DE2947938A1

DE2947938A1 - Schnellspannvorrichtung fuer spritz oder druckgussformen

Info

Publication number: DE2947938A1
Application number: DE19792947938
Authority: DE
Inventors: Ernst Werner 5100 Aachen Döring
Original assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 1979-11-28
Filing date: 1979-11-28
Publication date: 1981-06-04

Description

Schnellspannvorrichtung für
Spritz- oder Druckgußformen Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtunq zum schnellen Befestigen und Lösen je einer Gießformhälfte an bzw. von einer Aufspannplatte einer Spritz- oder Druckgußmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die bisher gebrtiuchlichste Art der Befostigung der Formhälften an den Aufspannplatten von Spritz- oder Druckgußmaschinen für Kunststoffe oder Metalle ist das Festspannen mit Hilre von Spannpratzen, die die Formhälften fest geqen die zugehörige Aufspannplatte pressen. Zu diesem Zweck weisen die Aufspannplatten eine große Anzahl von Gewindebohrungen auf, damit beim Spannen unterschiedlich großer Formen die jeweils nächsten Gewindebohrungen für die Befestigungsschraube einer Spannpratze nicht zu weit vom Umfang der Formhälfte entfernt liegt.
Die Nachteile dieses bekannten Spannverfahrens sind vielfältig.
Zum Anziehen und Lösen der Befestigungsschrauben werden Schraubenschlüssel oder andere Werkzeuge benötigt. Die Montage der Spannpratzen und das Anziehen von mindestens acht Schrauben ist zeitraubend, zumal dabei oft Wege um die Maschine herum zurückgelegt werden müssen. Außerdem müssen an den Formen Vorsprünge oder Ausnehmungen vorgesehen sein, an denen die Spannpratzen angreifen können. Der Umriß der Formen muß deshalb meist kleiner sein als die Fläche der Aufspannplatte.
Zur Verkürzung der Rüstzeiten beim Formenwechsel im Betrieb sind automatische und manuelle Vorrichtungen entwickelt worden, die den Ein- und Ausbau der Formen erleichtern. So gibt es z. B.
eine Vorrichtung mit hydraulisch angetriebenen Gewindespindeln, die von den Aufspannplatten der Maschine aus in entsprechende Gewindebohrungen der zu befestigenden Formhälfte geschraubt werden. Dabei muß die Formhälfte aber in eine genau einzuhaltende Lage zu den Aufspannplatte gebracht werden, was eine zeitraubende Justierarbeit erfordert.
Bei anderen Spannvorrichtungen werden die bekannten Spannpratzen verwendet und entweder verschiebbar oder schwenkbar für manuelle oder hydraulische Betätigung an der zugehörigen Aufspannplatte befestigt. Alle diese Vorrichtungen sind jedoch nur brauchbar, wenn die Formlftcn im Verhältnis zur Größe der Aufspannplatten bestimmte Minimal- bzw. Maximalabmessungen nicht unter- bzw. überschreiten. Dies beschränkt die Einsatzmöglichkeit solcher Spannvorrichtungen in der Praxis erheblich.
Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die ein schnelles und gefahrloses Wechseln der Formen bei Spritz- und Druckgußmaschinen ohne Beschränkung durch die Abmessungen der Formen und durch die Spannelemente ermöglicht. Dabei sollen wesentliche Änderungen an den Formen und an den Aufspannplatten vermieden werden.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben. Weitere Ausbildungen enthalten die Unteransprüche 4 bis 10.
Im folgenden sind Auführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung des Aufspannplattenbereiches einer Spritzgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Schnellspannvorrichtung bei herausgehobener Gießform teilweise im Schnitt, Figur 2 einen Längsschnitt durch die Verriegelungselemente der Schnellspannvorrichtung, Figur 3 einen Querschnitt längs der Linie A-A in der Figur 2, Figur 4 eine perspektivische Darstellung der Verriegelungselemente bei einer anderen Schnellspannvorrichtung nach der Erfindung.
Die in der Figur 1 schematisch darqstclltc Spritzgießmaschine weist zwei Aufspannplatten 10 auf, von denen die rechte fest mit dem Rahmen R der Maschine verhunden ist, whrcnd die in der Figur linke Aufspannplatte entlang von Führungsstangen 13 verschiebbar ist. Oberhalb des Zwischenraumes zwischen den Aufspannplatten 10 ist die aus den beiden Formhälften 5 und 5' bestehende Spritz-Gießform an einem llebez~ug hcingen(] dargentellt.
Zur Befestigung der Gießform in der Maschine sind an den Formhälften über Zwischenscheiben 6 Ansatzrinqe 3 und in den Aufspannplatten 10 Öffnungen 10 A vorgesehen.
Einzelheiten der Verriegelungselemente zeigen die Figuren 2 und 3.
An der den Gießformen zugewandten Seite jeder Aufspannplatte 10 befinden sich mindestens zwei Ausnehmungen zur Aufnahme je eines Gehäuses 1, das mittels Schrauben 9 an der Aufspannplatte 10 befestigt ist. Jedes Gehäuse 1 enthält einen Rieqel 2 mit kreisbogenförmiger Innenkante. Der Riegel 2 ist in einem Hohlraum 1 A des Gehäuses 1 radial verschiebbar geführt und von einer Druckfeder 8 beaufschlagt. Der Antrieb jedes Riegels 2 erfolgt über je eine Stange 7 durch einen Hydraulikzylinder 14 (Figur 1), der in eine die Stange 7 aufnehmende Bohrung des Gehäuses eingeschraubt und an die Hydraulik der Spritzgießmaschine angeschlossen ist.
An die Formhälften 5, 5' ist je eine Zwischenscheibe 6 angeschraubt, die in einer zentralen, abgesetzten Bohrung einen mit einem Bund 3 B versehenen Ansatzring 3 trägt. Der der Düse 11 der Spritzgießmaschine zugewandte Ansatzring enthält eine Angußbüchse 4, während der Ansatzring auf der Schließseite der Maschine eine Öffnung für ein Auswerfersystem 5 aufweist. Da der Ansatzring 3 konisch zuläuft, kann er leicht in die zentrale Öffnung 10 A der zugehörigen Aufspannplatte 10 eingeführt werden. Infolge der zentralen Anordnung der Öffnung 10 A und des Ansatzringes 3 kann die Gießform 5, 5' in jeder beliebigen Umfangsstellung zur Maschinenachse eingebaut werden.
In jedem Ansatzring 3 befindet sich als Verriegelungselement eine ingnut 3 N mit einer schrägen vorderen flanke 3 F, die mit einer entsprechend abgeschrägten Fläche 2 F an den Riegeln 2 zusammenwirkt.
An der Anlageflche jeder Aufspannplatte 10 sind Berührungsschalter 12 vorgesehen, die von der Gießform 5, 5' ausgelöst werden, wenn diese an den Aufspannplatten 10 satt anliegt. Durch die Schalter 12 wird der Öldruck von den Hydraulikzylindern 14 abgeschaltet. Die Druckfedern 8 können dann die Riegel 2 radial nach innen treiben. Infolge der Abschrägung der Riegelfläche 2 F und der vorderen Nutflanke 3 F erzeugt die Federkraft eine Normalkraft auf der Nutflanke 3 F, deren axiale Komponente die Formhälften 5 bzw.
5' gegen die zugehörige Aufspannplatte 10 zieht. Zur Sicherung des Riegels 2 in seiner eingerückten Stellung ist der Neigungswinkel der Schrägflächen 2 F und 3 F kleiner als der Selbsthemmwinkel (tg 9 ~/ ). Dadurch wird auch erreicht, daß die größte Axialkraft, die die Schnellspannvorrichtung aufnehmen kann, nicht durch die Federkraft, sondern nur durch die Festigkeit des Ansatzringes 3 und der Riegel 2 begrenzt ist. Falls im Betrieb durch mechanische oder thermische Beanspruchungen Dehnungen des Ansatzringes 3 hervorgerufen werden, so werden die Riegel 2 von den Federn 8 weiter in die Ringnut 3 N des Ansatzringes 3 hineingedrückt, so daß die sichere Verriegelung erhalten bleibt.
Zum Ausbau der Gießform 5, 5' werden die Riegel 2 durch die Hydraulikzylinder 14 über die Stangen 7 aus der Ringnut 3 N herausgezogen. Die Auslösung dieses Vorganges sollte mittels eines Schalters erfolgen, damit die Verriegelung der Gießform nicht versehentlich gelöst werden kann.
Bei der in der Figur 4 dargestellten Ausführungsform der Verriegelungselemente sind am Umfang des Ansatzringes 3, der über den Bund 3 B an einer nicht dargestellten Formhälfte starr festgelegt ist, in gleichmäßigen Abständen äußere Vorspringe 16 angeordnet. Der Ansatzring 3 ist mit seinem abgesetzten, vorderen Ende, das die Vorsprünge 16 trägt, in die öffnung eines Spannringes 17 einführbar, der über einen Bund 17 B an einer nicht dargestellten Aufspannplatte drehbar gelagert ist. Der Spannrinq 17 weist an seinem vorderen Ende innere vorsprünge 18 auf, zwischen denen die äubere Vorsprünge 16 des Ansatzringes 3 hindurchtreten können. An den Vorsprünrren 16 und 18 sind rückwärtige Schrägflächen 16 F und 18 F vorgesehen, deren Neigungswinkel 9 kleiner als der Selhsthemmwinkel ist und die beim Drehen des Spannringes 17 wie bei einem Bajonettverschluß zusammenwirken. Dabei wird die mit dem Ansatzring 3 verbundene Formhälfte an die mit dem Spannring 17 verbundene Auflageplatte herangezogen. Der Antrieb des Spannringes 17 erfolgt über eine an seinem Umfang ausgebildete Verzahnung 20 mittels einer Zahnstange 19, die durch einen an der Aufspannplatte angebrachten Hydraulikzylinder hin und her bewegt werden kann.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schnellspannvorrichtungen bestehen neben der großen Zeitersparnis beim Gießformenwechsel vor allem in n #I#'r Verminderung der Gefahr von ArI#ei ts#infil1en. Der Einrichter braucht nicht mehr zwischen die Aufspannplatten zu greifen, was bei laufender Maschine zu Verletzungen führen kann. Vorgeheizte Gießformen, wie sie bei der Kunststoff-Duromerverarbeitung und beim Metall-Druckguß notwendig sind, können gefahrlos ohne Berührung eingebaut werden.
Vorteilhaft ist es auch, daß die Gießformen in der Lage eingespannt werden können, wie sie am besten auf die Maschine passen. Dabei kann die zur Verfügung stehende Aufspannfläche ohne Beeinträchtigung durch die Spannvorrichtung voll ausgenutzt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Spannvorrichtung zum schnellen Befestigen und Lösen je einer Hälfte einer Spritz- oder Druckgußform an bzw. von der maschinenfesten oder an der gegen diese beweglichen Aufspannplatte einer Spritz- oder Druckgußmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aufspannplatte (10, 10') eine Öffnung (10 A) und jede Formhälfte (5, 5') einen in die Öffnung einführbaren Ansatz (3, 3') aufweist und daß in den Öffnungen sowie an den Ansätzen Verriegelungselemente (2 und 3 A bzw. 16 und 18) vorgesehen sind, die über ihnen eigene Schrägflächen (2 F, 3 F, 16 F, 18 F) beim Spannvorgang ein Anziehen und Zentrieren der Formhälften (5, 5') gegen die zugehörige Aufspannplatte (10 bzw. 10') bewirken.
2. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verriegelungselemente am Umfang jedes Ansatzes (3, 3') eine Ringnut (3 A) mit einer schräg verlaufenden Flanke (3 F) und in jeder Aufspannplatte (10, 10') am Umfang jeder Öffnung (10 A) mindestens zwei radial bewegliche Riegel (2) mit je einer entsprechend abgeschrägten Fläche (2 F) vorgesehen sind.
3. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verriegelungselemente am Umfang jedes Ansatzes (3, 3') äußere Vorsprünge (16) und an den Aufspannplatten (10, 10') je ein drehbarer Spannring (17) mit inneren Vorsprüngen (18) angeordnet sind, wobei die Vorsprünge (16, l8) nach Art eines Bajonettverschlusses über ihre abgeschrägten Stirnflächen (16 F, 18 F) durch Einstecken der Ansätze und Drehen des Spannringes verriegelbar sind.
4. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Ansätzen und in den Spannringen mehrere Reihen von zusammenwirkenden Vorsprüngen oder je ein genutetes Gewinde angebracht sind.
5. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungswinkel ( t ) der Schrägflächen (2 F, 3 F, 16 F, 18 F) an den Verriegelungselementen (2, 3, 16, 18) so klein ist, daß nach dem Spannvorgang gegenüber axialen Kräften Selbsthemmung eintritt.
(>. Scllllellspannvorriclltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der Verriegelungselemente (2, 3 A, 16, 18) in ihrer Spannstellung einer mechanischen Sperreinrichtung vorgesehen ist.
7. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch qekennzeichnet, daß die Betätigung der Riegel (2) oder des Spannringes (17) hydraulisch, insbesondere über die Hydraulikanlage der Spritz- oder Druckgußmaschine, erfolgt.
8. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Riegel (2) eine Druckfeder (8) vorgesehen ist, die ihn in die Spannstellung drückt.
9. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Spannringes (17) als Zahnstangentrieb (19, 20) ausgebildet ist.
10. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Aufspannplatte (10, 10') Berührungsschalter (12) angeordnet sind, die nach gemeinsamer Berührung durch die Gießformhälften (5, 5') den Antrieb für den Spannvorgang freigeben.