DE19815418C2 - Werkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Gießen eines Formteils, mit einem Unterteil, einem Oberteil und mindestens zwei Seitenteilen, wobei die Werkzeugteile aus einer die Geometrie des Formteils definierenden Gussposition in eine Entnahmeposition verbringbar sind.

Werkzeuge der hier in Rede stehenden Art sind in den unterschiedlichsten Ausfüh­ rungsformen seit Jahrzehnten aus der Praxis bekannt. Solche Werkzeuge werden bspw. zum Gießen eines Aluminium-Formteils verwendet. Nach dem Gießen des Formteils fahren bei den bekannten Werkzeugen die Seitenteile mittels einer her­ kömmlichen Säulen-Zwangsführung unter einem vorgegebenen Winkel auseinander und legen dabei das Formteil - seitlich - frei. Erst danach wird das Werkzeugoberteil oder das Werkzeugunterteil verfahren, so dass das Formteil mittels Ausstoßer von einem dieser beiden Werkzeugteile - Werkzeugoberteil oder Werkzeugunterteil - separiert werden kann. In herkömmlicher Weise erfolgt die Ablage des Formteils auf einem einschwenkbaren Ablagetisch, der oft auch als Casher bezeichnet wird.

Aus der DE 29 27 239 A1 ist eine Kokillengussmaschine zur Herstellung wärmebe­ ständiger Läufer bekannt. Bei diesem Werkzeug werden die Seitenteile mittels einer Säulen-Zwangsführung verfahren. Die EP 236 097 B1 offenbart eine vertikale Spritz­ gussmaschine, bei der die Seitenteile ebenfalls mittels einer Säulen-Zwangsführung bewegt werden. Aus der EP 273 586 A2 ist eine vertikale Spritzgussmaschine be­ kannt, bei der ebenfalls Seitenteile vorgesehen sind, die mit einer gängigen Säulen- Zwangsführung bewegbar sind.

Die bekannten Werkzeuge sind jedoch in der Praxis insoweit problematisch, als die dort realisierte Säulen-Zwangsführung zu Kollisionen oder Verkantungen der Werk­ zeugteile, insbesondere der Seitenteile mit den übrigen Werkzeugteilen, führen kann. Solche Kollisionen oder Verkantungen sind vor allem dann möglich, wenn die Säu­ len-Zwangsführung geringfügige Abweichungen von ihrer Soll-Position aufweist. Schon im Falle sehr geringen Spiels der Säulen-Zwangsführung ist die Trennung des Formteils von den Seitenteilen problematisch, da die Seitenteile das Formteil nicht gleichmäßig und symmetrisch freigeben. Dabei ist es fraglich, ob die teilweise Haf­ tung des Formteils an den Seitenteilen nicht zu einer Beschädigung des Formteils führen kann. Bei manchen Werkzeugen ist außerdem die Trennung des Formteils vom Oberteil oder vom Unterteil problematisch, da eine seitliche Unterstützung bzw. ein Festhalten des Formteils nach dem Auseinanderfahren der Seitenteile nicht mehr möglich ist. Will man das Formteil gemeinsam mit dem Oberteil vom Unterteil abhe­ ben, so ist eine besondere Ausstoßvorrichtung erforderlich, die das Formteil vom Unterteil trennt. Dabei ist es jedoch fraglich, ob die Haftung des Formteils am Ober­ teil ausreicht, um ein Anheben des Oberteils gemeinsam mit dem Formteil realisieren zu können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum Gießen eines Formteils derart auszugestalten und weiterzubilden, dass Kollisionen und Verkanten der auseinanderfahrbaren Seitenteile mit dem Werkzeugoberteil und/oder dem Werkzeugunterteil beim Zusammenfahren oder Auseinanderfahren der Werkzeugteile wirksam vermieden ist. Des Weiteren soll eine sichere Handha­ bung des gegossenen Formteils bei geringstmöglichem konstruktivem Aufwand mög­ lich sein.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 ge­ löst. Danach ist ein Werkzeug zum Gießen eines Formteils derart ausgestaltet und weitergebildet, dass das Oberteil und die Seitenteile gemeinsam mit dem gegosse­ nen Formteil vom Unterteil abhebbar sind und dass die Seitenteile in der Entnahme­ position öffnen und dabei das Formteil zum Ausstoßen bzw. zur Entnahme freigeben, wobei das Oberteil und die Seitenteile gemeinsam einer Oberplatte zugeordnet sind, wobei zwischen der Oberplatte und den Seitenteilen ein zum Auseinanderfahren bzw. Öffnen der Seitenteile dienender Öffnungsmechanismus wirkt, der einen relativ zu der Oberplatte verschiebbaren, mit den Seitenteilen wirkverbundenen Schieber und eine zwischen der Oberplatte und dem Schieber wirkende Kniehebelanordnung umfasst.

Erfindungsgemäß hat man hier die seit Jahrzehnten festgefahrene "Entwicklungs­ schiene" verlassen, indem man nunmehr das Oberteil und die Seitenteile gemeinsam mit dem gegossenen Formteil vom Unterteil abhebt. Insoweit dienen die Seitenteile zum Festhalten des gegossenen Formteils bzw. zur anhaltenden Positionierung des Formteils am Oberteil, so daß ein Abheben des Formteils vom Unterteil mit Unter­ stützung der Seitenteile erfolgt. Erst nach Erreichen der Entnahmeposition, d. h. der oberen Position des Oberteils, werden die Seitenteile - in der Entnahmeposition - geöffnet, so daß das Formteil zum Ausstoßen bzw. zur Entnahme freigegeben wird. Eine Kollision der Seitenteile mit einem sonstigen Werkzeugteil, insbesondere mit dem Unterteil, beim anschließenden Zusammenfahren, ist somit wirksam vermieden. Überdies hat man das Oberteil und die Seitenteile gemeinsam einer Oberplatte zu­ geordnet und den zwischen der Oberplatte und den Seitenteilen wirkenden Öff­ nungsmechanismus mit einem relativ zu der Oberplatte verschiebbaren, mit den Seitenteilen wirkverbundenen Schieber und einer zwischen der Oberplatte und dem Schieber wirkenden Kniehebelanordnung versehen. Durch die Vorkehrung des Schiebers werden die Seitenteile stets spielfrei parallel zur Oberplatte orthogonal von dem Formteil nach außen weggeführt. Die indirekte Bewegung der Seitenteile über den Schieber, der wiederum mit einer Kniehebelanordnung bewegt wird, gewährlei­ stet, dass die Seitenteile selbst stets spielfrei bewegt werden. Damit geht ein ab­ dichtendes Zusammenfahren der Seitenteile einher, und ein Verkanten der Seiten­ teile mit einem sonstigen Werkzeugteil, insbesondere mit dem Oberteil, ist ebenfalls wirksam vermieden.

Gemäß den voranstehenden Merkmalen werden das Oberteil und die Seitenteile - gemeinsam mit dem gegossenen Formteil - vertikal nach oben verlagert. Entspre­ chend ist es möglich, das Unterteil ortsfest in seiner Position zu halten. Dazu könnte das Unterteil einer entsprechend ortsfesten Unterplatte zugeordnet sein, die wieder­ um von einem Maschinengestell gehalten wird. Ebenso ist es jedoch auch denkbar, das Unterteil sowie die das Unterteil tragende Bodenplatte einer besonderen Hubein­ richtung oder einer Schwenkeinrichtung zuzuordnen, wobei diese Einrichtungen den Werkzeugwechsel begünstigen.

Sowohl im Unterteil als auch im Oberteil sind in vorteilhafter Weise zur Kühlung die­ nende Kanäle integriert. Die Versorgung der Kanäle mit Kühlmittel kann zentral erfol­ gen.

In konstruktiver Hinsicht, insbesondere im Hinblick auf eine gemeinsame vertikale Verlagerung des Oberteils und der Seitenteile, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Oberplatte gemeinsam mit dem Oberteil, den Seitenteilen und dem gegossenen Formteil in die Entnahmeposition verbringbar ist. Die obere Endstellung der Ober­ platte ist die Entnahmeposition, in der die Seitenteile öffnen bzw. auseinanderfahrbar sind. Das vertikale Verfahren der Oberplatte erfolgt in weiter vorteilhafter Weise mit­ tels einer Kolben-Zylinder-Anordnung, die wiederum am Maschinengestell angelenkt ist.

Die Seitenteile bilden gemeinsam mit dem Unterteil und dem Oberteil die zum Gie­ ßen dienende Form bzw. Kokille. Insoweit ist es zwingend erforderlich, dass minde­ stens zwei auseinanderfahrbare Seitenteile vorgesehen sind. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass die Vorkehrung von drei oder vier Seitenteilen besonders vorteil­ haft ist, wobei die Anzahl der Seitenteile insgesamt so gering wie möglich gehalten werden soll, zumal jedes der Seitenteile eine besondere Betätigung bzw. einen ent­ sprechenden Betätigungsmechanismus erfordert. Jedenfalls bilden die Seitenteile gemeinsam eine das Formteil seitlich umfassende und dabei das Werkzeug gemein­ sam mit dem Oberteil und dem Unterteil schließende Einheit.

Vorteilhafterweise könnte je Seitenteil ein Öffnungsmechanismus vorgesehen sein. Dadurch wäre gewährleistet, dass das Formteil besonders spannungsfrei freigege­ ben werden kann. Dabei ist es denkbar, die Seitenteile nach außen wegzuschwen­ ken, wobei dazu ein besonderer Schwenkmechanismus anstelle des erfindungsge­ mäßen Schiebemechanismus vorgesehen wäre.

Der Öffnungsmechanismus wird in vorteilhafter Weise über eine Zylinder-Kolben-An­ ordnung betätigt, wobei diese Zylinder-Kolben-Anordnung unmittelbar auf die Knie­ hebelanordnung wirkt. Dabei könnte die Zylinder-Kolben-Anordnung einer vorzugs­ weise mit Abstand über der Oberplatte angeordneten Auswerferplatte zugeordnet sein, wobei der Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnung den Kniehebel und somit das Seitenteil beaufschlagt.

Die Auswerferplatte könnte wiederum eine untere und eine obere Auswerferplatte umfassen, wobei der Auswerfer in der Auswerferplatte - zwischen den beiden Aus­ werferplatten - gehalten ist. Die zur Betätigung der Kniehebelanordnung bzw. des Öffnungsmechanismus dienende Zylinder-Kolben-Anordnung könnte ebenso - zu­ sätzlich - zur Betätigung eines Auswerfers oder mehrerer Auswerfer dienen, wobei die Auswerfer unmittelbar auf das gegossene Formstück wirken.

Der Auswerfer könnte in weiter vorteilhafter Weise innerhalb der Auswerferplatte bzw. zwischen den beiden Auswerferplatten derart verschiebbar gehalten sein, dass er einen zumindest geringfügigen Freihub aufweist, so dass beim Senken der Aus­ werferplatte und beim Auftreffen des Auswerfers auf das auzuwerfende Formteil der Auswerfer erst nach einem zurückgelegten Verschiebeweg zur Wirkung kommt. Da­ bei ist es von besonderem Vorteil, wenn der Auswerfer als auf das Formteil wirkender Stift ausgeführt ist, der sich in der Auswerferplatte einfach führen lässt. Schließ­ lich könnte der Auswerfer an seinem freien Ende zumindest weitgehend der Kontur des Formteils angepasst sein, wobei sich durch diese Maßnahme eine Beschädi­ gung des Formteils wirksam vermeiden lässt.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol­ gende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

die einzige Figur in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbei­ spiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs, wobei hier le­ diglich die wesentlichen Bauteile des Werkzeugs - sche­ matisch - dargestellt sind.

Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs zum Gießen eines Formteils 1, wobei es sich bei dem Formteil 1 um ein Aluminium-Gussteil handelt. Das Werkzeug umfasst ein Unterteil 2, ein Oberteil 3 und insgesamt vier Seitenteile 4, wobei bei der hier gewählten Darstellung lediglich zwei der Seitenteile 4 erkennbar sind. Die Werkzeugteile 2, 3, 4 sind dabei aus einer die Geometrie des Formteils 1 definierenden Gussposition - gemäß Darstellung - in eine zur Entnähme des Form­ teils 1 dienende Entnahmeposition verbringbar, die in der einzigen Figur jedoch nicht dargestellt ist.

Erfindungsgemäß sind das Oberteil 3 und die Seitenteile 4 gemeinsam mit dem ge­ gossenen Formteil 1 vom Unterteil 2 abhebbar. Die Seitenteile 4 öffnen in der Ent­ nahmeposition und geben dabei das Formteil 1 zum Ausstoßen bzw. zur Entnahme frei.

In der einzigen Figur ist angedeutet, dass das Unterteil 2 einer in diesem Falle ortsfe­ sten Bodenplatte 5 zugeordnet ist. Durch die Bodenplatte 5 und das Unterteil 2 ragt ein Angussrohr 6, welches in Bezug auf die beanspruchte Lehre keine weitere Bedeutung hat. Gleiches gilt für den von oberhalb durch das Oberteil 3 in den Bereich des Formteils 1 ragenden Kühlkern 7.

Die einzige Figur lässt deutlich den Raum erkennen, der durch die Werkzeugteile 2, 3, 4 zum Gießen des Formteils 1 definiert ist. Dabei bilden die Werkzeugteile 2, 3, 4 eine hermetisch abgedichtete Form für das Gussmaterial. Nach der Herstellung des Formteils 1 muss das gehärtete Formteil 1 aus dem Werkzeug 2, 3, 4 entnommen werden. Dazu sind das Oberteil 3 und die Seitenteile 4 gemeinsam einer Oberplatte 8 zugeordnet, so dass die Oberplatte 8 gemeinsam mit dem Oberteil 3, den Seiten­ teilen 4 und dem gegossenen Formteil 1 in die Entnahmeposition verbringbar ist. Dabei ist wesentlich, dass die obere Endstellung der Oberplatte 8 die Entnahmeposi­ tion darstellt.

In der einzigen Figur ist des weiteren angedeutet, dass die Oberplatte 8 mittels einer am Maschinengestell 9 angelenkten Zylinder-Kolben-Anordnung 10 vertikal verfahr­ bar ist.

Zwischen der Oberplatte 8 und den Seitenteilen 4 wirkt ein zum Auseinanderfahren bzw. Öffnen der Seitenteile 4 dienender Öffnungsmechanismus 11. Je Seitenteil 4 ist ein eigener Öffnungmechanismus vorgesehen. Dieser Öffnungsmechanismus 11 umfasst einen relativ zu der Oberplatte 8 verschiebbaren, mit den Seitenteilen 4 wirk­ verbundenen Schieber 12. Mittels dieses Schiebers 12 lassen sich die Seitenteile nach aussen verlagern, so dass das Formteil 1 in der Entnahmeposition freigebbar ist.

Der Öffnungsmechanismus 11 umfasst des weiteren eine zwischen der Oberplatte 8 und dem Schieber 12 wirkende Kniehebelanordnung 13. Mittels dieser Kniehebe­ lanordnung 13 wird der Schieber 12 relativ zu der Oberplatte 8 verfahren, wodurch letztendlich ein Auseinanderfahren der Seitenteile 4 möglich ist.

Die einzige Figur zeigt des weiteren, dass der Öffnungsmechanismus 11 über eine Zylinder-Kolben-Anordnung 14 betätigbar ist. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 14 betätigt unmittelbar die Kniehebelanordnung 13, die wiederum den Schieber 12 rela­ tiv zu der Oberplatte 8 verschiebt bzw. verlagert. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 14 ist des weiteren einer mit Abstand über der Oberplatte 8 angeordneten Auswerfer­ platte 15 zugeordnet, wobei diese Auswerferplatte 15 eine untere Auswerferplatte 16 und eine obere Auswerferplatte 17 umfasst. Bei dem hier konkret gewählten Ausfüh­ rungsbeispiel ist die Zylinder-Kolben-Anordnung 14 in die untere Auswerferplatte 16 integriert.

Die Auswerferplatte 15 ist mit mehreren Auswerfern 18 ausgestattet, wobei in der Figur lediglich ein Auswerfer 18 dargestellt ist. Der Auswerfer 18 ist in der Auswer­ ferplatte 15 zwischen den beiden Auswerferplatten 16, 17 derart verschiebbar ge­ halten, dass er einen Freihub aufweist, so dass beim Senken der Auswerferplatte 15 der Auswerfer 18 erst nach einem zurückgelegten Verschiebeweg zur Wirkung kommt. Diese Maßnahme hilft eine Beschädigung des Formteils 1 zu vermeiden.

Der Auswerfer 18 ist bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel als auf das Form­ teil 1 wirkender Stift 19 ausgeführt. An seinem freien Ende weist dieser Stift 19 die Kontur des Formteils 1 auf, so dass eine Beschädigung des Formteils 1 abermals wirksam vermieden ist.

Abschließend sei hervorgehoben, dass das voranstehende Ausführungsbeispiel le­ diglich der Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims (17)

1. Werkzeug zum Gießen eines Formteils (1), mit einem Unterteil (2), einem Oberteil (3) und mindestens zwei Seitenteilen (4), wobei die Werkzeugteile (2, 3, 4) aus einer die Geometrie des Formteils (1) definierenden Gussposition in eine Ent­ nahmeposition verbringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (3) und die Seitenteile (4) gemeinsam mit dem gegossenen Formteil (1) vom Unterteil (2) abhebbar sind und dass die Seitenteile (4) in der Entnahmeposition öffnen und dabei das Formteil (1) zum Ausstoßen oder zur Entnahme freigeben, wobei das Oberteil (3) und die Sei­ tenteile (4) gemeinsam einer Oberplatte (8) zugeordnet sind, wobei zwischen der Oberplatte (8) und den Seitenteilen (4) ein zum Auseinanderfahren oder Öffnen der Seitenteile (4) dienender Öffnungsmechanismus (11) wirkt, der einen relativ zu der Oberplatte (8) verschiebbaren, mit den Seitenteilen (4) wirkverbundenen Schieber (12) und eine zwischen der Oberplatte (8) und dem Schieber (12) wirkende Kniehe­ belanordnung (13) umfasst.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (2) einer Bodenplatte (5) zugeordnet ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das Un­ terteil (2) und/oder in das Oberteil (3) zur Kühlung dienende Kanäle integriert sind.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberplatte (8) gemeinsam mit dem Oberteil (3), den Seitenteilen (4) und dem ge­ gossenen Formteil (1) in die Entnahmeposition verbringbar ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die obere End­ stellung der Oberplatte (8) die Entnahmeposition ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ober­ platte (8) mittels einer Kolben-Zylinder-Anordnung (10) vertikal verfahrbar ist.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt drei oder vier Seitenteile (4) vorgesehen sind.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile (4) gemeinsam eine das Formteil (1) seitlich umfassende und dabei das Werkzeug schließende Einheit bilden.

9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass je Seitenteil (4) ein Öffnungsmechanismus (11) vorgesehen ist.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsmechanismus (11) über eine Zylinder-Kolben-Anordnung (14) betätigbar ist.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kol­ ben-Anordnung (14) einer Auswerferplatte (15) zugeordnet ist.

12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerfer­ platte (15) eine untere und eine obere Auswerferplatte (16, 17) umfasst.

13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Anordnung (14) auch zur Betätigung eines Auswerfers (18) oder mehrerer Auswerfer (18) dient.

14. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (18) in der Auswerferplatte (15) - zwischen den beiden Auswerferplatten (16, 17) - gehalten ist.

15. Werkzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aus­ werfer (18) derart verschiebbar gehalten ist, dass er einen zumindest geringfügigen Freihub aufweist, so dass beim Senken der Auswerferplatte (15) der Auswerfer (18) erst nach einem zurückgelegten Verschiebeweg zur Wirkung kommt.

16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (18) als auf das Formteil (1) wirkender Stift (19) ausgeführt ist.

17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerfer (18) an seinem freien Ende zumindest weitgehend der Kontur des Formteils (1) angepasst ist.