DE102004005686A1 - Hydraulic drive for platens of injection molding machine uses a linear motor to give a rapid movement as well as applying the closing force - Google Patents

Hydraulic drive for platens of injection molding machine uses a linear motor to give a rapid movement as well as applying the closing force Download PDF

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Abstract

A linear motor (11) drives a displacement piston (15) that also has a coupling at its other end to work a linkage for rapid platen movement. Initially the motor drives the linkage till it is locked. The coupling is then released while the motor continues its movement so that the piston (15) pressurizes the chamber (10) and the pressure chambers (7). A linear motor (11) drives a displacement piston (15) that also has a coupling at its other end to work a linkage for rapid platen movement. Initially the motor drives the linkage till it is locked. The coupling is then released while the motor continues its movement so that the piston (15) pressurizes the chamber (10) and, through hydraulic lines (16), the pressure chambers (7). These react on the header plate (5) that support the linkage to exert a closing force. An independent claim is included for an injection molding machine with a closure mechanism for the movable platen involving a linear motor as described.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinheit insbesondere für Spritzgießmaschinen, mit einer mit einem Fluid gefüllten Druckkammer, in die ein Verdrängungskörper einführbar ist.The invention relates to a Drive unit especially for injection molding machines, with one filled with a fluid Pressure chamber into which a displacement body can be inserted.

Weiters bezieht sich die Erfindung auf eine Spritzgießmaschine mit einer ortsfesten und einer bewegbaren Formaufspannplatte, einer Spritzeinheit und einem Schließmechanismus, sowie Antriebseinrichtungen für die Spritzeinheit und den Schließmechanismus.The invention further relates on an injection molding machine with a stationary and a movable platen, one Injection unit and a locking mechanism, as well as drive devices for the injection unit and the locking mechanism.

Alle derzeit in der Praxis verwendeten Schließeinheiten von Spritzgießmaschinen umfassen als wesentlichen Bestandteil Hydrauliksysteme. Dies trifft in den meisten Fällen auch für die Spritzeinheit zu. Da insbesondere beim Schließmechanismus der Druck des Hydraulikmediums sehr hoch ist (es handelt sich um Werte bis zu 300 bar), sind strenge Sicherheitsvorschriften zu beachten. Wenn die Hydraulikzylinder nicht direkt sondern über Kniehebel den Formschließdruck auf die Form aufbringen, kann man mit kleineren Zylindern höhere Formschließgeschwindigkeiten erreichen.All clamping units currently used in practice of injection molding machines include hydraulic systems as an essential component. This is true in most cases also for the injection unit too. Since the locking mechanism in particular The pressure of the hydraulic medium is very high (these are values up to 300 bar), strict safety regulations must be observed. If the hydraulic cylinders do not apply the mold closing pressure directly but via the toggle lever apply the mold, you can use higher cylinders with higher mold closing speeds to reach.

Vorteilhaft wird ein Schnellhub mit dem Kniehebelmechanismus gefahren, worauf anschließend bei gestreckten Kniehebeln über Druckkissen der eigentliche Schließdruck aufgebaut wird.A rapid stroke with is advantageous drove the toggle mechanism, then at straight toggle levers Pressure cushion the actual closing pressure is built up.

Der Druckaufbau in den Druckkissen erfolgt nach dem Stand der Technik über Pumpen, wobei gegebenenfalls ein Druckumsetzer vorgesehen ist. Um den notwendig hohen Druck zu erzeugen, sind hohe Pumpenleistungen erforderlich, was wiederum einen sehr großen konstruktiven Aufwand bei den Pumpaggregaten erfordert.The pressure build-up in the pressure pads takes place according to the prior art via pumps, where appropriate a pressure converter is provided. To the necessary high pressure generate, high pump outputs are required, which in turn one very big constructive effort required for the pump units.

Die bekannten elektromechanischen Schließsysteme sind noch aufwendiger als hydraulische Systeme und bieten zur Zeit keine befriedigende Lösung für den Übergang vom Schnellhub zum Krafthub, in welchem die Form mit großem Druck geschlossen gehalten werden muss.The well-known electromechanical locking systems are even more complex than hydraulic systems and currently offer not a satisfactory solution for the transition from rapid stroke to power stroke, in which the form with great pressure must be kept closed.

Aus der AT-PS 385 465 B ist eine Spritzgießmaschine bekannt, deren Schließeinheit einen Linearmotor umfasst. Weiters sind Elektromagneten vorgesehen, welche im aktivierten Zustand den erforderlichen Schließdruck während des Einspritzvorganges ausrichten sollen. Die erreichbaren Druckwerte waren nicht zufriedenstellend.From AT-PS 385 465 B is one injection molding machine known whose locking unit comprises a linear motor. Electromagnets are also provided, which in the activated state the required closing pressure during the Align injection process. The achievable pressure values were not satisfactory.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebseinheit zu schaffen, die insbesondere für den Einsatz bei Spritzgießmaschinen und hier wiederum vorteilhaft für den Einsatz bei Schließmechanismen von Spritzgießmaschinen einsetzbar ist. Mit dieser Antriebseinheit sollen sehr hohe Drücke erzielt werden können, ohne dass größere Pumpaggregate eingesetzt werden müssen. Des weiteren soll der Übergang vom Schnellhub zum Krafthub der Schließeinheit sehr schnell erfolgen können.The object of the invention is a To create drive unit that is particularly suitable for use in injection molding machines and here again advantageous for use with locking mechanisms of injection molding machines can be used. This drive unit is said to achieve very high pressures can be without bigger pumping units must be used. Furthermore, the transition should from the quick stroke to the power stroke of the clamping unit can.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Linearmotor gelöst, der zuerst einen Eilhub und anschließend einen Krafthub fährt. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der Linearmotor beim Krafthub den Verdrängungskörper betätigt.The object of the invention is achieved by a Linear motor solved, who first drives a rapid stroke and then a power stroke. Advantageous it is provided that the linear motor actuates the displacement body during the power stroke.

Vorteilhaft ist der Verdrängungskörper als Tauchkolben ausgebildet und wird vom Ende des bewegten induzierten Passivteil des Linearmotors gebildet.The displacement body is advantageous as a plunger trained and is induced by the end of the moving passive part of the linear motor.

Die Druckkammer ist vorteilhaft an Druckkissen einer Spritzgießmaschine angeschlossen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass der Linearmotor einen Kniehebelmechanismus, vorzugsweise der Schließeinheit einer Spritzgießmaschine, bewegt.The pressure chamber is advantageous Pressure pad of an injection molding machine connected. Another embodiment The invention provides that the linear motor, preferably a toggle lever mechanism the clamping unit an injection molding machine, emotional.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass der Linearmotor in an sich bekannter Weise zwei relativ zueinander bewegbare Teile umfasst und dass einer der Teile mit dem Kniehebelmechanismus verbunden ist und der andere Teil mit dem Verdrängungskörper.Another embodiment of the invention provides that the linear motor two in a manner known per se comprises relatively movable parts and that one of the parts connected to the toggle mechanism and the other part with the sinker.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the Invention described with reference to the figures of the accompanying drawings. Show it:

1 einen schematisch gehaltenen Längsschnitt durch eine Spritzgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Hydraulikeinheit, wobei die bewegbare Formaufspannplatte geöffnet gezeigt ist, 1 2 shows a schematic longitudinal section through an injection molding machine with a hydraulic unit according to the invention, the movable platen being shown open,

2 einen Längsschnitt durch eine Spritzgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Hydraulikeinheit bei geschlossener bewegbarer Formaufspannplatte, und 2 a longitudinal section through an injection molding machine with a hydraulic unit according to the invention with the movable platen closed, and

3 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung der erfindungsgemäßen Hydraulikeinheit an einer Stirnplatte einer Spritzgießmaschine. 3 a section through a further embodiment of the arrangement of the hydraulic unit according to the invention on an end plate of an injection molding machine.

Die schematisch dargestellte Spritzgießmaschine besteht aus einer ortsfesten Formaufspannplatte 1, einer bewegbaren Formaufspannplatte 2 und einer Stirnplatte 5. Die bewegbare Formaufspannplatte 2 ist über einen Schließmechanismus, der von einem Kniehebelmechanismus 6 gebildet wird, auf Schienen 4 verfahrbar. Die ortsfeste Formaufspannplatte 1 und die Stirnplatte 5 sind über Holme 3 miteinander verbunden. Im Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 sind an der ortsfesten Formaufspannplatte 1 Druckkissen 7 vorgesehen, mittels denen der hohe Schließdruck während des Einspritzens erzielt wird.The schematically illustrated injection molding machine consists of a stationary platen 1 , a movable platen 2 and a faceplate 5 , The movable platen 2 is about a locking mechanism by a toggle mechanism 6 is formed on rails 4 traversable. The stationary platen 1 and the faceplate 5 are about spars 3 connected with each other. In the embodiment according to the 1 and 2 are on the stationary platen 1 caul 7 provided, by means of which the high closing pressure is achieved during injection.

Die Spritzeinheit der Spritzgießmaschine ist nicht gezeigt. Sie ist nach dem herkömmlichen Stand der Technik ausgeführt.The injection unit of the injection molding machine is not shown. It is based on the conventional state of the art executed.

Der Kniehebelmechanismus 6 umfasst je zwei Kniehebel 13, 14 und einen Kreuzkopf 8. Der Kreuzkopf 8 ist über einen Linearmotor 11 verfahrbar. Der induzierende Primärteil des Linearmotors ist in den Kreuzkopf 8 des Kniehebelmechanismus 6 eingebaut. Der induzierte Sekundärteil des Linearmotors 11 wird von einer Schiene 18 gebildet, auf der der Kreuzkopf 8 verfahrbar ist. Es ist eine Klemmvorrichtung 17 vorgesehen, mittels der die Schiene 18 festlegbar ist. Die Klemmvorrichtung 17 stützt sich an einer Platte 19 ab, die wiederum über Stangen 9 an der Stirnplatte 5 der Spritzgießmaschine abgestützt ist. Die Stangen 9 dienen gleichzeitig als Führungen für den Kreuzkopf 8.The toggle mechanism 6 includes two toggle levers 13 . 14 and a cross head 8th , The crosshead 8th is about a linear motor 11 traversable. The inducing primary part of the linear motor is in the crosshead 8th the toggle mechanism 6 built-in. The induced secondary part of the linear motor 11 is off a rail 18 formed on the cross head 8th is movable. It is a clamp 17 provided by means of which the rail 18 is definable. The clamping device 17 leans on a plate 19 off, which in turn over rods 9 on the faceplate 5 the injection molding machine is supported. The poles 9 also serve as guides for the crosshead 8th ,

An der Rückseite der Stirnplatte 5 ist eine Druckkammer 10 vorgesehen, die über Leitungen 16 mit den Druckkissen 7 in Verbindung steht.At the back of the faceplate 5 is a pressure chamber 10 provided over lines 16 with the pressure pads 7 communicates.

Die Schiene 18 des Linearmotors 11 weist an einem Ende einen Zapfen 15 auf, der in die Druckkammer 10 einfahrbar ist und als Tauchkolben dient. Der Zapfen 15 bildet den Verdrängungskörper, mit dem in der Druckkammer 10 der maximale Druck aufgebaut wird.The rail 18 of the linear motor 11 has a pin at one end 15 on that in the pressure chamber 10 is retractable and serves as a plunger. The cone 15 forms the displacement body with the one in the pressure chamber 10 the maximum pressure is built up.

In der 1 ist die Spritzgießmaschine in der Offenstellung gezeigt.In the 1 the injection molding machine is shown in the open position.

Am Beginn des Schließvorganges wird der Primärteil des Linearmotors 11 im Kreuzkopf 8 aktiviert und der Kreuzkopf 8 fährt entlang der Schiene 18, die den Sekundärteil des Linearmotors 11 bildet, nach rechts, wodurch die Kniehebel 13, 14 gestreckt werden. Während dieser Bewegung des Kreuzkopfes 8 wird die Schiene 18 durch die Klemmvorrichtung 17 festgehalten.At the beginning of the closing process, the primary part of the linear motor 11 in the crosshead 8th activated and the crosshead 8th runs along the rail 18 that the secondary part of the linear motor 11 forms, to the right, causing the toggle levers 13 . 14 be stretched. During this movement of the crosshead 8th becomes the rail 18 through the clamping device 17 recorded.

Wenn sich die Kniehebel 13, 14 in der gestreckten Stellung befinden, wird die Klemmvorrichtung 17 geöffnet. Da der Kreuzkopf 8, dessen Primärteil nach wie vor aktiviert ist, nicht weiter nach rechts fahren kann, bewegt sich der Sekundärteil, d.h. die Schiene 18 nach links und der Vorsprung 15 wird in die Druckkammer 10 eingeführt. Dadurch kommt es zum gewünschten Druckaufbau in der Druckkammer 10 und somit in den Druckkissen 7.If the toggle 13 . 14 are in the extended position, the clamping device 17 open. Because the crosshead 8th whose primary part is still activated and cannot move further to the right, the secondary part moves, ie the rail 18 to the left and the lead 15 is in the pressure chamber 10 introduced. This leads to the desired pressure build-up in the pressure chamber 10 and thus in the pressure pad 7 ,

Beim Öffnen der bewegbaren Formaufspannplatte 2 wird zuerst der Schließmechanismus geöffnet, wobei der Vorsprung 15 sich nach rechts bewegt und die Druckkammer 10 entlastet. In der Folge fährt der Linearmotor mit dem Kreuzkopf 8 nach links und öffnet die Form.When opening the movable platen 2 the locking mechanism is opened first, the protrusion 15 moves to the right and the pressure chamber 10 relieved. As a result, the linear motor moves with the cross head 8th left and open the form.

Im Ausführungsbeispiel nach der 3 sind die Druckkissen 7 ebenso wie die Druckkammer 10 an der Stirnplatte 5 der Spritzgießmaschine angeordnet. Die Funktion des Schließmechanismus ist dieselbe wie im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.In the embodiment according to the 3 are the pressure pads 7 just like the pressure chamber 10 on the faceplate 5 arranged the injection molding machine. The function of the locking mechanism is the same as in the previously described embodiment.

Claims (16)

Antriebseinheit insbesondere für Spritzgießmaschinen, mit einer mit einem Fluid gefüllten Druckkammer, in die ein Verdrängungskörper einführbar ist, gekennzeichnet durch einen Linearmotor (11), der zuerst einen Eilhub und anschließend einen Krafthub fährt.Drive unit, in particular for injection molding machines, with a pressure chamber filled with a fluid, into which a displacement body can be inserted, characterized by a linear motor ( 11 ), which first drives a rapid stroke and then a power stroke. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (11) beim Krafthub den Verdrängungskörper betätigt.Drive unit according to claim 1, characterized in that the linear motor ( 11 ) actuated the displacement body during the power stroke. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper als Tauchkolben ausgebildet ist.Drive unit according to claim 2, characterized in that the displacer as a plunger is trained. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkolben von einem Vorsprung (15) am Ende eines Teiles des Linearmotors (11) gebildet wird.Drive unit according to claim 3, characterized in that the plunger from a projection ( 15 ) at the end of a part of the linear motor ( 11 ) is formed. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid eine Hydraulikflüssigkeit eingesetzt ist.Drive unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that a hydraulic fluid as fluid is used. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (10) an Druckkissen (7), vorzugsweise einer Schließeinheit einer Spritzgießmaschine, angeschlossen ist.Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure chamber ( 10 ) on pressure pads ( 7 ), preferably a clamping unit of an injection molding machine, is connected. Antriebseinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (11) einen Kniehebelmechanismus (6), vorzugsweise einer Schließeinheit einer Spritzgießmaschine, im Eilhub bewegt.Drive unit according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the linear motor ( 11 ) a toggle mechanism ( 6 ), preferably a clamping unit of an injection molding machine, moved in a rapid stroke. Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (11) zwei relativ zueinander bewegbare Teile umfasst und dass einer der Teile mit dem Kniehebelmechanismus verbunden ist und der andere Teil mit dem Verdrängungskörper.Drive unit according to claim 7, characterized in that the linear motor ( 11 ) comprises two parts which can be moved relative to one another and that one of the parts is connected to the toggle lever mechanism and the other part is connected to the displacement body. Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der induzierende Primärteil des Linearmotors (11) mit dem Kniehebelmechanismus (6) verbunden ist und der induzierte Passivteil mit dem Verdrängungskörper der Druckkammer (10).Drive unit according to claim 8, characterized in that the inducing primary part of the linear motor ( 11 ) with the toggle mechanism ( 6 ) is connected and the induced passive part with the displacement body of the pressure chamber ( 10 ). Antriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der induzierende Primärteil des Linearmotors (11) in den Kreuzkopf (8) des Kniehebelmechanismus (6) eingebaut bzw. mit diesem starr verbunden ist.Drive unit according to claim 9, characterized in that the inducing primary part of the linear motor ( 11 ) in the crosshead ( 8th ) of the toggle mechanism ( 6 ) installed or rigidly connected to it. Antriebseinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile des Linearmotors (11) wechselweise bewegt werden.Drive unit according to claim 8 or 9, characterized in that the two parts of the linear motor ( 11 ) are moved alternately. Antriebseinheit nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Arretiervorrichtung für den Teil des Linearmotors (11), der den Verdrängungskörper bewegt.Drive unit according to claim 8 or 9, characterized by a locking device for the part of the linear motor ( 11 ) that moves the displacer. Antriebseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung an der Stirnplatte (5) einer Spritzgießmaschine abgestützt ist.Drive unit according to claim 12, characterized in that the locking device on the end plate ( 5 ) an injection molding machine is supported. Antriebseinheit nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung als Klemmvorrichtung (17) ausgeführt ist.Drive unit according to claim 12 or 13, characterized in that the locking device as a clamping device ( 17 ) is executed. Antriebseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung über Stangen (9) abgestützt ist, die als Führungen für den Kreuzkopf (8) des Kniehebelmechanismus (6) dienen.Drive unit according to claim 12, characterized characterized that the locking device via rods ( 9 ) is supported, which serves as guides for the crosshead ( 8th ) of the toggle mechanism ( 6 ) serve. Spritzgießmaschine mit einer ortsfesten und einer bewegbaren Formaufspannplatte, einer Spritzeinheit und einem Schließmechanismus, sowie Antriebseinrichtungen für die Spritzeinheit und den Schließmechanismus, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung für den Schließmechanismus und/oder die Antriebseinheit für die Spritzeinheit eine Antriebseinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst bzw. umfassen.injection molding machine with a stationary and a movable platen, one Injection unit and a locking mechanism, as well as drive devices for the injection unit and the locking mechanism, characterized in that the drive device for the locking mechanism and / or the drive unit for the injection unit is a drive unit according to at least one of claims 1 to 15 comprises or comprise.
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