräfte Fi und F2 bei der vorliegenden Konstruktion in den im wesentlichen als ringförmigen Verstärkungsbereich 5 um die Bohrungen 4 ausgeführten Einleitungsbereich (vgl. Fig. 1) aufgebracht, so erfolgt lediglich Parallelverschiebung dieses Bereichs in Schließrichtung nach vorne, also von dem Bezugszeichen 5 zum Bezugszeichen 5'. Es kommt zu keiner seitlichen Bewegung oder Verkippbewegung. Dadurch wird sichergestellt, dass ein in einer Bohrung angeordneter Zugholm bei einer Zugbelastung nicht durch eine Quer- oder Kippbewegung beansprucht wird wodurch Biegekräfte im Bereich der Säule vermieden werden. Es erfolgt lediglich eine parallele Bewegung des Bohrungsabschnittes in deren Achsrichtung.
Insgesamt wird dadurch die Stabilität, die Festigkeit bzw. der Verschleiß von Anbauten in diesem Bereich um ein Vielfaches erhöht. Biegungen werden von der Säule ferngehalten und angebaute Drucksysteme unterliegen einem geringen Verschleiß. Ist die in den vorderen ab Plattenabschnitt 1 vorliegend bildende Platte mit deren Enden seitlich nach außen verlängert ausgebildet, so wirkt diese globale Z-förmige Struktur der Platte ebenfalls einer Verformung der Werkzeugaufspannfläche entgegen.
Überdies ist durch die rahmenartige Konstruktion des hinteren Plattenabschnittes 2 sowie die pyramidenstumpfartige Ausbildung des Verbindungsabschnittes eine gute Zugänglichkeit der zentralen Bohrung 8 im vorderen Plattenabschnitt sichergestellt, so dass eine Ankoppelung einer Düsenspitze von einer Plastifiziereinheit an ein Werkzeug oder eine Form ohne weiteres möglich ist.
Die vorliegende Ausführungsform stellt nicht die einzige Möglichkeit zur Ausführung der vorliegenden Erfindung dar. Wesentlich ist lediglich eine entsprechende Abstimmung der oben angesprochenen Parameter von und bei den einzelnen Elementen, um eine Verkippung oder eine seitliche Bewegung im Bereich der Krafteinleitung in den hinteren Plattenabschnitt sicherzustellen.
Bezugszeichenliste
1 vordere Plattenabschnitt
2 hintere Plattenabschnitt
3 Verbindungsabschnitt
4 Bohrung
5 Verstärkte Eckbereiche
6 Rahmen
7 Werkzeug
8 Bohrung
Fs Schließkraft
Fι, F2 ; Zugkraft
S Verformungsweg

Claims

Patentansprüche
1. Platte für eine Spritzgießmaschine, insbesondere Schließ- und/oder Düsenplatte zur Aufnahme eines Werkzeuges (7) mit einem vorderen, eine Werkzeugaufspannfläche aufweisenden Plattenabschnitt (1), einem hinteren Plattenabschnitt (2), über den eine Krafteinleitung mittels einer Schließeinrichtung an zumindest zwei Positionen in die Platte möglich ist, und einem Verbindungsabschnitt (3), welcher den vorderen und den hinteren Plattenabschnitt (1 , 2) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Plattenabschnitt (2) einen umlaufenden Rahmen (6) umfasst, dass der hintere Plattenabschnitt (2) und der vordere Plattenschnitt (1) über umlaufende Seitenwände (3) verbunden sind, welche den Verbindungsabschnitt (3) bilden, dass der Verbindungsabschnitt (3) unter einem spitzen Winkel in den vorderen Plattenabschnitt (1) mündet, dass im hinteren Plattenabschnitt (2) Bohrungen (4) zur Aufnahme von Zugholmen angeordnet sind, und dass der Verbindungsabschnitt (3) mit dem hinteren Plattenabschnitt (2) zumindest im wesentlichen außerhalb der Bohrungen (4) verbunden ist, wobei die Position der Bohrungen im hinteren Plattenabschnitt (2) auf die konstruktive Ausführung von vorderem Plattenabschnitt (1), Verbindungsabschnitt (3) und hinterem Plattenabschnitt (2) derart zueinander abgestimmt sind, dass sich die Flächenbereiche im hinteren Plattenabschnitt (2), an denen die Krafteinleitung erfolgt, unter Lasteinwirkung im wesentlichen nur in Krafteinleitungsrichtung verformen.
2. Platte nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vier Bohrungen (4) vorgesehen sind, von denen sich jede im wesentlichen in einem Eckbereich des hinteren Plattenabschnittes (2) befindet.
3. Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (4) sowohl den hinteren Plattenabschnitt (2) als auch den Verbindungsabschnitt (3) vollständig durchdringen.
4. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Plattenabschnitt (1) im wesentlichen aus einem plattenförmigen Element besteht.
5. Platte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Element bezüglich des Verbindungsbereiches zwischen dem Verbindungsabschnitt (3) und dem vorderen Plattenabschnitt (1) seitlich nach außen übersteht.
6. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Plattenabschnitt und/oder der Verbindungsabschnitt (3) derart einen Hohlbereich bildend ausgestaltet sind, dass der vordere Plattenabschnitt (1) in dessen inneren Bereich frei von Richtung des hinteren Plattenteils (2) zugänglich ist.
7. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Plattenabschnitt (1) eine Zentralbohrung aufweist.
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