Druckgiessmaschine

Die Erfindung betrifft eine Druckgiessmaschine zum Vergiessen leichtmetallischer Werkstoffe, insbesondere eine Horizontal-Druckgiessmaschine.

Druckgiessmaschinen, insbesondere auch Horizontal-Druckgiessmaschinen beinhalten neben anderen Baugruppen vertikal ausgerichtete Aufspannplatten, zumindest eine feste Aufspannplatte (FAP) und eine davon beabstandete bewegliche Aufspannplatte (BAP). An den Aufspannplatten sind die Giessformhälften angeordnet. Die BAP ist mittels Kraftübertragungsmitteln bzgl. FAP auf einem Maschinenbett verfahrbar um die Form zu öffnen resp. zu schliessen. Hierzu ist die BAP meist über Säulen geführt.

Bei einer Horizontal-Druckgiessmaschine gemäss DE-A-3025189 ist eine Grundplatte der BAP aus ihrer vertikalen Arbeitsstellung heraus in eine annähernd horizontale Montagestellung schwenkbar und zur mechanischen Verriegelung mit der FAP in der Arbeitsstellung sind schwingenförmige Verriegelungsarme vorgesehen, die schwenkbar an der FAP angelenkt sind und in der Arbeitsstellung der Grundplatte der FAP ihnen zugeordnete Widerlager im oberen Randbereich der Grundplatte umgreifen.

Bei einer holmlosen Formschliesseinrichtung gemäss EP-A-0722820 wird die Schliess- und Aufreisskraft vom Maschinenrahmen aufgenommen, wobei dieser aufgeweitet wird. Zur Erhaltung der Parallelität der Formteilhälften weist mindestens ein Schenkel des Maschinenrahmens eine Querschnittsschwächung auf, die eine elastische Verformung ohne Winkelabweichung der Montagefläche der Formhälften aus ihrer senkrechten Arbeitsstellung ermöglicht. Die Querschnittsschwächungen sind zum Beispiel Schlitze, die in einem Rundbogen enden.

In der WO-A-00/35653 ist eine kniehebelartige Formschliesseinrichtung an einem Schenkel des C-förmigen Maschinenrahmens angelenkt und die FAP am gegenüberlie-

genden Schenkel. Die Schenkel können neben einer massiven Struktur auch eine Hohlstruktur aufweisen.

Aus der US-A-2002/0102325 ist eine Zweiplatten-Spritzgiessmaschine bekannt, deren BAP Elemente einer Rahmenstruktur aufweist um einen seitlichen Zugang für Antriebseinrichtungen zu erreichen.

Giessmaschinen zum Giessen von Leichtmetallschmelzen (Druckgiessmaschinen) und Kunstoffen (Spritzgiessmaschinen) weisen mach heutigem Stand der Technik mindestens 2 Formhälften auf. Die feste Formhälfte wird auf der festen Aufspannplatte der Giessmaschine aufgebaut. Die bewegliche Formhälfte wird entsprechend mit der beweglichen Aufspannplatte verbunden. über eine Bewegung der beweglichen Aufspannplatte wird die Giessform geschlossen und nach dem Giessvorgang wieder geöffnet. Während dem eigentlichen Giessen werden die Formhälften von starken Schliesskräf- ten entgegen der Sprengkraft (Giessdruck x Teilefläche) zugehalten. Diese Schliess- kräfte führen zu einer ungewollten Verformung beider Aufspannflächen, was zu Undichtigkeiten der Giessform führen kann.

Die Aufspannplatten von Spritz- und Druckgiessmaschinen weisen verschiedene Formgebungen auf. Als Kriterien für die Formgebung dienen z.B. die Steifigkeit der Aufspannplatte bezüglich Durchbiegung, die Führung der beweglichen Aufspannplatte auf den Säulen und die Zugänglichkeit des Auswerfers für den Bediener.

Folgende Konstruktionen sind für die bewegliche Aufspannplatte bekannt:

Stahlplatte: Aufspannplatte aus Stahl mit aufgeschraubten oder aufge- schweissten Laschen für die Gelenklagerung einer Kniehebel-

Schliesseinheit

-> geringe Deformation dank grossem E-Modul (Stahl)

gegossene Platte: Aufspannplatte aus Späroguss mit geeigneter Gestaltung, z.B. mit angegossenen Laschen für die Gelenklagerung einer Kniehebel- Schliesseinheit

-> festigkeitsgerechte Materialanordnung -> Integration von anderen Funktionen (Laschen für Gelenklagerung) -> Fabrikationsvorteile

Hohlguss: Aufspannplatte aus Sphäroguss mit eingegossenem Kern zur Erzeugung eines Hohlraums mit dem Ziel der Erhöhung der Plattensteifheit bezüglich Durchbiegung -> festigkeitsoptimierte Materialanordnung vor allem bei grossen

Maschinen -> verbesserte Führung der beweglichen Aufspannplatte auf den

Säulen

Das Design der beweglichen Aufspannplatte wurde bisher im Druckgussbereich als Vollkörper, ohne Hohlraum ausgeführt, um eine problemlose Zugänglichkeit der Auswerferplatte zu ermöglichen.

Die Bedienart und die Konstruktion des Auswerfers weichen an Spritzgiessmaschinen von derjenigen der Druckgiessmaschinen ab. Daher sind im Spritzgussbereich Hohlguss- und Kastenkonstruktionen bekannt, bei dehnen ein relativ schlecht zugänglicher Auswerfer innerhalb des Gussteiles angeordnet ist.

Im Spritzgiessbereich sind seit 10 Jahren 2-Platten-Schliesseinheiten bekannt. Dieses Maschinenkonzept ermöglicht mechanisch einfachere Schliesskonzepte mit besserer Kraftverteilung und weniger Rohmaterialbedarf. Daher wird dieses Konstruktionsprinzip vor allem bei grosseren Maschinengrössen eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckgiessmaschine, insbesondere eine Horizontal-Druckgiessmaschine zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine steife Anordnung der BAP ermöglicht, so dass auch bei maximaler Schliesskraft nahezu keine Durchbiegung resp. Parallelitätsabweichung der Formhälften auftritt. Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Die Druckgiessmaschine ist als Zweiplatten-Druckgiess-Maschine und deren BAP ist in Form eines geschlossenen Rahmens ausgebildet, der die Schliesskraft nahezu verformungsfrei aufnimmt. Zudem wird so neben einem Schutz der Führungssäulen vor Verschmutzung auch eine grosse Abstützung und Gleitfläche auf dem Maschinenbett erreicht.

Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart. So wird die Spannkraft für den Formschluss auf den Führungssäulen aufgebracht.

Zum Schutz des Zahnungsbereichs der Säulen (formschlüssige Verriegelung zur Krafteinleitung) muss die Verriegelung mit der Säule um ein durch die Maschinenspezifikation definiertes Mass von der Aufspannfläche der beweglichen Aufspannplatte zurückgesetzt werden. Dies kann mit aufgeschraubten Distanzstücken oder mittels einer giess- technisch erzeugten Erweiterung der beweglichen Aufspannplatte erreicht werden. Eine weitere Möglichkeit bestünde darin, den krafterzeugenden Zylinder derart lang zu bauen, dass diese Funktion den Schutz der Säulenzahnung übernehmen kann.

Die offenbarte Ausführung der beweglichen Aufspannplatte ermöglicht die Schutzfunktion der Säule optimal mit der festigkeitsgerechten Gestaltung der beweglichen Aufspannplatte zu verbinden.

Als wesentliches Merkmal der Aufspannplatte wird der angegossene oder angeschraubte zylinderförmige Säulenschutzbereich bei der Spannzylinderauflage mit Streben zu einem Rahmen verbunden. Dieser Rahmen verhindert ein Abweichen der Achslage unter Spannkraft und dadurch die Deformation der Aufspannfläche. Durch die Streben wird die Achsaufweitung zwischen zwei Säulen stark reduziert. Das vorteilhaft angegossene Schutzrohr der Säulenzahnung wird dadurch in Achsrichtung gehalten, was ein Moment entgegen der belastungemässen Durchbiegung der Aufspannplatte ergibt. Dieses Gegenmoment reduziert die Durchbiegung im Bereich der Aufspannfläche um ca. den Faktor 2. Die Krafteinleitung in die Säulenschutzrohre wird durch einen hinten der relativ dünne Aufspannplatte aufgegossenen Verstärkungsrahmen gewährleistet.

Dank dieser Gestaltung der beweglichen Aufspannplatte kann die Deformation der Aufspannfläche ohne höherem Werkstoffbedarf um beinahe den Faktor 2 gesenkt werden. Zudem kann die Säulenschutzfunktion geeignet in die Aufspannplatte integriert werden. Als weitere sehr nützliche Eigenschaft erweist sich eine extrem kleine Deformation der Zylinderanbaufläche. Der krafterzeugende Zylinder wird se bestmöglich vor Biegemomenten und Querkräften geschützt.

Die Säulenbiegung, ein zentrales Problem von Zweiplattenmaschinen, wird durch diese Konstruktion bei der beweglichen Aufspann platte nahezu eliminiert.

Die Zugänglichkeit zur Auswerfereinheit 14 bleibt dank der dünnen Strebenverbindung 5 weitgehend erhalten.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die

Fig. 1 : eine Seitenansicht einer Horizontal-Druckgiessmaschine Fig. 2: eine Prinzipdarstellung der beweglichen Aufspannplatte.

Eine Horizontal-Druckgiessmaschine weist ein Maschinenbett 1 mit einer senkrecht dazu angeordneten festen Aufspannplatte (FAP) 2 auf sowie eine auf dem Maschinentisch

1 gleitend verfahrbar angeordneten beweglichen Aufspannplatte (BAP) 3 auf. Die BAP 3 weist einen mittels Streben 5 geschlossenen Rahmen und einem Fuss 7 auf. An FAP

2 und BAP 3 sind je eine Formhälfte 16 bzw. 17 angeordnet. Die BAP 3 ist in vier Säulen 8 geführt, die wiederum in der FAP 2 gelagert sind. Es sind zwei obere und zwei untere Säulen 8 vorgesehen. Jeder Säule 8 ist eine, an der BAP angeordneter Kraftzylinder 9 zugeordnet, mittels dem anteilig die Formschlusskraft auf die jeweilige Säule 8 aufgebracht wird.

Zwischen den unteren Säulen 8 ist ein Bewegungszylinder 10 vorgesehen.

Die Säulen 8 sind im Bereich der BAP und der Kraftzylinder mit Rillen versehen, in die formschlüssige Elemente einer Verriegelung 11 eingreifen. Am freien Ende der oberen

Säulen 8 kann eine Säulenkupplung 12 in die Endrille einer Säule eingreifen. Ein Säu- lenauszugzylinder 13 ist zwischen Verriegelung 11 und Säulenkupplung 12 angeordnet.

Zum Ziehen der oberen Säulen 8 werden zunächst die Formhälften 16 und 17 auf einen Restabstand geschlossen. Ist die Kupplungsposition erreicht, rastet die Säulenkupplung 12 in die Endrille der Säule 8 ein. Folgend wird die Verbindung zwischen Säule und FAP gelöst. Der Bewegungszylinders 10 fährt die BAP 3 Richtung Form öffnen. Zusammen mit der BAP wird auch die gekuppelte Säule 8 aus der FAP 2 ausgefahren. Der Säulenauszugzylinder 13 bewegt die Säulenkupplung 12 mit der gekuppelten Säule 8 weiter Richtung Form öffnen, bis die Säule 8 vollständig in die BAP zurückgezogen worden ist.

Die Rückbewegung der gezogenen Säule 8 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Die hydraulische Energieversorgung für die Zylinderbewegungen wird von einer Pumpengruppe 15 zur Verfügung gestellt. Die Bewegungserzeugung kann aber auch elektromotorische erfolgen.

Bezugszeichen

Maschinenbett feste Aufspannplatte (FAP) bewegliche Aufspannplatte (BAP)

Säulenschutzrohr

Strebe

Rippe

Fuss

Säule

Kraftzylinder

Bewegungszylinder

Verriegelung

Säulenkupplung

Säulenauszugzylinder

Auswerfereinheit

Pumpengruppe feste Formhälfte bewegliche Formhälfte