CH664926A5 - Kunststoff-spritzgiessmaschine mit einer ueber ihren stationaeren formtraeger und eine widerlagerplatte abgestuetzten formschliesseinheit. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kunststoff-Spritzgiessmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Unter dem Begriff «Arbeitsflächen» im Sinne des Oberbegriffes sind die giessformseitigen und rückseitigen ebenen Flächen des stationären Formträgers zu vestehen, an welchen weitere Bauteile der Kunststoff-Spritzgiessmaschine, wie die stationäre Giessformhälfte, die Widerlager für die Säulen der Formschliesseinheit oder die Anschlusselemente für eine Spritzgiesseinheit je mit korrespondierenden ebenen Flächen anliegen.

Unter «Skelettelementen» im Sinne des Oberbegriffes sind langgestreckte Bauteile hoher Steifigkeit, zum Beispiel massive Führungsschienen oder Profilschienen zu verstehen, die mit dem Maschinenfuss mittelbar oder unmittelbar verbunden oder Bestandteile des Maschinenfusses sind.

Bei den bekannten Kunststoff-Spritzgiessmaschinen der in Betracht gezogenen Art (z.B. DE-PS 31 45 973) durchdringen die Säulen der Formschliesseinheit je einenends den stationären Formträger und anderenends die Widerlagerplatte. Nach Aufbau des Zuhaltedruckes für die Spritzgiessform liegen der stationäre Formträger und die Widerlagerplatte je mindestens unter einem dem Zuhaltedruck entsprechenden, in Schliessrichtung der Formschliesseinheit wirkenden Anlagedruck an Widerlagern der Säulenenden an. Da die Widerlagerplatte für einen Ausgleich der periodischen Längendehnungen der bei jedem Spritzzyklus auf Zug beanspruchten Säulen verschiebbar auf den Skelettelementen gelagert ist, ging man bislang davon aus, dass der das Versteifungsskelett der Formschliesseinheit bildende, aus stationärem Formträger, Widerlagerplatte und aus den Säulen bestehende starre Rahmen bei exakter Zentrierung der Giess-formhälften an den Formträgern auch eine exakte lineare _ Führung dieser Giessformhälften ohne nennenswerte Toleranzen gewährleiste.

Serienversuche und Beobachtungen über lange Zeiträume an stark beanspruchten Maschinen haben nun aber überraschenderweise gezeigt, dass näch einer solchen langjährigen Betriebsbeanspruchung die zunächst erzielbare Präzision der Spritzlinge nicht mehr zu halten ist, dass jedoch ein sol-

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cher Leistungsabfall bei einer Kunststoff-Spritzgiessmaschine der in Betracht gezogenen Gattung durch eine verhältnismässig einfache bauliche Massnahme nahezu ganz verhindert werden kann. Dies gilt insbesondere mit bezug auf eine ausreichende Konstanz der kritischen Masse sowie des Gewichtes. ohne welche die Spritzlinge zum Beispiel für hochwertige Messgeräte nicht verwendbar sind.

Diese Massnahme besteht bei einer Kunststoff-Spritzgiessmaschine der eingangs genannten Gattung erfmdungs-gemäss in der Verwirklichung der im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale.

Untersuchungen haben ergeben, dass bei einer solchen Ausbildung auch nach extrem langer und starker Betriebsbeanspruchung im Rahmen der Serienfertigung die Abweichungen vom Sollgewicht der Spritzlinge in Grenzen zu halten sind, die noch eine Verwendung der Spritzlinge zum Beispiel als Bauteile in Präzisionsgeräten ermöglichen. Dass das Problem der sich verschlechternden Fertigungstoleranzen bislang nicht ausreichende Beachtung fand, ist wohl daraus zu erklären, dass über lange Zeiträume der Beanspruchung durch rhythmische Verbiegungen des das Versteifungsskelett der Formschliesseinheit bildenden starren Rahmens der Formschliesseinheit zwar Verschleisserscheinungen an den beim Formschluss aufeinandertreffenden bzw. auch ineinandergreifenden Giessformteilen zu verzeichnen sind, diese aber wegen ihrer Geringfügigkeit zunächst nicht registrierbar sind und auch keine nennenswerten zusätzlichen Abweichungen vom Sollgewicht bzw. den Sollabmessungen bedingen. Erst bei Erreichen eines bestimmten Verschleissgrades beschleunigt sich die aufgezeigte negative Entwicklung rapide, indem sie sich gewissermassen potenziert.

Schliesslich konnte auch festgestellt werden, dass bei einer Ausbildung der Kunststoff-Spritzgiessmaschine entsprechend dem Anspruch 6 und den von diesem Anspruch abhängigen Ansprüchen den steigenden Fertigungstoleranzen zusätzlich entgegengewirkt werden kann. Offenbar vermindert auch die Erhaltung der Gusshaut im Bereich der Aufspannfläche des Formträgers dessen (kaum erfassbare) rhythmischen Verbiegungen, die bei den periodischen Spritzzyklen auftreten, und trägt ganz allgemein zur Formstabilität bei. Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 Die Kunststoff-Spritzgiessmaschine ausschnittsweise und in Seitenansicht,

Figuren 2, 3 den stationären Formträger der Kunststoff-Spritzgiessmaschine in perspektivischen Darstellungen.

Die Formschliesseinheit der Kunststoff-Spritzgiessmaschine ist beidseits an zwei langgestreckten, parallelen Skelettelementen 47 des Maschinenfusses 46 abgestützt. Bei diesen Skelettelementen handelt es sich beim zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel um Führungsschienen, auf welchen Stützvorrichtungen 53 des bewegbaren Formträgers B rollen oder gleiten. Die Führungsschienen sind mit horizontalen Einbördelungen der Längswandungen des quaderförmigen, aus Stahlblech gefertigten Maschinenfusses fest verbunden. Der plattenartig gestaltete, stationäre Formträger S der Formschliesseinheit weist giessformseitig und rückseitig Arbeitsflächen auf, die in planparallelen Ebenen liegen, welche im folgenden als Arbeitsflächenebenen h-h und f-f bezeichnet werden. Ausserdem ist er mit Durchgriffsbohrungen 24 für Säulen 42 sowie mit einer zentralen Durchgriffsöffnung 23 für den Plastifizierzylinder einer rückwärtig an ihm angeschlossenen Spritzeinheit versehen.

Der stationäre Formträger S ist über vier Säulen 42 starr mit einer Widerlagerplatte M verbunden, die den durch den Schliessdruck der Formschliesseinheit erzeugten Gegendruck abfangen. Von der Widerlagerplatte M ist ein hydrau664 926

lisches Antriebsaggregat 52 aufgenommen, wobei ein den Zuhaltedruck für die Spritzgiessform erzeugender hydraulischer Druckzylinder koaxial zur Symmetrieachse e-e der Formschliesseinheit angeordnet ist. Ein Zylinderdeckel 52' des Druckzylinders ist von der Kolbenstange 51 durchgriffen, die an einer rückwärtigen Abstützwand des bewegbaren Formträgers B ansetzen. Die Abstützwand 49, druckübertragende Rippen 48 und eine Aufspannwand 50 für die zugehörige Giessformhälfte 55 bilden gemeinsam den Formträger B aus Gusseisen. Der stationäre Formträger S ist mit den Skelettelementen 47 über Lagerflächen F fest verbunden. Die Widerlagerplatte M ist zum Ausgleich der Längendehnungen der periodisch auf Zug beanspruchten Holme 42 auf Führungsflächen der Skelettelemente 47 für periodische Bewegungen in Schliessrichtung verschiebbar gelagert.

Wie aus den Figuren erkennbar, sind die Lagerflächen F des stationären Formträgers S über die Arbeitsflächenebene f-f hinaus in Schliessrichtung der Formschliesseinheit verlängert. Der Abstand A zwischen den hochbelasteten Abstütz-punkten x und y ist wesentlich grösser als der halbe lotrechte Abstand H zwischen der Ebene i-i der Lagerfläche F und der Symmetrieachse e-e der Formschliesseinheit. Im Ausführungsbeispiel sind die beiden Lagerflächen F etwa doppelt so lang wie der Abstand a zwischen den Arbeitsflächenebenen h-h, f-f. Dabei ist die gesamte, sich in Schliessrichtung von der giessformseitigen Arbeitsflächenebene h-h über die rückwärtige Arbeitsflächenebene f-f hinaus erstreckende Lagerfläche F je durch ein einziges Formstück aus einem einheitlichen Werkstoff, nämlich aus Gusseisen oder Stahl, im zeichnerischen Ausführungsbeispiel aus Gusseisen gebildet. Die beiden seitlichen Lagerflächen F befinden sich ausserhalb einer senkrechten Parallelprojektion des Formträgerkörpers 10. Sie sind zwischen den Arbeitsflächenebenen h-h, f-f durch abgewinkelte Lagerrippen 12,14 und im übrigen durch Stützrippen 15, 16 gebildet, welche das gleiche Querschnittsprofil aufweisen wie die Lagerrippen 12,14. Zur Horizontalen geneigte Verbindungsschenkel 15 der Stützrippen 15, 16 gehen je in eine sich nach oben verjüngende, vertikale Versteifungsrippe 18 über, die an die Rückseite des Formträgers S angeformt ist.

Die in der Arbeitsflächenebene h-h liegende Aufspannfläche für die zugehörige Giessformhälfte 56 des stationären Formträgers S ist von Nuten 30, 30' durchsetzt. Die Basisflächen dieser Nuten sind von der Gusshaut des durch ein einziges Gussstück gebildeten Formträgers S bedeckt. Dabei sind horizontale und vertikale Nutenabschnitte vorgesehen, die ineinander übergehen und symmetrisch zur vertikalen Symmetrieebene des Formträgers S liegen. Etwa ein Drittel der Aufspannfläche ist von den genannten Nuten beansprucht. Die von geschlossenen Gusshautbereichen umgebenen Arbeitsflächen an der rückwärtigen Arbeitsflächenebene f-f sind durch Anlageflächen 33 und Anschlussflächen 35 gebildet. Die ringförmigen Anlageflächen 33 sind unter der Wirkung des Zuhaltedruckes für die Giessform an Widerlagern 54 der Säulen 42 angepresst. Dies gilt auch für die analogen Anlageflächen 33' der Widerlagerplatte M, die an den Widerlagern 54' der Säulen 42 anliegen. Die Widerlager 54, 54' sind durch Schraubmuttern gebildet, die in ein Aussengewinde der Säulen 42 eingreifen. Aber auch in den zeitlichen Phasen des Spritzzyklus, während welcher kein Zuhaltedruck für die Spritzgiessform 55, 56 aufgebaut ist, sind die Anlageflächen 33, 33' auf die Widerlager 54, 54' aufgepresst. Dies wird durch Spannschrauben 41 bewirkt, die einenends über Spannplatten 40 an den Holmen 42 abgestützt sind und an-derenends mit dem stationären Formträger S bzw. mit der Widerlagerplatte M über Gewindebohrungen 34 im Gewindeeingriff stehen. Die planen Anschlussflächen 35 dienen dem Anschluss einer in der Symmetrieachse e-e liegenden.

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quer zur Trennfuge T der Spritzgiessform 55, 56 arbeitenden Spritzgiesseinheit, welche über deren Trägerholme 44 mit Hilfe von Anschlusskörpern 43 an den Formträger S an-schliessbar ist.

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unten durch vertikale Versteifungsschenkel 13,17 und oben durch einen den Formträgerkörper 10 allseitig überragenden. vertikalen Schutzflansch 11 stabilisiert. Die Versteifungsschenkel 13, 17 sind zugleich Zentrierelemente, die an vertikalen Flächen der die Skelettelemente bildenden Führungsschienen anliegen. Der Schutzflansch 11 ist über horizontale Stege 19 mit dem Formträgerkörper 10 verbunden.

Alle Gusshautbereiche des stationären Formträgers S sind von einer mittels Pulverbeschichtung aufgebrachten Kunststoffschicht abgedeckt oder lackiert.

Giessformseitige Kernlager 29 und rückseitige Kernlager 29' des stationären Formträgers S dienen der Halterung von Kernlagern beim Giessen des Formträgers, die eine hohle Ausbildung des Formträgerkörpers 10 ermöglichen. Die Bohrungen 25 dienen zur Aufnahme von Spannbolzen zur Halterung der Giessformhälfte. Die Spannbolzen sind mit Hilfe von hydraulischen Zylindern spannbar, die in Bohrungen 26 am Formträgerkörper 10 zentriert sind, welche Bohrungen senkrecht zu den Bohrungen 25 stehen. Befestigungsflächen 28 dienen der Aufnahme zum Beispiel von Belade-und Entlade Vorrichtungen. Darüberhinaus sind Gewinde-

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über die Aufspannfläche verteilt. Der Aufhängezapfen 39 hat Bedeutung für die Halterung des den stationären Formträger S bildenden Gussstückes im Bearbeitungszentrum. Mit den Führungsschienen (Skelettelementen 47) ist der stationäre Formträger mittels Schraubenbolzen 38 verbunden, die Befestigungslöcher 32 der Lagerschenkel 14, 16 durchgreifen.

Der Körper der ebenfalls durch ein Gussstück gebildeten Widerlagerplatte M ist ähnlich gestaltet wie der stationäre Formträger S. Dies gilt insbesondere mit bezug auf den Schutzflansch 11', die Lagerrippen 12', 14' und die Versteifungsschenkel 13'.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist die Aufspannfläche des ebenfalls aus Gusseisen gefertigten beweglichen Formträgers B von Nuten 45 durchsetzt, die in gleicher Weise angeordnet sind wie beim stationären Formträger S.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

664 926 PATENTANSPRÜCHE

1. Kunststoff-Spritzgiessmaschine mit einer beidseits an zwei langgestreckten, parallelen Skelettelementen des Ma-schinenfusses abgestützten Formschliesseinheit mit plattenartig gestaltetem stationärem Formträger, welcher giess-formseitig und rückseitig in planparallelen Arbeitsflächenebenen liegende Arbeitsflächen aufweist und mit einer den durch den Schliessdruck der Formschliesseinheit erzeugten Gegendruck abfangenden Widerlagerplatte über Säulen starr verbunden ist, die den bewegbaren Formträger durchgreifen und führen, und welcher stationäre Formträger ferner mit den Skelettelementen über wenigstens eine Lagerfläche fest verbunden ist, deren in Schliessrichtung am weitesten voneinander entfernten Abstützpunkte einen Abstand voneinander aufweisen, der mindestens so gross ist wie der Abstand zwischen den Arbeitsflächenebenen, wobei die Widerlagerplatte zum Ausgleich der Längendehnungen der periodisch auf Zug beanspruchten Säulen auf Führungsflächen der Skelettelemente für periodische Bewegungen in Schliessrichtung verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche (F) des stationären Formträgers (S)

über wenigstens eine Arbeitsflächenebene (f-f oder h-h) hinaus in Schliessrichtung der Formschliesseinheit derart verlängert ist, dass der Abstand (A) zwischen den hochbelasteten Abstützpunkten (x, y) grösser ist als der halbe lotrechte Abstand (H) zwischen der Ebene (i-i) der Lagerfläche (F) und der Symmetrieachse (e-e) der Formschliesseinheit.

2. Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stationäre Formträger (S) in sich geschlossene, mit planen Lagerflächen der Skelettelemente (47) korrespondierende Lagerflächen (F) aufweist, deren in Schliessrichtung der Formschliesseinheit abgenommene Abmessung etwa doppelt so gross ist wie der Abstand (a) zwischen den Arbeitsflächenebenen (h-h; f-f).

3. Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte, sich in Schliessrichtung von der giessformseitigen Arbeitsflächen-ebene (h-h) über die rückwärtige Arbeitsflächenebene (f-f) hinaus erstreckende Lagerfläche (F) durch ein einziges Formstück aus einem einheitlichen Werkstoff gebildet ist.

4. Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass zwei seitliche, sich ausserhalb einer senkrechten Parallelprojektion des aus Gusseisen bestehenden Formträgerkörpers (10) befindende Lagerflächen (F) zwischen den Arbeitsflächenebenen (h-h, f-f) durch abgewinkelte Lagerrippen (12, 14) und im übrigen durch Stützrippen (15,16) gebildet sind, welche das gleiche Querschnittsprofil aufweisen wie die Lagerrippen (12, 14).

5. Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Horizontalen geneigte Verbindungsschenkel (15) der Stützrippen (15,16) je in eine sich nach oben verjüngende vertikale Versteifungsrippe (18) übergehen, die an die Rückseite des Formträgers (S) angeformt ist.

6. Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die in der Arbeitsflächenebene (h-h) liegende Aufspannfläche des stationären Formträgers (S) von Nuten (30, 30') durchsetzt ist, deren Basisflächen von der Gusshaut des durch ein einziges Gussstück gebildeten Formträgers bedeckt sind.

7. Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ineinander übergehende horizontale und vertikale Abschnitte der Nuten (30, 30') symmetrisch zur Symmetrieebene des stationären Formträgers (S) angeordnet sind, und dass etwa ein Drittel der Aufspannfläche von den Nuten (30, 30') beansprucht ist.

8. Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach einem der Patentansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die von geschlossenen Gusshautbereichen umgebenen Arbeitsflächen in der rückwärtigen Arbeitsflächenebene (f-f) des stationären Formträgers (S) durch plane, etwa ringförmige Anlageflächen (33) zur Anlage an Widerlagern (54) der Holme (42), ferner durch plane Anschlussflächen (35) für den Anschluss einer in der Symmetrieachse (e-e) liegenden, quer zur Trennfuge der Spritzgiessform arbeitenden Spritzgiess-einheit gebildet sind.

9. Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach einem der Patentansprüche 4—8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerrippen (12,14) und die Stützrippen (15,16) unten durch vertikale Versteifungsschenkel (13,17) und oben durch einen den Formträgerkörper (10) allseitig überragenden, vertikalen Schutzflansch (11) stabilisiert sind, der seinerseits über horizontale Stege (19) mit dem Formträgerkörper (10) verbunden ist.

10. Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach einem der Patentansprüche 4—9, dadurch gekennzeichnet, dass alle Gusshautbereiche des durch ein einziges Gussstück gebildeten stationären Formträgers von einer Kunststoffschicht abgedeckt sind.