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Die
Erfindung betrifft ein Gelenk für Spritzgießmaschinen
mit zumindest zwei Gelenkelementen, welche dazwischen angeordnete
Dichtelemente aufweisen, wobei die mindestens zwei Gelenkelemente
und die Dichtelemente einen zwischen diesen liegenden Schmiermittelraum
bilden.
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Derartige
Gelenke sind vor allem im Bereich der Schließseite einer
Spritzgießmaschine Stand der Technik. Aber auch in den
anderen Bereichen, z. B. auf der Plastifizierseite einer Spritzgießmaschine sind
Gelenke mit Schmiermittelschmierung bekannt und werden in den unterschiedlichsten
Ausführungen eingesetzt. Auf der Schließseite
einer Spritzgießmaschine werden dabei vor allem Kniehebelgelenke eingesetzt,
aber auch Kurbelgelenke oder ähnliche Gelenke, bei denen
ein Schmiermittelraum im Bereich der Reibung zwischen den Gelenkselementen angeordnet
ist, finden in unterschiedlichen Ausführungen Verwendung.
Wenn solche Kniehebelgelenke im Bereich einer Schließseite
einer Spritzgießmaschine angeordnet sind, sind beispielsweise
Hebelbolzen in einer Stirnplatte der Spritzgießmaschine drehfest
angebracht und dazwischen ist zumindest ein Augenhebel auf den Hebelbolzen
sozusagen aufgefädelt. In diesen Gelenken entstehen durch
die während des Schließvorganges auftretenden
Kräfte hohe Drücke, wodurch die Beanspruchung
der Gelenksbereiche sehr groß ist. Besonders die Dichtelemente
werden dabei stark beansprucht und können mit der Zeit
oder unter sehr hohem Druck undicht werden. Einerseits kann dabei
Schmiermittel aus dem Bereich der Schmiermittelraums des Gelenks austreten
und andererseits Staub, der als Passungsrost im Bereich der Lagerung
der Hebelbolzen entsteht, das Dichtelement von außen angreifen
und in den Gelenksbereich eindringen.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorbeschriebenen Nachteile zu
vermeiden und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes
Gelenk anzugeben.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die
Dichtelemente schmiermittel- und staubdicht ausgebildet sind.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht dabei vor,
dass jedes der Dichtelemente, welches in einer Ausnehmung zumindest
eines der beiden Gelenkelemente angeordnet ist, zwei Dichtbereiche
aufweist, wobei die Dichtbereiche direkt am jeweils gegenüberliegenden
Gelenkelement anliegen. Hierbei ist im Besonderen vorgesehen, dass
ein Dichtbereich als Staublippe ausgebildet ist, welche das Eindringen
von Staub, insbesondere Passungsrost, in den Schmiermittelraum verhindert
sowie ein Dichtbereich als Schmiermittelkante ausgebildet ist, welche
das Auslaufen von Schmiermittel aus dem Schmiermittelraum verhindert.
Bei bisherigen Ausführungen ist höchstens eine
Dichtlippe vorgesehen, welche meist nur öldicht ausgeführt
ist, um das Auslaufen von Schmiermittel zu verhindern. Welche exakte
geometrische Ausführung der Querschnitt eines Dichtelementes
sowie der Querschnitt der Dichtbereiche aufweist, hängt
stark von der Ausbildung des gesamten Gelenks ab. In der später
folgenden Figurenbeschreibung wird genauer auf die möglichen Ausgestaltungen
der Dichtbereiche eingegangen.
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Als
besonders vorteilhaft hat es sich hierbei herausgestellt, wenn das
Dichtelement die Ausnehmung im Wesentlichen vollständig
ausfüllt. Dadurch kann eine noch bessere Dichtheit erreicht
werden.
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Eine
Ausführung sieht auch vor, dass die Dichtelemente als Dichtringe
ausgebildet sind, die den Hebelbolzen umschließen, wobei
der Augenhebel, der Hebelbolzen und die Dichtelemente einen zwischen
diesen liegenden Schmiermittelraum bilden und der Schmiermittelraum über
eine Schmiermittelleitung, die vorzugsweise im Hebelbolzen angeordnet
ist, mit Schmiermittel befüllbar ist.
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Weiters
kann vorgesehen sein, dass die Dichtelemente zweiteilig ausgebildet
sind, wobei ein Teil die Staublippe und der andere Teil die Schmiermittelkante
aufweist. Die Dichtelemente können dabei direkt nebeneinander
liegen oder auch beabstandet sein. Die Dichtelemente müssen
nicht zwingend in einer Ausnehmung eines Gelenkelementes angebracht
sein.
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Ausführungsformen
der Dichtelemente sehen vor, dass die Dichtelemente aus Polyurethan
bestehen und die Dichtelemente für Drücke bis
zu 60 MPa ausgelegt sind.
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Schutz
wird auch begehrt für eine Spritzgießmaschine
mit einem erfindungsgemäßen Gelenk.
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Gemeinhin
sind gattungsfremde Dichtungsringe (beispielsweise Simmerringe gemäß der Norm DIN
3760) bekannt, die bei ständig rotierenden Elementen
eingesetzt werden können und dort in gewisser Weise der
Schmiermittel- und Staubdichtung dienen. Jedoch können
solche Simmerringe keinesfalls in hoch belasteten Bereichen von
Spritzgießmaschinen bzw. Kniehebelgelenken eingesetzt werden,
da Simmerringe einen maximalen Druck von 10 bar standhalten können,
wohingegen Dichtungen von Kniehebelsystem viel höheren
Drücken (ca. 40–200 bar) standhalten müssen.
Weiters werden Simmerringe nur bei rotatorischen Elementen eingesetzt,
die sich ständig in die gleiche Richtung bewegen, wogegen
bei Kniehebelsystemen eine ständige Änderung der
Drehrichtung vorliegt. Weiters würden Simmerringe durch
den hohen Druck viel zu heiß werden und dadurch ihre Dichtfähigkeit
verlieren. Simmerringe benötigen generell einen wesentlich
größeren Einbauraum bzw. Ausnehmung in den Gelenkelementen als
dies bei Dichtungen für Kniehebelsysteme (im Querschnitt
ca. 5 × 5 mm) benötigt wird. Simmerringe können
auch nicht in den Ausnehmungen zusammengedrückt werden,
da sie jeweils ein Stützblech aufweisen, das die Dichtbereiche
in Richtung Reibebereich drückt. Dichtungen für
Kniehebelsysteme hingegen können beispielsweise nierenförmig
zusammengelegt werden und in eine Ausnehmung des Gelenkelements
regelrecht hineingequetscht werden. Somit sind Dichtringe bzw. Simmerringe
gemäß der Norm DIN 3760 mit Staub-
und Schmiermittellippe als Dichtelement für ein Kniehebelsystem
einer Spritzgießmaschine absolut ungeeignet.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand
der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher
erläutert. Darin zeigen
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1 eine
Ansicht der Schließseite einer Spritzgießmaschine,
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2 den
Schnitt A aus 1 durch ein Hebelelenk einer
Spritzgießmaschine,
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3 den
Detailausschnitt X aus 2,
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4 einen
Querschnitt durch den Bereich eines Dichtelementes,
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5 einen
Querschnitt mit einem zweiteiligen Dichtelement,
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6 einen
Querschnitt mit Dichtelementen im Hebelbolzen und
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7 & 8 Querschnitte
von Einbauvarianten des Dichtelements.
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Wichtig
ist, dass die 2 und 3 nur im rechten
Bereich das Dichtelement 4 mit den zwei Dichtlippen 7 und 8 zeigt.
Im linken Bereich ist das Dichtelement 4' dargestellt,
welches den Stand der Technik zeigt. Somit dient 2 und 3 vorwiegend
der Anschaulichkeit und dem Vergleich des Standes der Technik mit
der hier vorliegenden Erfindung. Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel
ist das Dichtelement im linken Bereich seitenverkehrt zum Dichtelement
im rechten Bereich ausgebildet. Weiters ist anzumerken, dass im
Folgenden generell vom Hebelgelenk 1 die Rede ist. Dies
soll allerdings nicht ausschließen bzw. die Erfindung darauf
einschränken, dass schmiermittel- und staubdichte Dichtelemente
für sämtliche Gelenke, und nicht nur im Hebelgelenk,
in Spritzgießmaschinen eingesetzt werden können.
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1 zeigt
die Schließseite einer Spritzgießmaschine, wobei
die Hebelgelenke 1 durch die Hebelbolzen 2 und
die Augenhebel 3 gebildet werden. Bei jedem in dieser Figur
dargestellten Hebelgelenk 1 können schmiermittel-
und staubdichte Dichtelemente 4 vorgesehen sein. Im Bereich
des Schnittes A-A ist der Hebelbolzen 2 in der Stirnplatte 9 eingepasst.
Der Hebelbolzen 2 ist hierbei verdrehsicher in der Stirnplatte 9 eingeklemmt.
Auch durch einen Scherbolzen (nicht dargestellt) oder Ähnliches
kann eine Verdrehsicherung erreicht werden.
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In 2 ist
der Schnitt A-A aus 1 dargestellt. Hierbei ist im
zentralen Bereich der Hebelbolzen 2 im Querschnitt zu sehen,
welcher die Schmiermittelzuführleitung 6 und die
Schmiermittelabführleitung 10 aufweist, welche
vorzugsweise eingebohrt oder eingefräst sind. Diese Leitungen 6 und 10 sind mit
einem Hydrauliksystem der Spritzgießmaschine verbunden,
welches sämtliche Hebelgelenksbereiche und auch andere
Schmierbereiche mit Schmiermittel versorgt. Der Hebelbolzen 2 ist
in der Stirnplatte 9 eingepasst. Der Bereich, wo sich der
Hebelbolzen 2 und die Stirnplatte 9 kontaktieren,
ist als Passungsbereich 11 gekennzeichnet. In diesem Passungsbereich 11 entsteht
der Passungsrost. Der Augenhebel 3 weist zwei Dichtelemente 4 und 4' auf, welche
als Dichtungsringe den Hebelbolzen 2 umgeben. Zwischen
diesen beiden Dichtelementen 4 und 4', dem Augenhebel 3 und
dem Hebelbolzen 2 ist der Schmiermittelraum 5 ausgebildet.
Bei jeder Öffnungs- und Schließbewegung der Spritzgießmaschine
entstehen vor allem in den Kontaktbereichen (Passungsbereich 11,
Schmiermittelraum 5, Dichtelement 4) hohe Beanspruchungen.
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3 zeigt
den Detailausschnitt X aus 2, in welchem
hauptsächlich der Dichtungsbereich dargestellt ist. Im
Bereich zwischen dem Dichtelement 4' nach dem Stand der
Technik und der Stirnplatte 9 ist der Augenhebel 3 nahezu
mit dem Hebelbolzen 2 in Kontakt. Im Konkreten beträgt
der Abstand zwischen Hebelbolzen 2 und Augenhebel 3 in
diesem Bereich ca. 0,2 mm. Demgegenüber ist auf der rechten
Seite zwischen Dichtelement 4 und der Stirnplatte 9 der
Augenhebel 3 beabstandet zum Hebelbolzen 2 ausgeführt,
um die Staublippe 7 des Dichtelementes 4 aufnehmen
zu können. Der Abstand bzw. die Freistellung kann hierbei
ca. 1,5 mm betragen. Der Passungsrost, der aus dem Passungsbereich 11 stammt,
wird durch die Staublippe 7 davon abgehalten, in den Schmiermittelraum 5 einzudringen
und somit den Schmiermittelbereich und den Dichtbereich zu verunreinigen.
Im Bereich der Staublippe 7 ist die Schmutzseite 14 des
Hebelgelenkes 1 und im Bereich der Schmiermittelkante 8 ist
die Schmiermittelseite 13 des Hebelgelenkes 1 bzw.
des Dichtelementes 4.
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4 zeigt
eine detaillierte Ansicht eines Querschnitts des Dichtelementes 4,
wobei die Staublippe 7 in Richtung der Schmutzseite 14 zwischen Augenhebel 3 und
Hebelbolzen 2 ragt. Die Schmiermittelkante 8 des
Dichtelementes 4 dient dem Abdichten des Schmiermittels
aus dem Schmiermittelraum 5. Die Staublippe 7 ist
hierbei im Querschnitt spitzwinkelig ausgeführt. Es soll
nicht ausgeschlossen werden, dass je nach Art des Gelenkes auch eine
stumpfwinkelige oder abgerundete Ausführung der Staublippe 7 von
Vorteil sein kann. Dasselbe gilt für die Schmiermittelkante 8,
welche in dieser Ausführung einen stumpfwinkeligen Querschnitt
aufweist. Aufgrund der hohen Drücke, die im Bereich des
Dichtelementes 4 auftreten, müssen die beiden Dichtbereiche 7 und 8 des
Dichtelementes 4 genau auf die jeweilige Ausführung
der beiden Gelenkteile 2 und 3 angepasst sein,
um die optimale Schmiermittel- und Staubdichtewirkung zu entfalten.
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5 zeigt
den Querschnitt eines Detailausschnittes, wobei das Dichtelement 4 zweiteilig
ausgeführt ist. Der linke Teil 4b des Dichtelementes
weist hierbei die Schmiermittelkante 8 auf und der rechte Teil 4a weist
eine Staublippe 7 auf. Beide Teile 4a und 4b sind
unabhängig voneinander im Augenhebel 3 mit etwas
Spiel 15 angeordnet.
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6 zeigt
einen Querschnitt des Dichtbereiches, wobei die Dichtelemente 4 und 4' im
Hebelbolzen 2 angeordnet sind und deren Dichtbereiche 7 und 8 am
Augenhebel anliegen. Das linke Dichtelement 4' ist hierbei
wiederum der Stand der Technik.
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In 7 ist
das Dichtelement 4 bzw. der Dichtring in einer Ausnehmung
des Gelenkteiles 3 angebracht. Diese Ausnehmung kann (schematisch dargestellt)
beispielsweise in Form einer eingedrehten Nut ausgebildet sein.
Der Dichtring kann bei einer solchen Ausführung radial
hineingegeben werden.
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In 8 ist
eine alternative Ausführung dargestellt, bei der der Einbau
des Dichtelements 4 bzw. des Dichtringes in axialer Richtung
möglich ist. Dazu ist ein ringförmiger Flansch 30 mittels
eines Befestigungselements 31 am Gelenkelement bzw. Augenhebel 3 anbringbar,
wobei zwischen diesem ringförmigen Flansch 30 und
dem Augenhebel 3 der Einbauraum bzw. die Ausnehmung für
das wiederum schematisch dargestellte Dichtelement 4 verbleibt.
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Generell
sei noch angeführt, dass solche Dichtelemente in sämtlichen
Gelenksbereichen von Spritzgießmaschinen, bei welchen einerseits
Staub bzw. Passungsrost vom Eindringen und andererseits Öl
vom Auslaufen abgehalten werden soll, vorgesehen sein können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Norm DIN 3760 [0011]
- - Norm DIN 3760 [0011]