DE10060128A1 - Vorrichtung zum Auswerfen von Spritzgussteilen - Google Patents
Vorrichtung zum Auswerfen von SpritzgussteilenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswerfen von Spritzgussteilen aus einer von einer Formaufspannplatte (19) gehaltenen Spritzgießform in einer Spritzgießmaschine mit einer Auswerferaufnahme (Auswerferplatte 9), an der mindestens ein Auswerferstift, der in einer beweglichen Werkzeughälfte der Spritzgießform axial verschieblich gelagert ist, befestigt oder befestigbar ist, wobei die Auswerferaufnahmen über Linearführungen (Führungsstangen 15) parallel zur Längsachse des mindestens einen Auswerferstifts mittels eines motorisch angetriebenen Kurbeltriebs, der eine Kurbelwelle (1), eine Kurbel (2) und ein Pleuel (3) aufweist, und relativ zu der beweglichen Werkzeughälfte ortsfest gelagert ist, aus einer eingefahrenen Stellung in eine Auswurfstellung fahrbar ist. Dabei befindet sich der Kurbeltrieb in der eingefahrenen Stellung in einer seiner beiden Totlagen und es ist ein Federkraftspeicher vorgesehen, dessen Federkraft in Richtung der Auswurfstellung auf die Auswerferaufnahme wirkt und der gegen Ende des Kurbelwegs des Kurbeltriebs von der Auswurfstellung in die eingefahrene Stellung der Auswerferaufnahme spannbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswerfen von Spritzgießteilen aus einer
Spritzgießform gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 44 02 291 C 1 ist eine Vorrichtung zum Auswerfen von Spritzgussteilen aus
einer Spritzgießform einer Spritzgießmaschine bekannt, wobei die Spritzgießform von
einer Formaufspannplatte gehalten wird. Diese Auswerfervorrichtung besitzt eine in
Form einer Auswerferplatte gestattete Auswerferaufnahme, an der ein oder mehrere
Auswerferstifte befestigbar sind, die in der von der Schließeinheit der
Spritzgießmaschine bewegbaren Werkzeughälfte der Spritzgießform axial
verschieblich gelagert sind. Die Auswerferaufnahme ist über ein Führungsgestänge
geführt und parallel zur Längsachse des bzw. der Auswerferstifte verschieblich. Das
Führungsgestänge ist mit der Formaufspannplatte und somit indirekt auch mit der
beweglichen Hälfte der Spritzgießform starr verbunden. Die freien Enden des
Führungsgestänges sind über eine Traverse fest miteinander verbunden. Um das
Führungsgestänge herum ist ein Gehäuse angeordnet, in dem ein motorisch
angetriebener Kurbeltrieb gelagert ist. Dieser Kurbeltrieb wird gebildet durch zwei
koaxial im Abstand nebeneinander angeordnete scheibenförmige Zahnräder, die durch
zwei als Querstege ausgebildete Bolzen miteinander drehfest verbunden sind. An
einem der beiden Bolzen ist das eine Ende eines Pleuels gelagert, dessen anderes
Ende über ein Drehgelenk mit der Auswerferaufnahme verbunden ist. Die beiden
scheibenförmigen Zahnräder, die jeweils an Wellenstummeln fliegend im Gehäuse
gelagert sind und die Kurbel des Kurbeltriebs bilden, sind von zwei ebenfalls in dem
Gehäuse gelagerten Stirnzahnrädern antreibbar, die über ein gemeinsame Welle und
eine Kupplung mit einem Servomotor antriebstechnisch gekoppelt sind. Durch
entsprechende Betätigung des Servomotors kann die Auswerferaufnahme über den
Kurbeltrieb auf den Linearführungen zwischen einer eingefahrenen Stellung, bei der
die Auswerferstifte bündig mit der Innenoberfläche der Spritzgießform abschließen,
und einer je nach durchfahrenem Kurbelwinkel unterschiedlich weit entfernten
Auswurfstellung hin und her gefahren werden. Da die Vorrichtung starr an die
Formaufspannplatte der Spritzgießmaschine gekoppelt ist, wird sie zwangsläufig über
die Schließeinheit mit dieser Formaufspannplatte verfahren.
Bei vielen Spritzgießwerkzeugen ist erfahrungsgemäß der Kraftbedarf für ein
erfolgreiches Ausstoßen des jeweils erzeugten Spritzgießteils aus der Spritzgießform
am Anfang am größten. Um das Spritzgießteil erfolgreich zu lösen, ist eine lediglich
sehr kurze, impulsförmige große Krafteinwirkung erforderlich. Diese kann von einem
Elektromotor vielfach nicht in der gewünschten Weise geleistet werden, da der Motor
zu Beginn des Ausformvorgangs sich im Stillstand befindet und über kein
entsprechendes Schwungmoment verfügt, wie dies im Drehbetrieb der Fall ist. Daher
werden beispielsweise Getriebeübersetzungen erforderlich, wie sie aus der
DE 44 02 291 C1 bekannt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art
dahingehend weiterzubilden, dass ohne das Erfordernis eines kostenaufwendigen
Getriebes und ohne die Notwendigkeit zu einem Einsatz extrem leistungsfähiger
Antriebsmotoren dennoch bereits zu Beginn des Ausformvorgangs eine sehr hohe
Ausstoßkraft am Auswerfer zur Verfügung gestellt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung mit den im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Durch die Merkmale
der Unteransprüche ist diese Vorrichtung in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltbar.
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Auswerfen von Spritzgussteilen aus
einer von einer Formaufspannplatte gehaltenen Spritzgießform in einer
Spritzgießmaschine mit einer Auswerferaufnahme, an der mindestens ein
Auswerferstift, der in einer beweglichen Werkzeughälfte der Spritzgießform axial
verschieblich gelagert ist, befestigt oder festigbar ist, wobei die Auswerferaufnahme
über Linearführungen parallel zur Längsachse des mindestens einen Auswerferstifts
mittels eines motorisch angetriebenen Kurbeltriebs, der relativ zu der beweglichen
Werkzeughälfte ortsfest gelagert ist, aus einer eingefahrenen Stellung in eine
Auswurfstellung fahrbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich der
Kurbeltrieb in der eingefahrenen Stellung in einer seiner beiden Totlagen befindet und
dass ein Federkraftspeicher vorgesehen ist, dessen Federkraft in Richtung der
Auswurfstellung auf die Auswerferaufnahme wirkt und der gegen Ende des
Kurbelwegs des Kurbeltriebs von der Auswurfstellung in die eingefahrene Stellung der
Auswerferaufnahme spannbar ist. Grundsätzlich könnte das Spannen dieses
Federkraftspeichers auch unabhängig vom Antrieb des Kurbeltriebs erfolgen.
Vorzugsweise wird für dieses Spannen jedoch unmittelbar die Bewegung des
Kurbeltriebs bzw. der Auswerferaufnahme ausgenutzt. Das Spannen des
Federkraftspeichers wird zweckmäßigerweise während des Zurückfahrens der
Auswerferaufnahme frühestens 40°, insbesondere frühestens 30° vor Erreichen der
Totlage des Kurbeltriebs gespannt. Dies hat den Vorteil, dass einerseits für das
Spannen das volle Schwungmoment des sich in voller Drehbewegung befindlichen
Antriebsmotors und andererseits der Kniehebeleffekt des Kurbeltriebs kurz vor
Erreichen der Totlage ausgenutzt werden kann. Wenn der Kurbeltrieb aus dieser
Totlage in Richtung Auswurfstellung verfahren wird, steht nicht nur das
Antriebsmoment des Antriebsmotors, sondern zusätzlich auch die Kraft des
Federspeichers zur Verfügung, um die Auswerferaufnahme in Richtung der
Auswurfstellung zu bewegen.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der
Federkraftspeicher aus mindestens einem, vorzugsweise mehreren Paketen von
Tellerfedern gebildet ist. Derartige Tellerfedern haben den großen Vorteil, dass sie sehr
hohe Federkräfte mit kurzen Federwegen kombinieren. Genau dies ist für die
vorliegende Problemstellung besonders wünschenswert, bei der die besonders hohe
Kraft lediglich in einer sehr kurzen Anfangsphase an der Auswerferaufnahme bzw. den
daran unmittelbar oder mittelbar befestigten Auswerferstiften zur Verfügung stehen
muss. Danach geht der Kraftbedarf drastisch herunter.
Die Tellerfedern eines Tellerfederpakets werden zweckmäßigerweise auf einen
gegenüber der Lagerung des Kurbeltriebs fest angeordneten Führungsdom
aufgeschoben und durch eine koaxial zum Führungsdom angeordnete und starr mit
der Auswerferaufnahme verbundene Druckhülse gespannt, die über den
Führungsdom schiebbar ist.
Es empfiehlt sich, den maximalen Kurbelwinkel des Kurbeltriebs auf 180° zu
beschränken. Je nach Anwendungsfall kann der tatsächlich genutzte Kurbelwinkel
deutlich niedriger über eine entsprechende Betätigung des Antriebsmotors
(vorzugsweise elektrischer Servomotor) eingestellt werden. Vielfach reichen
Kurbelwinkel von beispielsweise 150° bis 160° aus.
Um für den jeweiligen Anwendungsfall eine möglichst kompakte Bauweise bei
ausreichender Steifigkeit zu ermöglichen, empfiehlt es sich, die Kurbelwelle des
Kurbeltriebs, der eine Kurbel und ein Pleuel umfasst, als durchgehende Welle
auszuführen, die beiderseits der Kurbel gelagert ist. Damit wird eine einseitige, also
fliegende Lagerung dieser Weile, die anfällig gegenüber Biegebelastungen wäre,
vermieden.
In besonders bevorzugter Ausführungsform sieht die Erfindung vor, das Pleuel als
massives und daher biegesteifes Bauteil auszuführen, das eine bogenförmige Gestalt
aufweist. Die Bogenform sollte dabei so gewählt werden, dass die Kurbelwelle in der
Totlage der eingefahrenen Stellung von dem Pleuel im wesentlichen halbkreisförmig
umschlossen ist. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauweise möglich.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels, das die Erfindung nicht beschränken soll, näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine als Längsschnitt gestaltete Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1
und
Fig. 3, 4 unterschiedliche Stellungen des Kurbeltriebs der Vorrichtung gemäß
Fig. 1.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Auswerfervorrichtung 21 verfügt über eine
Formaufspannplatte 9, an der ein oder mehrere nicht dargestellte Auswerferstifte,
deren Längsachse parallel zu den eingezeichneten Achsen der Führungsstangen 15
gerichtet sind, über entsprechende Koppeleinrichtungen (z. B. Schraubverbindung)
befestigt oder befestigbar sind. Die Formaufspannplatte 9 ist auf diesen
Führungsstangen 15 längsverschieblich gelagert. Die Führungsstangen 15 sind mittels
Befestigungsschrauben 16 an einer Formaufspannplatte 9 einer nicht näher
dargestellten Spritzgießmaschine befestigt. Auf der rechten Seite der
Formaufspannplatte 9 ist eine ebenfalls nicht näher dargestellte Spritzgießform
befestigbar. Die Formaufspannplatte 9 ist Bestandteil des beweglichen Teils der
Schließeinheit der Spritzgießmaschine und ist auf ihrer linken Seite mit einem
Lagerbock 6 versehen, an dem über einen als Drehgelenk wirkenden Bolzen 5 ein
Pleuel 3 eines Kurbeltriebs angreift. Die Kurbelwelle dieses Kurbeltriebs ist mit 1
bezeichnet. Auf dieser Kurbelwelle 1 ist formschlüssig oder stoffschlüssig eine Kurbel 2
angeordnet, die ihrerseits über einen als Drehgelenk wirkenden Bolzen 4 mit dem
linken Ende des Pleuels 3 verbunden ist. Das Pleuel 3 ist als massives, formsteifes
Bauteil mit einer bogenförmigen Form ausgebildet. Fig. 1 zeigt dabei die Totlage des
Kurbeltriebs in der eingefahrenen Stellung der Formaufspannplatte 9 bzw. der nicht
dargestellten Auswerferstifte. Die Kurbelwelle 1 ist in einer unteren Lagerschale 7 und
in einer oberen Lagerschale 8 drehbar gelagert, und zwar über Wälzlager 17, die
beiderseits der aus zwei parallelen plattenförmigen Teilen bestehenden Kurbel 2
angeordnet sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht, die einen Schnitt gemäß Linie A-A in Fig. 1
wiedergibt, während Fig. 1 einen Schnitt gemäß B-B in Fig. 2 zeigt. Durch die
beidseitige Lagerung ist die Kurbelwelle 1 völlig unempfindlich gegen Biegekräfte, die
durch das Pleuel 3 und die Kurbel 2 übertragen werden. Die Lagerschalen 7, 8 sind
über die Führungsstangen 15 fest mit dem verfahrbaren Teil der Schließeinheit, also
direkt oder indirekt auch mit der Formaufspannplatte 19 verbunden. Für den
Drehantrieb der Kurbelwelle 1 ist ein vorzugsweise als elektrischer Servomotor
ausgebildeter Motor 20 vorgesehen, der über einen Halterahmen 22 ebenfalls fest
mit der Formaufspannplatte bzw. dem verfahrbaren Teil der Schließeinheit verbunden
ist. Die Kurbelwelle 1 ist über einen Verbindungsflansch 18 drehfest mit dem Motor 20
gekoppelt. Aus der Fig. 1 gehen auch zwei Pakete von Tellerfedern 10 hervor, die
jeweils auf einem Führungsdom 12 aufgeschoben sind, der mittels einer
Verbindungsschraube fest mit der oberen bzw. unteren Lagerschale 7, 8 verbunden
ist. Die beiden Führungsdome 12 sind an ihrem freien (rechten) Ende mit einem
Anschlagbund 13 versehen, vor dem formschlüssig eine Lagerscheibe 11 anlegbar ist;
die sich auf ihrer linken Seite auf die Tellerfedern 10 abstützt. Koaxial zu diesen beiden
dargestellten Führungsdomen 12 ist auf der linken Seite der Auswerferplatte 9 jeweils
eine Drückhülse 14 angeordnet, deren Innendurchmesser geringfügig größer ist als
der Außendurchmesser des Anschlagbunds 13, so dass die Druckhülse gegen die
Federkraft der Tellerfedern über den jeweiligen Führungsdorn 12 geschoben werden
kann.
In der in Fig. 1 dargestellten Position befindet sich der Kurbeltrieb der
Auswerfervorrichtung 21 in seiner linken Totlage, d. h. die Auswerferplatte 9 ist in ihrer
zurückgefahrenen Stellung. In dieser Stellung ist das Paket der Tellerfedern 10 jeweils
um ein Wegstück zusammengepresst, das dem axialen Abstand zwischen dem
Anschlagbund 13 und der jeweiligen Lagerscheibe 11 entspricht. Wegen der hohen
Federsteifigkeit wird auf diese Weise eine erhebliche Federkraft in den Tellerfedern 10
gespeichert. Diese Federkraft wird als Ausstoßkraft für die Auswerfervorrichtung 21
verfügbar, sobald der Motor 20 die Kurbelwelle 1 um ein kleines Stück aus ihrer
Totlage herausbewegt, wie dies in der in Fig. 3 dargestellten Stellung der Fall ist.
Während dieser Anfangsphase ist somit zusätzlich zu der Kraft aus dem Drehmoment
des sich in Bewegung setzenden Antriebsmotors 20 auch die volle Federkraft der
Tellerfedern 10 verfügbar. Sobald durch eine entsprechend weite Rechtsdrehung der
Kurbelwelle 1 die Druckhülsen 14 der Auswerferplatte 9 bündig zu den
Anschlagbunden 13 der Führungsdome 12 stehen, also die Lagerscheiben 11 an den
Anschlagbunden 13 anliegen, ist die wirksame Federkraft der Tellerfedern 10 in Bezug
auf die Bewegung der Auswerferplatte 9 entfallen. Die Auswerferplatte 9 wird also bei
der Rechtsdrehung der Kurbelwelle 1 ab dem Zeitpunkt, der in Fig. 3 dargestellt ist,
lediglich noch mit der durch das Drehmoment des Antriebsmotors 20 erzeugten Kraft
nach rechts bewegt. Fig. 4 zeigt die rechte Totlage des Kurbeltriebs, also den Zustand
nach einer Drehung der Kurbelwelle 1 um 180°. Zwischen der eingefahrenen Stellung
und der Auswurfstellung wird der Motor 20 also im Reversierbetrieb gefahren.
Die erfindungsgemäße Lösung, insbesondere in der in den Figuren gezeigten
Ausführungsform, ermöglicht eine außerordentlich kompakte Bauweise einer
Auswerfervorrichtung 21, die eine sehr hohe Steifigkeit der Konstruktion in Bezug auf
die Lagerung der Kurbelwelle 1 wie auch die Biegesteifigkeit des Pleuels 3 trotz dessen
gebogener Ausführungsform bietet, wobei gegenüber bekannten Lösungen
außerordentlich hohe Anfangskräfte für das Lösen der Spritzgießteile aus der
Spritzgießform gewährleistet sind, ohne dass es hierzu aufwendiger Zwischengetriebe
oder eines extrem leistungsfähigen Antriebsmotors 20 bedarf. Insbesondere in
Verschieberichtung der Auswerfervorrichtung 21 lässt sich eine sehr kurze Bauweise
durch die gebogene Ausführung des Pleuels 3 erreichen.
1
Kurbelwelle
2
Kurbel
3
Pleuel
4
Bolzen,
5
Bolzen
6
Lagerbock
7
untere Lagerschale
8
obere Lagerschale
9
Auswerferplatte
10
Tellerfedern
11
Lagerscheibe
12
Führungsdom
13
Anschlagbund
14
Druckhülse
15
Führungsstangen
16
Befestigungsschrauben
17
Wälzlager
18
Verbindungsflansch
19
Formaufspannplatte
20
Motor
21
Auswerfervorrichtung
22
Halterahmen
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Auswerfen von Spritzgussteilen aus einer von einer
Formaufspannplatte (19) gehaltenen Spritzgießform in einer
Spritzgießmaschine mit einer Auswerferaufnahme (Auswerferplatte 9), an der
mindestens ein Auswerferstift, der in einer beweglichen Werkzeughälfte der
Spritzgießform axial verschieblich gelagert ist, befestigt oder befestigbar ist,
wobei die Auswerferaufnahme über Linearführungen (Führungsstangen 15)
parallel zur Längsachse des mindestens einen Auswerferstifts mittels eines
motorisch angetriebenen Kurbeltriebs, der eine Kurbelwelle (1), eine Kurbel (2)
und ein Pleuel (3) aufweist und relativ zu der beweglichen Werkzeughälfte
ortsfest gelagert ist, aus einer eingefahrenen Stellung in eine Auswurfstellung
fahrbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Kurbeltrieb in der eingefahrenen Stellung in einer seiner beiden
Totlagen befindet und dass ein Federkraftspeicher vorgesehen ist, dessen
Federkraft in Richtung der Auswurfstellung auf die Auswerferaufnahme wirkt
und der gegen Ende des Kurbelwegs des Kurbeltriebs von der Auswurfstellung
in die eingefahrene Stellung der Auswerferaufnahme spannbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Federkraftspeicher derart angeordnet ist, dass er durch das
Zurückfahren der Auswerferaufnahme frühestens 40°, insbesondere frühestens
30° vor Erreichen der Totlage des Kurbeltriebs gespannt wird.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Federkraftspeicher aus mindestens einem Paket Tellerfedern (10)
besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tellerfedern (10) des Tellerfedernpaketes auf einem gegenüber der
Lagerung des Kurbeltriebs fest angeordneten Führungsdom (12) aufgeschoben
und durch eine koaxial zum Führungsdom (12) angeordnete und starr mit der
Auswerferaufnahme verbundene Druckhülse spannbar sind, die über den
Führungsdorn (12) schiebbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kurbelwinkel des Kurbeltriebs auf maximal 180° beschränkt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kurbelwelle (1) durchgehend ausgebildet und beiderseits der Kurbel
(2) gelagert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Pleuel (3) als massives, biegesteifes und bogenförmig ausgebildetes
Bauteil ausgeführt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kurbelwelle (1) in der Totlage der eingefahrenen Stellung von dem
Pleuel (3) im wesentlichen halbkreisförmig umschlossen ist.
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Owner name: MANNESMANN PLASTICS MACHINERY GMBH, 80997 MUENCHEN, |
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Owner name: DEMAG ERGOTECH GMBH, 90571 SCHWAIG, DE |
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Owner name: SUMITOMO (SHI) DEMAG PLASTICS MACHINERY GMBH, , DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |