Druckgiessmaschine

Die Erfindung betrifft eine Druckgiessmaschine zum Vergiessen leichtmetallischer Werkstoffe, insbesondere eine Horizontal-Druckgiessmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen 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 zur Verarbeitung von plastifiziertem Kunststoff bekannt, deren BAP Elemente einer Rahmenstruktur aufweist um einen seitlichen Zugang für Antriebseinrichtungen zu erreichen. Wie auch bei der DE-A-10101138 ist eine Verriegelung für eine Säule offenbart, die eine Kolbenanordnung aufweist, bei der an einer Kolbenstange eine Klauenbuchse angeordnet ist. Die Klauenbuchse weist mindestens zwei Stufen auf um die Krafteinleitung zu verteilen, wobei die Radien beider Stufen unterschiedlich sind. Klauenbuchse und Kolben sind in einer Platte bewegbar angeordnet.

Allgemein ist ein zweistufiges Ausziehen von Führungssäulen bei Druckgiessmaschinen mittels Formbewegung bei Kniehebel-Schliesseinheiten bekannt. Dies erfordert jedoch erhebliche konstruktive Massnahmen und einen hohen Platzbedarf für die auszuziehenden Säulen.

In der US-A-2007/0065534 ist eine Auszugsvorrichtung für Säulen offenbart, bei der eine Kupplung mit einem Kupplungsriegel auf der Säulenstirnseite befestigt ist. Der Kupplungsriegel kann in das Stangenende des Säulenauszugszylinder einfahren und somit eine formschlüssige Verbindung herstellen. Die Kupplung ragt durch diese Konstruktion über den Aussend urchmesser der Säule. Die bewegliche Aufspannplatte mit einem aufgeschraubten Schutzrohr kann somit nicht über das Säulenende zurückfahren, da der bewegte Schlitten mit dieser Kupplung kollidieren würde. Somit muss die Säule länger als für den Formschluss notwendig ausgeführt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckgiessmaschine, insbesondere eine Zweiplatten-Horizontal-Druckgiessmaschine zu schaffen, die mit einfacheren Mitteln ein Verriegeln und Ziehen von Führungssäulen ermöglicht. Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Säulen sind in Spannvorrichtungen geführt, die mit lösbaren Kupplungen für den Giessbetrieb versehen sind. Nur zum Ziehen der Säulen werden die Kupplungen gespannt.

Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart. Bevorzugt sind Ausstosszylinderfür die oberen Säulen vorgesehen und so angeordnet, dass die Länge der Maschine deutlich unterhalb einer Gelenkmaschine liegt und an Freiraum für das Ziehen und Ausstossen der Säulen nur etwa die Säulenlänge benötigt wird.

Zum einfacheren Formwechsel können bei vielen Druckgiessmaschinen die oberen Säulen aus dem Formeinbauraum herausgezogen werden. Mit Vorteil geschieht dies in Richtung der beweglichen Aufspannplatte. Die ebenfalls denkbare Variante des Säulenauszugs Richtung fester Aufspannplatte scheitert häufig an dem durch Peripheriegeräte eingeschränkten Raum oberhalb des Giessaggregats.

Ein Säulenauszug in Richtung beweglicher Aufspannplatte bietet sich bei Gelenksys- tem-Schliesseinheiten von Druckgiessmaschinen geradezu an, da ein Säulenauszugzy- linder mit genügendem Hub direkt oberhalb des Gelenksystems angeordnet werden kann, ohne das Gelenksystem in der Länge wesentlich zu überragen. Die Endplatte der Gelenksystem-Schliesseinheit stellt zudem eine gute Säulenführung mit zwei definierten Lagerpunkten dar.

Im Zuge der Entwicklung von 2-Platten-Schliesseinheiten mussten neue Lösungen gefunden werden, da der für den Säulenauszug notwendige Bauraum den Vorteil einer kürzeren Maschinenlänge zu negieren droht.

Die BAP ist vorzugsweise in Form eines geschlossenen Rahmens ausgebildet, der die Schliesskraft nahezu verformungsfrei aufnimmt. Zudem wird so neben einem Schutz der Führungssäulen auch eine grosse Abstützung und Gleitfläche auf dem Maschinenbett erreicht.

Die Schliesskraft einer Druckgiessmaschine wird vorzugsweise über Säulen von der festen Aufspannplatte zur beweglichen Aufspannplatte übertragen. Die Säulen können

die BAP zusätzlich noch führen um eine präzise Kontaktfindung der Formhälften zu gewährleisten.

Die erfindungsgemässe Lösung ermöglicht eine kürzere Maschinenlänge als der Stand der Technik. Dies wird vor allem bei vollständig ausgefahrenen Säulen ersichtlich.

Zum Ziehen der Säulen wird zunächst die Form auf eine Säulenkupplungsposition geschlossen. Für den Kupplungsvorgang wird die Position der BAP und eines Spannzylinders mittels eines Wegmesssystems erfasst. Die Kupplungsscheiben einer Säulenkupplung rastet in eine Kupplungsnut der Säule ein und gibt gleichzeitig die Verbindung der Säulenkupplung zum Spannzylinder frei.

Zu ziehende Säulen werden bei der FAP entriegelt. Anschliessend werden sie zusammen mit der Formöffnungsbewegung aus der FAP ausgefahren. Der zur vollständigen Freistellung des Formeinbaubereiches notwendige Resthub wird mittels eines an der Säulenverriegelung oder BAP befestigten Säulenausstosszylinders gefahren.

Aufgrund der Rahmenkonstruktion der BAP und der damit verbundenen grossen Führungslänge der Säulen wird ein verkanten oder abkippen von Säulen vermieden.

Eine kostengünstige und zudem kurze 2-Platten-Schliesseinheit wird mit kürzest möglicher Säulenlänge erreicht, was scheinbar ein Säulenziehen Richtung beweglicher Aufspannplatte verunmöglicht. Wesentlich ist nun an der vorgeschlagenen Lösung, den Säulenauszugsmechanismus mit der Säule an geeigneter Stelle zu kuppeln. Der Säulenauszugsmechanismus ist daher im Produktionszyklus nicht mit der zu ziehenden Säule verbunden, sondern befindet sich in einer Warteposition an der beweglichen Aufspannplatte.

Auf der Säule ist eine Kupplungszone definiert, in die bei maximaler Formbauhöhe und einem zusätzlichen Sicherheitsabstand die Kupplungsscheiben einer Säulenkupplung eingreifen können. Die Säule kann somit auch bei einem Formschaden noch gekuppelt werden. Die Kupplungsrille überragt an keiner Abmessung den Säulendurchmesser. Das Ende der Säule kann so ungehindert in den Bereich der Spannzylinder und der

BAP einfahren, was eine minimale Säulenlänge und dadurch eine minimale Maschinenlänge bei gezogener Säule ermöglicht.

Mit dem Kupplungsvorgang wird einerseits die Säulenauszugsmechanik mit der zu ziehenden Säule gekuppelt und andererseits diese Kupplung vom der beweglichen Aufspannplatte entkuppelt.

Die erfindungsgemässe Säulenkupplung ermöglicht ein Gekuppelt sein an der Verriegelung und eine Entkupplung auf der Säule bzw. eine Entkupplung bei Verriegelung und Gekuppelt sein auf der Säule.

Der Säulenauszug erfolgt nach dem Kuppeln der Säule zweistufig. Zuerst wird mit der Bewegung der beweglichen Aufspannplatte die Säule so weit wie möglich aus der festen Aufspannplatte gezogen. Da sich hier die Säulenkupplung immer noch in der zentrierten Lage der Warteposition befindet, ist eine optimale Achslage der Säule sowohl beim Ziehen wie auch beim wieder Einfahren gegeben. Der Bewegungszylinder der beweglichen Aufspannplatte ist kräftiger als der Säulenauszugzylinder. Der Säulenauszug aus der festen Aufspannplatte ist somit mit grosserer Sicherheit gewährleistet als dies mit den üblichen Konstruktionen möglich war.

In einer zweiten Phase zieht der Auszugzylinder die gekuppelte Säule noch um den Resthub in Richtung beweglicher Aufspannplatte, bis die Säule vollständig in die bewegliche Aufspannplatte zurückgezogen ist. Der Auszugzylinder für den Resthub kann bedeutend kleiner und dadurch kostengünstiger als übliche Säulenauszugzylinder ausgelegt werden.

Das zweistufige Verfahren ermöglicht die kürzestmögliche Säulenlänge bei einer 2- Platten-Schliesseinheiut beizubehalten und mit einer geringen Zusatzlänge den Auszugzylinder zu koppeln. Resultierend ist eine sehr kleine Maschinenlänge bei gezogener Säule. Dies ermöglicht eine Druckgiessmaschine auf kleinerer Standfläche aufzustellen.

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 Spannvorrichtung mit geöffneter Kupplung Fig. 3: gezogene und eine ausgestossene Säule.

Eine Zweiplatten-Horizontal-Druckgiessmaschine weist ein Maschinenbett 1 mit einer senkrecht dazu angeordneten festen Aufspannplatte (FAP) 2 auf sowie eine auf dem Maschinentisch 1 gleitend verfahrbar angeordnete bewegliche Aufspannplatte (BAP) 3 auf. Die BAP 3 weist einen, bevorzugt geschlossenen Rahmen mit zwei Füssen 7, Streben 5 und Rippen 6 und eine Auswerfereinheit 14 auf. An FAP 2 und BAP 3 sind je eine Formhälfte einer Form 16 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 angeordnete Spannvorrichtung 9 zugeordnet, mittels der die Spannkraft beim Schuss auf die jeweilige Säule 8 aufgebracht wird. Das in die BAP 3 integrierte Säulenschutzrohr 4 verhindert eine Verschmutzung der Säulenzahnung (Verriegelungsrillen 17).

Zwischen den unteren Säulen 8 ist ein Schliesszylinder 10 vorgesehen.

Das Ende der Säulen 8 ist im Bereich der BAP mit einem Kupplungszapfen 20 und einer Kupplungsnut 19 versehen, in die die Kupplungsscheiben 18 einer Säulenkupplung 12 eingreifen. An der Säulenkupplung 12 sind Säulenausstosszylinder 13 angeordnet, die an der Verriegelung 11 oder der BAP 3 angeordnet bzw. befestigt sind.

Zum Ziehen der Säulen 8 wird zunächst die Form 16 auf die Kupplungsposition geschlossen. Diese Position wird mit Wegmesssystemen an der BAP und an der Spannvorrichtung ermittelt. Die Kupplungsscheiben 18 der Säulenkupplung 12 rasten in die Kupplungsnut 19 der Säulen 8 ein und bei der FAP 2 werden die zu ziehenden Säulen 8 entriegelt. Anschliessend wird die Form 16 geöffnet und zugleich werden die Säulen 8 aus der FAP 2 ausgestossen.

Danach können die gezogenen Säulen 8 mittels der Säulenausstosszylinder 13 ausge- stossen werden.

Die erforderlichen Kräfte werden von einer Antriebsgruppe 15 erzeugt.

Die Kupplungsstelle beträgt im Beispiel ca. 150 mm vor der Formberührung bei maximaler Formbauhöhe.

Bezugszeichen

Maschinenbett feste Aufspannplatte (FAP) bewegliche Aufspannplatte (BAP)

Säulenschutzrohr

Strebe

Rippe

Fuss

Säule

Spannvorrichtung

Schliesszylinder

Verriegelung

Säulenkupplung

Säulenausstosszylinder

Auswerfereinheit

Antriebsgruppe

Form

Verriegelungsille

Kupplungsscheibe

Kupplungsnut

Kupplungszapfen