DE10040819A1 - Plattenschließeinheit für eine Spritzgießmaschine - Google Patents

Abstract

Zur Verschiebung einer beweglichen Formaufspannplatte wird vorgeschlagen, einen Gewindespindelantrieb zwischen der beweglichen Formaufspannplatte und einer feststehenden Formaufspannplatte einzusetzen, wobei ein Ende jeder Gewindespindel in der feststehenden Formaufspannplatte gelagert ist und als Kolben einer Hydraulikkolbenzylindereinheit ausgebildet ist. Die Kolben sind in der Formaufspannplatte in Druckmittelzylindern gelagert, und durch geeignetes Beaufschlagen der Kolben wird eine erhöhte Schließkraft für die Plattenschließeinheit erzeugt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Plattenschließeinheit für eine Spritzgießmaschine, von der im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Art.

Derartige Plattenschließeinheiten sind allgemein bei Kunst­ stoff-Spritzgießmaschinen oder bei Spritzgießmaschinen für thixotrope Metalle bekannt. Dabei sind in der Regel eine beweg­ liche Formaufspannplatte und eine feststehende Formaufspann­ platte vorgesehen, die jeweils eine Gießformhälfte tragen. Die Plattenschließeinheit hat erstens die Funktion, die beiden Formaufspannplatten gegeneinander zu verfahren und somit die Form zu öffnen bzw. zu schließen. Eine weitere Funktion liegt darin, eine hohe Schließkraft aufzubringen, um sicherzustellen, daß die Form auch bei sehr hohen Einspritzdrücken verschlossen bleibt und nicht auseinanderklafft. Zwar könnte man daran den­ ken, beide Funktionen in einer Antriebseinheit zusammenzufas­ sen, was aber zu unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der Konstruktion führt. So kann das Verfahren der Platten mit relativ geringer Kraft durchgeführt werden, erfordert aber ei­ nen relativ großen Hub; das Verriegeln erfordert bei einer ho­ hen Schließkraft einen relativ geringen Hub. Somit ist die Di­ mensionierung für einen einzelnen Antrieb, der beide Funktionen erfüllt, ungünstig.

Separate Einheiten wurden deshalb beispielsweise in der EP 0 544 903 B1 vorgeschlagen, bei der ein Spindelantrieb die Verfahrbewegung realisiert und Elektromagnete die Verschluß­ kraft sicherstellen; eine Kombination aus Kugelgewindespindel und Kniehebel zeigt die EP 0 383 935 A1; eine Anordnung aus Zahnstangen und Exzenter ist aus der DE 195 44 329 A1 bekannt.

Bei den bekannten Techniken sind für die Schließkrafteinheit aufwendige und wartungsintensive Mechaniken erforderlich bzw. können sehr hohe Schließkräfte nur bedingt erzeugt werden.

Einen besonders kompakten Aufbau bieten die sogenannten 2- Plattenschließeinheiten. Beim konventionellen Aufbau (3-Plat­ tenaufbau) ist neben einer feststehenden Formaufspannplatte zu­ sätzlich eine Stützplatte vorgesehen, wobei die bewegliche Formaufspannplatte zwischen der feststehenden Formaufspannplat­ te und der Stützplatte angeordnet ist und sich mechanisch an der Stützplatte abstützt. Beim 2-Plattenaufbau stützt sich die bewegliche Formaufspannplatte lediglich an der feststehenden Formaufspannplatte ab. Dies stellt zwar einen relativ kompakten Aufbau dar, macht es aber problematisch, eine Schließkraftein­ heit anzubringen.

Dementpsrechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Plattenschließeinheit zu schaffen, die sich durch einen einfa­ chen und kompakten Aufbau auszeichnet und insbesondere auch als 2-Plattenschließeinheit ausgeführt sein kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Plattenschließein­ heit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1; die weiteren Pa­ tentansprüche betreffen weitere Ausgestaltungen der Erfindung.

Bei der erfindungsgemäßen Kombination eines Elektroantriebs für das Verfahren der beweglichen Formaufspannplatte und einer fluidbetätigten Vorrichtung für die Schließkrafteinheit können beide Funktionen, das heißt die Bewegung mit langem Verstellweg und geringer Kraft und das Aufbringen einer hohen Schließkraft bei geringem Verstellweg, gleichzeitig ohne großen mechanischen Aufwand erfüllt werden. Dabei ist vorzugsweise die fluidbetä­ tigte Vorrichtung in eine der Formaufspannplatten integriert oder an ihr ausgebildet.

Vorzugsweise ist der Antrieb ein Gewindespindelantrieb, und die Schließkrafteinheit ist eine Hydraulikkolbenzylindereinheit. Bei diesem Aufbau ist es insbesondere vorteilhaft, ein Ende der Gewindespindel als Element der Hydraulikkolbenzylindereinheit auszubilden, wobei das andere Element in einer der Formauf­ spannplatten ausgebildet ist. Dabei ist es vorteilhaft, die Ge­ windespindel drehfest zu halten und die Verschiebung der Formaufspannplatte über eine Gewindemutter zu realisieren.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße 2-Plattenschließeinheit in teilweise weggebrochener Seitendarstellung.

Die 2-Plattenschließeinheit gemäß Fig. 1. umfaßt eine festste­ hende Formaufspannplatte 16 und eine bewegliche Formaufspann­ platte 3. Die Formaufspannplatten 3, 16 sind über vier Gewinde­ spindeln 14, 15 miteinander verbunden, wobei in der Darstellung nur zwei Gewindespindeln sichtbar sind. Die Gewindespindeln sind durch die bewegliche Formaufspannplatte geführt.

An der beweglichen Aufspannplatte 3 sind Spindelmuttern 2 dreh­ bar montiert, die in Eingriff mit dem Gewindeabschnitt der Ge­ windespindeln stehen und über einen Zahnriemen 13 von einem Elektromotor I in Drehung versetzt werden können. Zwischen den Gewindespindeln 2 und der beweglichen Aufspannplatte 3 sind lösbare Zahnhaltebremsen 4 vorgesehen, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Formaufspannplatte und den Spindelmut­ tern 2 herstellen können.

An der feststehenden Aufspannplatte 16 sind die Enden der Ge­ windespindeln derart gelagert, daß sie im wesentlichen keine bzw. nur eine für einen Verriegelungshub erforderliche Axialbe­ wegung durchführen können und gegen Verdrehung gesichert sind.

In der Fig. 1 sind schematisch zwei Formhälften F und F' dar­ gestellt, die von der beweglichen Formaufspannplatte 3 bzw. der feststehenden Formaufspannplatte 16 getragen werden.

Zum Verschließen der Form wird die Zahnhaltebremse gelöst, der Motor I betreibt über den Zahnriemen 13 die Gewindemuttern 2 und verschiebt somit die bewegliche Formaufspannplatte 3 zum Verschließen der Form (nach rechts in der Figur) über den Fahr­ hub und dem Formhöhenausgleich Δ, bis die Formhälften F und F' aneinanderliegen und somit die Form verschlossen ist. Die Posi­ tion der beweglichen Aufspannplatte 3 ist dabei mit gestrichel­ ten Linien als 3' in der Figur dargestellt.

Die in der festen Formaufspannplatte gelagerten Enden der Ge­ windespindeln sind jeweils als Kolbenstangen ausgebildet, die Kolben 9 einer Hydraulikkolbenzylindereinheit tragen, wobei die Kolben in Zylindern geführt sind, die in der Formaufspannplatte ausgebildet sind. Zwischen der spindelseitigen Fläche des Kol­ bens 9 und der gegenüberliegenden Fläche des Zylinders ist ein Druckmittelraum 7 gebildet, der durch eine Dichtung D und einen Kolbenring K abgedichtet ist. Der Druckmittelraum 7 steht über geeignete Leitungen 18 und ein Ventil 6 in Verbindung mit einem Druckmittelzylinder 19, in den sich ein Verdrängungskolben S erstreckt. Der Verdrängungskolben kann durch einen Elektromotor II axial im Zylinder verschoben werden. Als Verdrängereinheit kann auch ein Mehrkostensystem eingesetzt werden, z. B. Axial- oder Radialpumpen. Des weiteren ist ein Druckmittelreservoir (Niederdruckspeicher) 12 mit dem Druckmittelzylinder 19 verbun­ den, über das zusätzliches Druckmittel in den Zylinder einge­ bracht werden kann.

Ein Druckaufnehmer 8 ist in der Leitung zwischen dem Ventil 6 und dem Druckmittelraum 7 vorgesehen.

Das Werkzeug wird, wie oben beschrieben, durch die Betätigung des Motors I verschlossen, wobei sich bei der Bewegung die Kol­ ben 9 am Boden der Druckmittelräume 7 (linke Seite in der Fi­ gur) abstützen. Nachdem die Zahnhaltebremsen 4 geschlossen sind, wird das schaltbare Ventil 6 geöffnet, und der Verdrän­ gerkolben 5 wird in den Druckmittelzylinder 19 bewegt, so daß das Druckmittel über die Leitungen 18 in die Druckmittelräume 7 gelangt und dort die Kolben 9 zum Aufbau einer erhöhten Schließkraft beaufschlagt und bewegt (nach rechts in der Fi­ gur). Wenn ein einstellbarer Enddruck erreicht ist, der über den Druckaufnehmer 8 überwacht wird, wird das Ventil 6 ge­ schlossen, so daß die Schließkraft gehalten wird, und der Ein­ spritz- bzw. Formvorgang wird gestartet. Nach Beendigung des Formens wird das Ventil 6 geöffnet, und der Verdrängerkolben 5 wird aus dem Zylinder 19 bewegt, so daß das Druckmittel zurück in den Zylinder 19 fließt. Eventuell während des Druckaufbaus über den Kolbenring ausfließendes Druckmittel wird in einem Sammelraum 21 auf der dem Druckmittelraum gegenüberliegenden Seite des Kolbens gesammelt und über Leitungen 20 zurück zum Reservoir geführt. Ein Durchlaß mit Rückschlagventil 22 im Ver­ drängerkolben 5 stellt sicher, daß eventuell ausgelecktes Druckmittel über das Reservoir vor dem nächsten Hub des Ver­ drängerkolbens 5 ergänzt wird.

In dem oben erwähnten Sammelraum 21 ist des weiteren eine Ver­ drehsicherung 23 für die Gewindespindel angeordnet.

Die erfindungsgemäß Plattenschließeinheit stellt mit einer ein­ fachen und überschaubaren Technik eine kurze, platzsparende Bauweise sicher, und es besteht eine gute Zugänglichkeit für ein an der Außenseite der feststehenden Formaufspannplatte an­ setzendes Einspritzaggregat. An der Außenseite der beweglichen Formaufspannplatte kann eine Auswerfeinheit zum Auswerfen des geformten Artikels angebracht werden.

Durch die hydraulische Arbeitsweise ergibt sich ein sehr stei­ fes Schließsystem, mit dem auch Prägeschaltungen möglich sind.

Die Mechanik ist überlastsicher, da jede Spindel genau ein Viertel der Schließkraft trägt, zeichnet sich durch hohe Plat­ tenparallelität aus und ermöglicht eine vertikale Bauweise.

Grundsätzlich läßt sich die Plattenschließeinheit auch als 3- Plattenschließeinheit auslegen. In diesem Fall ist die Platte 3 eine feststehende Stützplatte, und die Platte 16 ist als beweg­ liche Formaufspannplatte ausgelegt, die über die Spindeln von der Stützplatte gegen eine feste Formaufspannplatte bewegt wird (nach rechts in der Figur zum Schließen der Form).

Auch ist es grundsätzlich möglich, die Gewindemuttern drehfest zu halten und die Gewindespindeln zu verdrehen; allerdings dürfte die Bauweise hinsichtlich der Abdichtung der Druckmit­ telräume einen erhöhten Aufwand erfordern, so daß die darge­ stellte Ausführungsform vorteilhafter erscheint.

Auch ist es möglich, statt des Gewindespindelantriebs Zahnstan­ genantriebe einzusetzen, wobei die Zahnstangen in analoger Wei­ se an einem Ende Hydraulikkolben tragen.

Die technische Dimensionierung der Plattenschließeinheit ist dem Fachmann grundsätzlich geläufig und wird hier nicht weiter im einzelnen erläutert. Rein beispielsweise kann etwa davon ausgegangen werden, daß der maximale Verriegelungshub δ für die Schließkrafteinheit etwa 5 mm beträgt.

Grundsätzlich ist es auch möglich, für den Antrieb der bewegli­ chen Formaufspannplatte einen Linearmotor einzusetzen. Dabei wird ein Teil des Linearmotors, vorzugsweise der Antriebsteil, mit der beweglichen Formaufspannplatte verbunden, und der ande­ re Teil, vorzugsweise der Reaktionsteil, mit der feststehenden Formaufspannplatte, wobei dieser Teil in analoger Weise als Kolben ausgebildet ist. Um eine ausreichend hohe Schließkraft sicherzustellen, sollte dabei in der Verschlußstellung der Form der Linearmotor derart verriegelt werden, daß seine beiden Teile kraftschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise durch mechanische Verriegelungsvorrichtungen.

Auch ist es möglich, den Antrieb mit einem fluidbetriebenen Mo­ tor, das heißt einen Hydraulik- oder Pneumatikmotor, zu betrei­ ben.

Claims (8)

1. Plattenschließeinheit für eine Spritzgießmaschine mit mindestens zwei Formaufspannplatten (3, 10), einem An­ trieb (I, 13, 2) zum Verschieben einer Formaufspannplatte mit Bezug auf die andere Formaufspannplatte und einer Schließkrafteinheit (5, 19, 18, 7) zum Erzeugen einer ho­ hen Schließkraft, wobei der Antrieb einen Elektromotor (I) aufweist, dadurch gekennzeichnet, und daß die Schließkrafteinheit eine fluidbetätigte Vor­ richtung (7, 9) aufweist, die in eine der Formaufspann­ platten integriert ist oder an ihr ausgebildet ist.

2. Plattenschließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antrieb eine Kraftübertragungsvorrich­ tung (4, 14, 15) aufweist und daß ein Teil (14) der Kraftübertragungsvorrichtung ein Element der fluidbetä­ tigten Vorrichtung (7, 21) bildet.

3. Plattenschließeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antrieb ein Gewindespindelantrieb ist und die Schließkrafteinheit zumindest eine Hydraulik- Kolben-Zylinder-Einheit aufweist.

4. Plattenschließeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gewindespindel (14, 15) des Gewinde­ spindelantriebs an einem Ende als Kolbenstange ausgebil­ det ist und den Kolben (9) der Hydraulikkolbenzylinder­ einheit trägt, wobei der Zylinder der Hydraulik-Kolben- Zylinder-Einheit in oder an einer der Formaufspannplatten ausgebildet ist.

5. Plattenschließeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gewindespindel (14, 15) drehfest gela­ gert ist, der Gewindeabschnitt durch die andere Formauf­ spannplatte geführt ist und sich durch eine an der Formaufspannplatte drehbar montierte Gewindemutter er­ streckt, die von dem Elektromotor (I) angetrieben wird.

6. Plattenschließeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Gewindemutter und der Formauf­ spannplatte eine lösbare Zahnhaltebremse (4) montiert ist.

7. Plattenschließeinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Gewindespin­ deln vorgesehen ist.

8. Spritzgießmaschine mit einer Plattenschließeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche.