AT403777B - Formschliessvorrichtung - Google Patents

Description

AT 403 777 B

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formschließvorrichtung an einer waagerecht arbeitenden Kunststoff-Spritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1

Das Spritzgießen von großen Kraftfahrzeugkarosserieteilen, wie vordere oder hintere Stoßstangen oder ähnliches, erfordert die Verwendung sehr großer und sehr schwerer Spritzgießformen, verglichen mit den üblichen Spritzgießformen für die üblicheren kleineren, im Spritzgußverfahren hergestellten Gegenstände. Darüber hinaus ist das Material, aus dem solche Kraftfahrzeugkarosserieteile häufig hergestellt werden, ein Polyurethanmaterial, das in den Formhohlraum als Flüssigkeit eingeführt wird, und aus einer Mischung aus Polyol (mehrwertigen Alkoholen) und Isocyanat hergestellt wird Solche Materialien werden in den Formhohlraum unter wesentlich geringeren Drücken eingeführt als die konventionellen thermoplastischen Materialien, wie Polyäthylen oder Polypropylen, die normalerweise in einer Spritzgußmaschine Verwendung finden. Beispielsweise sind die Spritzgießdrücke in einer Reaktionsspritzgußmaschine dergestalt, daß die Kräfte, die zum Zusammenhalten der Formteile erforderlich sind, meist in der Größenordnung von etwa 100 t liegen, während Spritzgußmaschinen, in denen plastisches Material unter sehr hohem Druck eingespritzt wird, manchmal Formschließkräfte in der Größenordnung von etwa 3.000 t erfordern.

Eine Ausführungsform einer Formschließvorrichtung für solche Reaktionsspritzgußmaschinen ist in der US 3 981 671 A dargestellt und beschrieben. Diese Patentschrift offenbart eine Formschließvorrichtung, in der ein Paar Sprit2gießformen eine über der anderen in der Nähe der gegenüberliegenden Enden eines im wesentlichen C-förmigen Rahmens angeordnet sind, wobei jede der Spritzgießformen um ihre eigene, sich horizontal erstreckende Schwenkachse schwenkbar ist.

Diese Patentschrift offenbart ebenso die Schwenkbarkeit der gesamten Vorrichtung um eine horizontale Achse, so daß die Spritzgießformen in einer horizontalen Richtung aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. Obwohl die in dieser Patentschrift offenbarte Vorrichtung für ihren vorgesehenen Zweck außerordentlich geeignet ist, führt sie zu einer sehr großen und umfangreichen Maschine, welche aufgrund ihrer vertikalen Anordnung der Spritzgießformen das Heben von sehr schweren Spritzgießformteilen erforderlich macht. Darüber hinaus sind in ihrer horizontalen Anordnung die Spritzgießformteile in einer Höhe über dem Boden, die es schwierig und unbequem macht, einen Spritzling aus der Form zu entnehmen.

Eine andere Ausführungsform einer Formschließvorrichtung ist in der US 4 708 625 A dargestellt und beschrieben. Diese Patentschrift offenbart eine Anordnung, bei der die Spritzgießformen so angeordnet sind, daß sie horizontal relativ zueinander bewegbar sind, und wobei jede Vorrichtung zum Stützen der Spritzgießform schwenkbar angeordnet ist, so daß sie sich um eine vertikale Achse drehen kann. Eine der Spritzgießformhandhabungseinrichtungender Vorrichtung umfaßt eine hydraulische Antriebseinrichtung, die dazu dient, ihren zugehörigen Spritzgießformteil auf den anderen Spritzgießformteil hin und von diesem weg zu bewegen. Auch die Vorrichtung, die in dieser Patentschrift offenbart ist, ist jedoch groß und unhandlich, und sie erfordert ebenfalls die Bewegung von großen und schweren Spritzgießformstützelementen der Einrichtung, wodurch Antriebsmotoren von beachtlicher Leistung und großer Kapazität erforderlich sind. Letztlich ist die Bewegung der Spritzgießformteile in dieser Vorrichtung aufgrund der hohen Massenträgheit der zu bewegenden Teile sehr langsam.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Formschließvorrichtung für eine waagrecht arbeitende Kunststoffspritzgießmaschine zu schaffen, die eine wesentlich schnellere Bewegung der Formteile erlaubt, um die erforderliche Zeit zur Vollendung eines Spritzgießzyklus zu verringern.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Formschließvorrichtung für eine waagrecht arbeitende Kunststoffspritzgießmaschine zu schaffen, in der der Formteil, welcher den Spritzling nach seiner Formung trägt, schnell auf den Maschinenbediener zu geschwenkt werden kann, um so ein schnelles Entfernen des Spritzlings aus der Spritzgießform zu erleichtern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen gemäß des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Formaufspannplatte mittels einer am Trägerkörper gelagerten, als hydraulisch betreibbare Kolben- Zylindereinrichtung ausgestalteten Betätigungsvorrichtung schwenkbar. Dadurch wird eine besonders kompakte und leichte Bau-Form der Schließvorrichtung erreicht.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 eine seitliche Aufrißdarstellung einer erfindungsgemäßen Formschließvorrichtung,

Fig.2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung,

Fig. 3A und 3B zusätzliche Draufsichten auf die Vorrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist, die jeweils die relativen Positionen der Formaufspannplatten zeigen, wenn die Spritzgießformen geschlossen bzw. offen sind und die bewegbare Platte auswärts geschwenkt worden ist und Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 1. 2

AT 403 777 B

In den Zeichnungen, insbesondere in Fig. 1 und 2, ist eine Formschließvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die einen kastenträgerartigen Rahmen 12 in rechtwinkliger Anordnung umfaßt. Der Rahmen 12 umfaßt ein Paar sich längs erstreckender oberer Rahmenteile 14, 16, die zueinander parallel sind, und ein Paar, sich längs erstreckender, paralleler unterer Rahmenteile 18, 20 (Fig. 4), die parallel zu und beabstandet von den oberen Rahmenteilen 14, 16 angeordnet sind. Zusätzlich sind an jedem seitlichen Ende des Rahmens entsprechende vertikal angeordnete Rahmenteile 22 vorgesehen, die die oberen und unteren Rahmenteile verbinden. Ebenso sind am entgegengesetzten Ende des Rahmens Teile 24 angeordnet, die sich zwischen den entsprechenden oberen Rahmenteilen 14, 16 und den entsprechenden Rahmenteilen 18, 20 erstrecken. Alle diese Rahmenteile sind sicher miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißen, so daß ein massiver Rahmen 12 gebildet wird, der die verschiedenen Maschinenteile trägt. Vorzugsweise ist jeder der Rahmenteile in der Form eines Kastenträgers ausgeführt, wobei der innere Teil der Rahmenteile hohl ist.

Wie man am besten in Fig. 4 sehen kann, umfaßt ein Zwischenabschnitt eines jeden der oberen und unteren Rahmenteile 14, 16, 18 und 20 sich innen gegenüberstehende Öffnungen 26, die den Zugang zu den vier bewegbaren Holmen 28 erlauben. Jeder dieser Holme ist innerhalb eines der oberen und unteren Rahmenteile angeordnet. Jeder der Holme 28 wird durch ein Paar längs beabstandeter Führungstrageblök-ke 30 getragen und unterstützt, die in einer Position innerhalb der oberen und unteren Rahmenteile befestigt sind, so daß sie jede der bewegbaren Holme 28 sicher halten und richtig ausrichten.

Eine erste Formaufspannplatte 32 ist zum Tragen einer Formhälfte 34 in einer bestimmten Position relativ zu der Längsachse der Maschine vorgesehen. Die erste Formaufspannplatte 32 ist ortsfest positioniert, so daß sie sich nicht entlang der Längsachse der Maschine bewegen kann.

Ein Paar horizontal angeordneter, vertikal beabstandeter Trageplatten 36, 38 sind an der Rückseite der ersten Formaufspannplatte 32 vorgesehen und befestigt. Wie dargestellt, weisen die Trageplatten 36, 38 eine im wesentlichen dreieckige Anordnung auf, und in der Nähe der Spitze der Dreiecke, die die Trägerplatten bilden, ist ein Achslager 40 angeordnet, das in einem sich vertikal erstreckenden Schwenkzapfen 42 aufgenommen ist, der zwischen entsprechenden querverlaufenden Zwischenrahmenteilen 44 festgehalten ist. Nur einer der Zwischenrahmenteile 44 ist in Fig. 2 sichtbar dargestellt.

Die erste Formaufspannplatte 32 weist in Längsrichtung der Maschine gesehen eine im wesentlichen rechteckige Form auf. Sie ist um den Schwenkzapfen 42 von einer ersten Position, die in durchgezogenen Linien in Fig. 2 dargestellt ist, in eine zweite Position, die in Fig. 2 in gestrichelten Linien dargestellt ist, drehbar. Dadurch kann einer Bedienungskraft, die an der Seite der Maschine steht, die Oberfläche des Formhohlraums zugekehrt werden, die Bestandteil der Formhälfte 34 ist, welche von der ersten Formaufspannplatte 32 getragen wird. Wenn die Oberfläche des Formhohlraums auf diese Weise präsentiert wird, kann die Bedienungskraft leicht die Spritzgießformoberfläche säubern und kann ebenfalls schnell ein Trennmittel oder ähnliches anbringen, um so den Vorgang des Spritzgießens und der Entfernung des Spritzlings zu erleichtern.

Die Schwenkbewegung der ersten Formaufspannplatte 32 wird mittels eines Antriebszylinders 46 bewirkt, dessen Stangenkopf von der oberen horizontalen Trägerplatte 36 schwenkbar getragen wird, und dessen Zylinderende schwenkbar an dem quer verlaufenden Rahmenendteil 24 angebracht ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die erste Formaufspannplatte 32 vorzugsweise für eine Schwenkbewegung über einen Bogen von etwa 90 ’ von der in durchgezogenen Linien dargestellten Position aus konstruiert, in der die Formaufspannplatte 32 im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse der Maschine angeordnet ist, in die Position, die in gestrichelten Linien dargestellt ist, und in der die Oberfläche der Formaufspannplatte 32 im wesentlichen parallel zu der Längsachse der Maschine verläuft.

In Längsrichtung entlang der Maschinenachse von der ersten Formaufspannplatte 32 entfernt ist ein Trägerkörper 48 angeordnet, der entlang der Längsachse der Maschine auf die erste Formaufspannplatte 32 zu und von dieser weg bewegbar angeordnet ist. Der Trägerkörper 48 ist gleitfähig gelagert auf den bewegbaren Holmen 28 und er ist entlang dieser Holme beweglich.

Wie in Fig. 4 dargestellt, umfaßt der Trägerkörper 48, der vorzugsweise eine rechtwinklige Form aufweist, sich auswärts erstreckende Ansätze 50, die sich seitlich auswärts an jeder seiner oberen und unteren Ecken erstrecken. Die Ansätze 50 tragen Achslager 52, um eine sanfte, unbehinderte Bewegung des Trägerkörpers 48 entlang der bewegbaren Holme 28 zu erlauben. Wie ebenfalls in Fig. 4 dargestellt, weist jeder der oberen und unteren Rahmenteile 14, 16, 18 und 20 eine sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung 26 auf, die eine hinreichende Größe besitzt, um den entsprechenden Ansätzen 50 zu erlauben, sich in das Innere der entsprechenden oberen und unteren Rahmenteile zu erstrecken und dabei frei beweglich entlang der Holme 28 zu sein.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, trägt der Trägerkörper 48 eine Formhälfte 49, die mit der Formhälfte 34, welche von der ersten Formaufspannplatte 32 getragen wird, die Spritzgießform bildet. Wie dargestellt, 3

AT 403 777 B können die jeweiligen Formhälften 34, 49 jeweils Patrizen oder Matrizen sein, um das Spritzgießen von Teilen zu erlauben, die eine vorbestimmte Wandstärke oder Wandstärkenverteilung aufweisen. Alternativ können die beiden Formhälften 34, 49 gegenüberliegende Ausnehmungen aufweisen, die zusammen einen Formhohlraum vorbestimmter Form definieren, wenn die Formhälften in gegenseitige Berührung gebracht werden.

In Längsrichtung entlang der Maschinenachse beabstandet von dem Trägerkörper 48 an der der ersten Formaufspannplatte 32 gegenüberliegenden Seite des Trägerkörpers ist eine Kopfplatte 58 zur Einstellung der Formhöhe angebracht, die von vier parallelen Kniehebelführungsstangen 60 in Längsrichtung beweglich getragen wird, wobei die Achsen der Kniehebelführungsstangen in einer im wesentlichen rechtwinkligen Anordnung positioniert sind. Jede der Kniehebelführungsstangen 60 umfaßt ein Ende 62 mit einem Außengewinde, das in einer Formhöheneinstellmutter 64 aufgenommen ist. Jede dieser Einstellmuttern 64 ist in der Kopfplatte 58 zur Einstellung der Formhöhe drehbar gelagert, um ein Ausfahren oder Zurückziehen der jeweiligen Kniehebelführungsstangen 60 relativ zu der Kopfplatte 58 zu erlauben. Das Ausfahren oder Zurückziehen wird mittels eines Formhöheneinstellmotors 66 (Fig. 1) erreicht, der durch eine Antriebskette 68 jedes der Kettenritzel antreibt, die fest mit jeweils einer entsprechenden Formhöheneinstellmutter 64 verbunden sind. Die gegenüberliegenden Enden der Kniehebelführungsstangen 60 werden von einem Paar von anderen Trägern 70 für die Kniehebelführungsstangen getragen (sh. Fig.2), die sich vertikal zwischen den vertikal beabstandeten Paaren von Kniehebelführungsstangen 60 erstrecken.

Von den jeweiligen Kniehebelführungsstangen 60 wird eine Kniehebelplatte 72 gleitfähig getragen, die dafür geeignet ist, in einer Richtung entlang der Längsachse der Maschine mittels eines Betätigungszylinders 74 bewegt zu werden, der sich längs von der Kopfplatte 58 zur Einstellung der Formhöhe auf den Trägerkörper 48 zu erstreckt.

Ein Paar benachbarter oberer Verbindungsträgerjoche 76 wird von der Kniehebelplatte 72 getragen, um ein Ende der entsprechenden oberen ersten Kniehebel 78 zu lagern. Ebenso wird ein Paar von benachbarten unteren Verbindungsträgerjochen 80 ebenfalls von der Kniehebelplatte 72 getragen, um ein Ende der jeweiligen unteren ersten Kniehebel 82 zu tragen. Die äußeren Enden eines jeden der oberen ersten Kniehebel 78 und der unteren ersten Kniehebel 82, die der zweiten Aufspannplatte 48 am nächsten sind, sind schwenkbar jeweils an einem oberen Drehzapfen 84 und einem unteren Drehzapfen 86 gelagert, an dem ein Ende der jeweiligen oberen zweiten Kniehebel 90 ebenfalls schwenkbar angelenkt sind. Die entgegengesetzten Enden eines jeden der jeweiligen zweiten Kniehebel sind schwenkbar mit dem Trägerkörper 58 über entsprechende zweite Verbindungsträgerjoche verbunden, die von dem Trägerkörper 48 getragen werden.

Ebenfalls mit den oberen und unteren Schwenkzapfen 84 und 86 sind entsprechende obere und untere Kniehebel 90, 92 verbunden, die sich einwärts auf die Mitte der Maschine hin erstrecken und die jeweils in einer Stiftverbindung mit dem Kniehebelzugstangenkopf 94 enden. Eine Zugstangenkopfträgerstange 96 erstreckt sich von dem Befestigungszylinder 74 durch die Kniehebelplatte 72, um den Zugstangenkopf 94 an seinem äußeren Ende zu tragen. Dadurch bewirkt die Betätigung des Betätigungszylinders 74 eine Einwärts- oder Auswärtsbewegung der Zugstangenkopfverbindungsstange 96, die wiederum die entsprechenden Verbinder bewegt, so daß der Trägerkörper 48 sich entweder auf die Kniehebelplatte 72 zu oder von dieser weg bewegt.

Wie man am besten in Fig. 1 erkennen kann, wird die Kniehebelplatte 72 von einem Paar paralleler Führungen 98 getragen. Nur eine dieser Führungen ist in Fig. 1 sichtbar. Die Führungen 98 liefern Lagerflächen, um eine Längsbewegung der Kniehebelplatte 72 mit minimaler Reibung entlang der Führungen zu ermöglichen.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist eine im wesentlichen rechtekkige Formaufspannplatte 100 schwenkbar an dem Trägerkörper 48 gelagert und läuft auf einem sich vertikal erstreckenden Schwenkzapfen 102, der an dem Trägerkörper 48 an einem Punkt befestigt ist, der seitlich auswärts von der Längsachse der Maschine verschoben liegt. Die Formaufspannplatte 100 umfaßt einen oberen Schwenklagerträger 104 und einen unteren Schwenklagerträger 106, von denen jeder ein Lager (nicht dargestellt) umfaßt, um eine freie Schwenkbewegung der Formaufspannplatte 100 relativ zu dem Trägerkörper 48 um die Achse des Schwenkzapfens 102 herum zu ermöglichen. Die Bewegung der Formaufspannplatte 100 um den Schwenkzapfen 102 herum wird mittels eines Hydraulikzylinders 108 bewirkt, dessen eines Ende mit der Formaufspannplatte 100 verbunden ist, und dessen entgegengesetztes Ende mit dem Trägerkörper 48 verbunden ist. Die Betätigung des Hydraulikzylinders 108 bewirkt, daß die Formaufspannplatte 100 um einen Winkel von etwa 90’ schwenkt, so daß dadurch die Formhälfte, die von dem Trägerkörper 48 getragen wird, der Bedienungskraft der Maschine präsentiert wird, um so die Entfernung des Spritzlings aus der bewegbaren Formhälfte zu erleichtern. Zusätzlich dazu, daß sie den Hydraulikzylinder 108 trägt, kann die Formaufspannplatte 100 ebenfalls Auswerferzylinder 110 tragen, die dazu dienen, Auswerfstifte (nicht dargestellt) zu 4

Claims (3)

1. AT 403 777 B betätigen, die Spritzlinge aus der Formoberfläche der Formhälfte 49 herausstoßen. Die Form und Funktion von Auswerfstiften und den zugehörigen Auswerferzylindern sind dem Fachmann gut bekannt und werden deshalb hier nicht detaillierter beschrieben. In Fig. 2 ist die Formaufspannplatte 100 in Verbindung mit dem Trägerkörper 48 in durchgezogenen Linien in ihrer zurückgezogenen Stellung gezeigt, in der die Formhälften 34 und 49 voneinander beabstan-det sind. Wenn jedoch der Trägerkörper 48 auf die erste Formaufspannplatte 32 zu bewegt worden ist, so daß er die Spritzgießposition erreicht, in der sich die beiden Formhälften berühren, befindet sich die Formaufspannplatte 100 in der Position, die in Fig. 2 in gestrichelten Linien dargestellt ist. Nachdem der Spritzgießvorgang stattgefunden hat und die Formhälften voneinander getrennt worden sind, kann entweder die erste Formaufspannplatte 32 oder die Formaufspannplatte 100 oder beide, wie durch die Bogenlinien in Fig. 2 dargestellt, auf eine Bedienungskraft zu geschwenkt werden, die auf der Seite der Maschine steht, wobei die Schwenkbewegung über einen Winkel von etwa 90 * erfolgt, so daß die Formhälfte, an der der Spritzling befestigt bleibt, nach außen gekehrt ist und im wesentlichen parallel mit der Längsachse der Maschine verläuft. Der Spritzling kann dann aus der Spritzgießform entfernt werden, und die entsprechenden Formteile können mit einem Trennmittel oder ähnlichem behandelt werden. Die Umkehrung des Schwenkvorgangs von einer oder beiden der Platten einwärts auf die Mittellinie der Maschine zu erlaubt die Wiederaufnahme des Spritzgießvorgangs zur Herstellung eines weiteren Spritzlings. Aus dem Vorhergenden sieht man, daß die vorliegende Erfindung bedeutende Vorteile hat, da die bewegbaren Teile der Maschine von wesentlich leichterem Gewicht sind, wie diejenigen der Vorrichtungen nach dem Stand der Technik. Damit erlaubt die vorliegende Maschine eine wesentlich schnellere Bewegung der Teile, aufgrund der verringerten Massenträgheit, und sie erlaubt ebenfalls die Schwenkbewegung der Spritzgießformen für eine bequeme und sichere Entfernung der Spritzlinge und ebenso für zusätzliche Arbeiten an den FormoberfIMchen. Patentansprüche 1. Formschließvorrichtung an einer waagrecht arbeitenden Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit einem Grundgestell und einer Formaufspannvorrichtung für eine bewegbare und eine ortsfeste Formhälfte, bei der die ortsfeste Formaufspannvorrichtung um eine, auf der Längsmittellinie des Grundgestells angebrachte vertikale Schwenkachse aus dem Formspannraum heraus schwenkbar ist und bei der die gesamte bewegbare Formaufspannvorrichtung mittels eines Kniehebelantriebs auf die erste Formaufspannvorrichtung (32) zu oder von ihr weg bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Formaufspannvorrichtung (48, 100) aus zwei Teilen, einer Formaufspannplatte (100) und einem Trägerkörper (48) besteht, wobei die Formaufspannplatte (100) um eine von der Schwenkachse (42) in Längsrichtung des Grundgestells beabstandete und zu ihr seitlich versetzte, am Trägerkörper (49) angebrachte vertikale Schwenkachse (102) ebenfalls aus dem Formspannraum heraus schwenkbar ist.
2. 2. Formschließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formaufspannplatte mittels einer am Trägerkörper (48) gelagerten, als hydraulisch betreibbare Kolbenzylindereinrichtung ausgestalteten Betätigungsvorrichtung (108) schwenkbar ist. Hiezu
3. 3 Blatt Zeichnungen 5