AT403136B - Vorrichtung zum schliessen von formen einer spritzgiessmaschine - Google Patents

Description

AT 403 136 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schließen von Formen einer Spritzgießmaschine mit einer ortsfesten Endplatte, die über einen Kniehebelmechanismus mit einer bewegbaren Formaufspannplatte verbunden ist, wobei eine wenigstens einen Motor und zumindest eine Spindel umfassende Antriebsvorrichtung den Kniehebelmechanismus antreibt.

Bei bekannten Vorrichtungen sind ein oder zwei Elektromotoren an der ortsfesten Endplatte außen angebracht. Sie treiben über eine Gewindespindel einen Kniehebelmechanismus an, der die bewegbare Formaufspannplatte bewegt und auf eine ortsfeste Formaufspannplatte zum Schließen der Form zustellt bzw. zum Öffnen der Form von dieser abhebt. Der Elektromotor kann eine Mutter in Rotation versetzen, die dann eine drehfeste Spindel linear verschiebt. Es ist aber auch möglich, daß der Motor die Spindel in Rotation versetzt und diese in einer drehfesten Mutter eine lineare Bewegung hervorruft. Beim Stand der Technik kommen hauptsächlich sogenannte Kugelumlaufspindeln mit größerer Steigung zum Einsatz, die allerdings nur eine verhältnismäßig geringe Belastbarkeit aufweisen.

Weiters ist aus der AT 378 501 B ein Antrieb zwischen dem Kreuzkopf des Kniehebelmechanismus und der bewegbaren Formaufspannplatte bekannt. Bei dieser Spritzgießmaschine handelt es sich jedoch nicht um eine gattungsgemäße Spritzgießmaschine mit Elektromotor und Spindel. Vielmehr ist bei der aus der AT 378 501 B bekannten Spritzgießmaschine eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen. Mit einer solchen Kolben-Zylinder-Einheit läßt sich kein feinfühliger Antrieb mit hoher Auflösung realisieren, weshalb bei der bekannten Spritzgießmaschine zusätzlich Schnellfahrzylinder vorgesehen sein müssen. Erst dieser Schnellhub über gesonderte schmale Zylinder erlaubt eine feine eindeutige Bewegung, während die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheitzwischen bewegbarer Formaufspannplatte und Kniehebel lediglich den Krafthub vollzieht. Insgesamt ist diese ältere Spritzgießmaschine, die übrigens von der Anmelderin selbst stammt, konstruktiv sehr aufwendig und daher in der Praxis nicht zum Einsatz gekommen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Schließen von Formen einer Spritzgießmaschine der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die sich durch eine kompakte (kurze) Bauweise, rasche Zykluszeiten und hohe Schließkräfte auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, daß die Antriebsvorrichtung an der bewegbaren Formaufspannplatte einerseits und am Kniehebelmechanismus andererseits angreift.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem der Spindelantrieb zwischen Kniehebelmechanismus und ortsfester Endplatte erfolgt, ist dies gemäß dem Vorschlag der Erfindung zwischen dem Kniehebelmechanismus und der bewegbaren Formaufspannplatte der Fall. Wesentlich ist also, daß die Antriebsvorrichtung zwischen Kniehebelmechanismus und bewegbarer Formaufspannplatte wirkt. Dabei kann die Antriebsvorrichtung direkt oder über fest an der bewegbaren Formaufspannplatte bzw. dem Kniehebelmechanismus angebrachte Teile an der bewegbaren Formaufspannplatte einerseits und am Kniehebelmechanismus andererseits angreifen.

Das Gehäuse des Motors sowie der Motor bzw. die Motoren selbst können platzgünstig fest mit der bewegbaren Formaufspannplatte in Verbindung stehen und mit dieser die Öffnungs- und Schließbewegungen mitmachen. Abgesehen von einer kompakteren Bauweise (die Motoren stehen nicht außen über die ortsfeste Endplatte vor) kann man durch die erfindungsgemäße Anordnung höher belastbare Spindeln mit geringerer Steigung einsetzen, ohne jedoch Nachteile bei den Zykluszeiten in Kauf nehmen zu müssen. Der Angriffspunkt der Spindel am Kniehebelmechanismus (beispielsweise der Kreuzkopf eines Kniehebelmechanismus) legt nämlich beim Öffnen bzw. Schließen der bewegbaren Formaufspannplatte relativ zur bewegbaren Formaufspannplatte einen geringeren Weg zurück als relativ zur ortsfesten Endplatte. Mit anderen Worten heißt dies, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung die Spindel bei gleichem Hub der bewegbaren Formaufspannplatte einen geringeren linearen Hub erzeugen muß, als dies beim Stand der Technik der Fall war, wo die Spindel zwischen Kniehebelmechanismus und ortsfester Endplatte wirkt. Damit kann man auch höher belastbare Spindeln mit geringerer Steigung, als dies bei den herkömmlichen Kugelumlaufspindeln der Fall war, einsetzen und dennoch ohne Drehzahlerhöhung der Spindel hohe Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeiten der bewegbaren Formaufspannplatte erzielen.

Als Spindeln eignen sich insbesondere Gewindespindeln geringer Steigung. Die die Gewindespindel aufnehmende Mutter kann mehrere in einem Gehäuse drehfest gehaltene Satellitenspindeln aufweisen, die sich parallel zur Gewindespindel über deren Umfang verteilt erstrecken, wobei die Gewindezüge der Satellitenspindeln mit denen der Gewindespindel in Eingriff stehen. Solche Spindeltriebe sind als Gewinderollenschraubtriebe bekannt. Sie sind in der Lage, hohe axiale Kräfte zu übertragen. Durch die spezielle Ausbildung ist es möglich, im Gehäuse ständig eine hervorragende Schmierung durch Fett oder Öl zu erzielen.

Als Motoren eignen sich insbesondere hochdynamische Elektromotoren, vor allem Drehstrom-Servomotoren. Drehstrom-Servomotoren sind dauermagneterregte Synchronmotoren, die beispielsweise mit zuge- 2

AT 403 136 B ordneten Transistorpulsumrichtern betrieben werden. Die Motoren bieten ein nahezu konstantes Dauerdreh-moment und konstante Überlastungsfähigkeit im gesamten Drehzahlbereich. Für einen eindeutigen präzisen Antrieb, bei dem sich der Motor während des gesamten öffnungs- bzw. Schließhubs der bewegbaren Formaufspannplatte jeweils in dieselbe Richtung drehen kann, ist es günstig, wenn der Kniehebelmechanismus so dimensioniert ist, daß sich der Abstand zwischen der bewegbaren Formaufspannplatte und dem Angriffspunkt der Spindel am Kniehebelmechanismus als Funktion der Lage der bewegbaren Formaufspannplatte über den gesamten Plattenhub der bewegbaren Formaufspannplatte streng monoton ändert. Es ist dann jedem vom Spindelantrieb hervorgerufenen Abstand zwischen der festen Formaufspannplatte und dem Angriffspunkt der Spindel am Kniehebelmechanismus (beispielsweise dem Kreuzkopf) eindeutig eine bestimmte räumliche Lage der bewegbaren Formaufspannplatte zugeordnet.

Um die bei Spritzgießmaschinen erforderlichen hohen Schließkräfte aufbringen zu können, ist vorteilhaft vorgesehen, daß der Kniehebelmechanismus als an sich bekannter Doppelkniehebelmechanismus ausgebildet ist, wobei im Bereich der Kniegelenke, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischenhebels, ein linear verschiebbarer gemeinsamer Kreuzkopf ausgebildet ist, an dem die Mutter für die Spindel ausgebildet ist.

Als konstruktive Variante, durch die der aufgrund extrem hoher Kräfte auftretende Verschleiß zwischen Mutter und Spindel reduziert wird, kann vorgesehen sein, daß der Kniehebelmechanismus als an sich bekannter Doppelkniehebelmechanismus ausgebildet ist, wobei im Bereich der Kniegelenke, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischenhebels zwei Muttern angelenkt sind und zwei Motoren mit je einer Spindel vorgesehen sind, wobei jede Spindel mit einer der zwei Muttem in Eingriff steht. Somit wird eine Aufteilung der Kräfte erzielt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen-Schließvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 3 den Abstand zwischen der Formaufspannplatte und dem Angriffspunkt der Spindel am Kniehebelmechanismus als Funktion der Lage der bewegbaren Formaufspannplatte und Fig. 4 einen Schnitt durch eine die Gewindespinde! aufnehmende Mutter.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist eine bewegbare Formaufspannplatte 2 auf, die zum Schließen der Form auf die feste Formaufspannplatte 1 zugestellt bzw. zum Öffnen der Form wieder von dieser wegbewegt werden soll. Um die bei Spritzgießmaschinen erforderlichen hohen Schließkräfte aufbringen zu können, ist ein Doppelkniehebelmechanismus 4 vorgesehen, der sich einerseits an einer ortsfesten Endplatte 3 und andererseits an der bewegbaren Formaufspannplatte 2 abstützt. Der Doppelkniehebelmechanismus weist je zwei Hebel 4a, 4b auf, die mit der ortsfesten Endplatte 3 bzw. mit der bewegbaren Formaufspannplatte 2 gelenkig verbunden sind. Über Zwischenhebel 4c ist ein Kreuzkopf 5 angelenkt. Dessen Längsbewegung in Maschinenlängsrichtung öffnet und schließt den Doppelkniehebeimechanismus 4. Um nun den Kreuzkopf 5 linear zu bewegen, ist eine Spindel 6 vorgesehen, die in eine Mutter im Kreuzkopf 5 eingreift· Bei Rotation der Spindel 6 wird also der Kreuzkopf 5 entlang der Spindel 6 verschoben. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß der die Spindel antreibende Motor, beim gezeigten Ausführungsbeispiel vorteilhaft ein hochdynamischer Drehstrom-Servormotor 7, an der bewegbaren Formaufspannplatte 2 angebracht ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Spindel lose durch die Endplatte 3 geführt, wobei ein axiales Verschieben der Spindel 6 zugelassen ist. Grundsätzlich könnte diese lose Führung aber auch entfallen und die Spindel 6 vor der ortsfesten Endplatte 3 enden. Dies ist insbesondere dann möglich wenn der Kreuzkopf - wie üblich - in eigenen nicht dargestellten Führungen linear geführt ist.

Durch den erfindungsgemäßen Spindelantrieb zwischen Angriffspunkt am Kniehebelmechanismus (hier Kreuzkopf 5) und bewegbarer Formaufspannplatte 2 lassen sich bei geringem Hub des Kreuzkopfes 5 entlang der Spindel 6 verhältnismäßig große Hübe der bewegbaren Formaufspannplatte erzielen. Dies ermöglicht es. auch hoch belastbare Gewindespindeln mit geringer Steigung einzusetzen, ohne geringere Öffnungs- oder Schließgeschwindigkeiten der bewegbaren Formaufspannplatte in Kauf nehmen zu müssen.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel weist ebenfalls einen Doppelkniehebelmechanismus auf. Allerdings sind zwei außerhalb des Doppelkniehebelmechanismus angeordnete Spindeltriebe vorgesehen. Jeder Spindeltrieb umfaßt einen Motor 7' bzw. 7", der gemäß der Erfindung mit der bewegbaren Formaufspannplatte 2 verbunden ist, sowie eine von diesem in Rotation versetzte Spindel 6' bzw. 6". Zur Erzeugung einer linearen Bewegung aus der Rotationsbewegung der Spindel sind Muttern 5' bzw. 5" vorgesehen, die über Zwischenhebel 4c mit den Heben 4a des Doppelkniehebelmechanismus gelenkig in Verbindung stehen. Um allfällige Probleme mit dem synchronen Antrieb zweier Motoren zu vermeiden, kann auch ein Motor vorgesehen sein, der über ein Getriebe oder Zahnriemen oder dgl. zwei Spindeln an treibt. 3

Claims (5)

1. AT 403 136 B Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich nur um schematische Darstellungen. In der Praxis können die Dimensionierungen, insbesondere die relativen Hebellängen der Kniehebelmechanismen, abweichen. Um eine präzise eindeutige Bewegung der bewegbaren Formauf-spannplatte 2 zu erzielen, ist es günstig, wenn die Kniehebelmechanismen so dimensioniert sind, daß sich der Abstand d zwischen der bewegbaren Formaufspannplatte und dem Angriffspunkt 5, 5', 5" der Spindel 6, 6', 6" am Kniehebeimechanismus 4 als Funktion der Lage H der bewegbaren Formaufspannplatte 2 über den gesamten Plattenhub ΔΗ der bewegbaren Formaufspannplatte 2 streng monoton ändert. Ein solcher Verlauf ist in Fig. 3 dargestellt. Zu jedem Abstand d zwischen bewegbarer Formaufspannplatte und Angriffspunkt der Spindel am Kniehebelmechanismus gehört eindeutig eine bestimmte räumliche Lage H der bewegbaren Formaufspannplatte, und zwar über den gesamten Plattenhub ΔΗ. Aus der Fig. 3 ist weiters ersichtlich, daß die Kurve nach dem kniehebeltypischen nahezu vertikalen Anstieg im Bereich der geschlossenen bewegbaren Formaufspannplatte relativ flach ansteigt. Dies bedeutet, daß man mit einem relativ geringen Hub Ad im Abstand zwischen der bewegbaren Formaufspannplatte und dem Angriffspunkt der Spindel am Kniehebelmechanismus einen relativ großen Plattenhub ΔΗ der bewegbaren Formaufspannplatte 2 erzielen kann. Dies ist eine typische Eigenschaft des erfindungsgemäßen Antriebs zwischen bewegbarer Formaufspannplatte einerseits und Kniehebelmechanismus andererseits. In Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine Mutter 5 dargestellt, die eine Gewindespinde! 6 aufnimmt. Bei dieser Ausführungsform sind in einem Gehäuse 10 mehrere über den Umfang der Spindel 6 verteilte Satellitenspindeln 11 vorgesehen, die mit ihren Gewindezügen in die Gewindezüge der Gewindespindel 6 eingreifen. Die Satellitenspindeln 11 dieses Gewinderollenschraubtriebes sind drehtest im Gehäuse 10 gehalten und erlauben eine hohe axiale Kraftübertragung bei gleichzeitiger, hervorragender Schmiermöglichkeit durch Öl oder Fett im Gehäuse 10. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es sind auch andere Motoren als Elektromotoren, beispielsweise Hydromotoren für den Antrieb grundsätzlich denkbar und möglich, wenngleich auch die genannten Drehstrom-Servomotoren aufgrund ihrer hochdynamischen Antriebseigenschaften als bevorzugt anzusehen sind. Auch ist es vor allem bei kleineren Maschinen denkbar, Kugelumlaufspindeln einzusetzen. Man hat dann den Vorteil, daß diese eine verhältnismäßig große Steigung aufweisenden Kugelumlaufspindeln mit geringer Drehzahl betrieben werden können, ohne Einbußen bei der Öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeit der bewegbaren Formaufspannplatte in Kauf nehmen zu müssen. Es sind natürlich auch andere Kniehebelmechanismen als die gezeigten Doppelkniehebelmecha-mismen denkbar und möglich. Schließlich läßt sich die Erfindung nicht nur bei Spritzgießmaschinen mit Holmen 9 (Fig. 2) sondern auch bei holmlosen Spritzgießmaschinen einsetzen. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, den Motor am Kniehebelmechanismus (z. B. Kreuzkopf) anzuordnen und die Spindel an der bewegbaren Formaufspannplatte abzustützen. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Schließen von Formen einer Spritzgießmaschine mit einer ortsfesten Endplatte, die über einen Kniehebelmechanismus mit einer bewegbaren Formaufspannplatte verbunden ist, wobei der Kniehebelmechanismus über eine wenigstens einen Elektromotor, vorzugsweise Drehstromservomotor, und zumindest eine Spindel umfassende Antriebsvorrichtung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung an der bewegbaren Formaufspannplatte (2) einerseits und am Kniehebelmechanismus (4) andererseits angreift.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (7) bzw. die Motoren (7', 7") an der bewegbaren Formaufspannplatte (2) angebracht ist bzw. sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kniehebelmechanismus als an sich bekannter Doppelkniehebelmechanismus (4) ausgebildet ist, wobei im Bereich der Kniegelenke, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischenhebels (4c), ein linear verschiebbarer gemeinsamer Kreuzkopf (5) ausgebildet ist, an dem die Mutter für die Spindel (6) ausgebildet ist. (Fig. 1).
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kniehebelmechanismus als an sich bekannter Doppelkniehebelmechanismus (4) ausgebildet ist, wobei im Bereich der Kniegelenke, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischenhebels (4c) zwei Muttern (5\ 5") angelenkt sind und zwei Motoren (7’, 7") mit je einer Spindel (6’, 6") vorgesehen sind, wobei jede Spindel (6', 6") mit einer der zwei Muttem (5', 5") in Eingriff steht. (Fig. 2) 4 AT 403 136 B
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindei (6) eine Gewindespindel ist und die Muttem (5) mehrere in einem Gehäuse (10) drehtest gehaltene Satellitenspindein (11) aufweist, die sich parallel zur Gewindespindel (6) über deren Umfang verteilt erstrecken, wobei die Gewindezüge der Satellitenspindeln (11) mit denen der Gewindespindel (6) in Eingriff stehen. (Fig. 4) Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 5