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Die Erfindung betrifft eine Schließeinheit für eine Spritzgießmaschine, mit einem Rahmen, einer am Rahmen befestigten fixen Formaufspannplatte, einer am Rahmen verschiebbar gelagerten bewegbaren Formaufspannplatte und zumindest einem zwischen den Formaufspannplatten durch einen Linearantrieb verschiebbar gelagerten Träger für ein Werkzeug. Weiters betrifft die Erfindung eine Spritzgießmaschine mit einer solchen Schließeinheit.
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Derartige Schließeinheiten mit von den Formaufspannplatten separaten, zusätzlichen Werkzeugen sind vor allem dazu geeignet, mehrschichtige Spritzgießteile gleichzeitig oder sequenziell in zumindest einer oder in unterschiedlichen Trennebenen der Spritzgießmaschine herzustellen. Besonders wichtig ist dabei, dass die Dreh- bzw. Verschiebebewegungen sämtlicher bewegbarer Teile schnell und präzise durchgeführt werden, sodass möglichst kurze Zykluszeiten und eine präzise Positionierung der einzelnen Elemente gegeben sind.
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Ein Problem bei den bekannten Linearantrieben für Werkzeuge liegt darin, dass nur ein begrenzter Bewegungsspielraum zwischen dem Werkzeug und den Formaufspannplatten gegeben ist. Zudem sind die Linearantriebe jeweils von der Position der Formaufspannplatten abhängig, wodurch beim Verschieben des Werkzeugs durch die Linearantriebe immer die aktuelle Position der Formaufspannplatten berücksichtigt werden muss. Zudem nehmen die Linearantriebe oftmals relativ viel Platz seitlich oder oberhalb der Schließeinheit ein, wodurch die Zugänglichkeit für Handlinggeräte beeinträchtigt ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Schließeinheit zu schaffen. Insbesondere soll es ermöglicht werden, dass die Verschiebebewegung des Werkzeugs beim Öffnen und Schließen der Formaufspannplatten unabhängig von der Bewegung der bewegbaren Formaufspannplatte durchgeführt werden kann.
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Dies wird für eine Schließeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 dadurch erreicht, dass der Linearantrieb einerseits am Träger für das Werkzeug und andererseits am Rahmen oder an der fixen Formaufspannplatte befestigt ist. Dadurch kann die Verschiebebewegung des Werkzeugs komplett unabhängig von der Bewegung der bewegbaren Formaufspannplatte erfolgen.
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Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Lineantrieb einerseits am Träger und andererseits nur am Rahmen befestigt ist. Somit kann der Bereich an der fixen Formaufspannplatte möglichst frei bleiben und sehr gut zugänglich für Handhabungsgeräte sein.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Werkzeug mit dem Träger über einen Drehteller drehbar verbunden ist. Dabei kann das Werkzeug entweder direkt oder über einen Formträger auf dem Drehteller angebracht sein. Je nach Drehung bzw. Position können in Schließ- und Einspritzstellung die Seiten des Werkzeugs mit einer Werkzeughälfte an der bewegbaren oder an der fixen Formaufspannplatte korrespondieren und Kavitäten bilden.
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Um die Verwendungsmöglichkeiten der Schließeinheit zu erweitern, kann weiters vorgesehen sein, dass zwischen den Formaufspannplatten zumindest zwei Träger für jeweils ein Werkzeug angeordnet sind, die jeweils durch einen separaten Linearantrieb verschiebbar gelagert sind, wobei jeder der zwei Linearantriebe einerseits an einem der Träger und anderseits am Rahmen oder an der fixen Formaufspannplatte befestigt sind. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Formaufspannplatten komplett auseinandergefahren werden können, wogegen die beiden Werkzeuge über ihre jeweiligen Linearantriebe noch aufeinander gehalten werden, um beispielsweise ein zwischen diesen beiden Werkzeugen befindliches Spritzgießteil noch länger aushärten zu lassen, während zwischen der anderen Seite der Werkzeuge und der jeweiligen Formaufspannplatte bereits Spritzgussteile ausgeworfen werden. Zudem wird dadurch ermöglicht, dass der Abstand zwischen den Werkzeugen und der jeweiligen Formaufspannplatte sehr groß ist (z. B. über einen Meter), sodass auch breite Greifarme relativ große Spritzgießteile entnehmen können.
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Besonders bevorzugt ist der der bewegbaren Formaufspannplatte näher liegende Linearantrieb nur mit dem Rahmen verbunden, sodass die Bewegung des der bewegbaren Formaufspannplatte näheren Werkzeugs über den Linearantrieb komplett unabhängig von der Bewegung der bewegbaren Formaufspannplatte durchgeführt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dazu weiters vorgesehen sein, dass beide Linearantriebe einerseits jeweils an einem der zumindest zwei Träger und andererseits am Rahmen befestigt sind.
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Um ein möglichst exaktes Positionieren der Werkzeuge zwischen den Formaufspannplatten zu erreichen, kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Linearantriebe in Form von Spindeltrieben mit jeweils einer Spindelmutter und einer darin geführten Spindel ausgebildet sind, wobei die Spindelmutter oder die Spindel jeweils durch eine Antriebseinheit drehbar antreibbar sind.
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Es soll nicht ausgeschlossen werden, dass die Linearantriebe bzw. Spindeltriebe hydraulisch angetrieben werden, jedoch ist bevorzugt vorgesehen, dass die Linearantriebe durch die jeweiligen Antriebseinheiten elektrisch angetrieben werden und beispielsweise in Form von Servomotoren ausgebildet sind.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, dass die Spindeltriebe jeweils in Form von Kugelgewindetrieben ausgebildet sind.
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An sich ist es bei der Längsbewegung der Werkzeuge wichtig, dass diese immer relativ zu einem fixen Element (z. B. Rahmen) der Schließeinheit erfolgt. Eine erste Ausführungsform kann diesbezüglich vorsehen, dass die Spindelmuttern jeweils mit dem Rahmen verbunden sind und die Spindeln drehfest mit jeweils einem Träger für ein Werkzeug verbunden sind. Dabei ist die Spindelmutter bevorzugt über ein Gehäuseelement des Linearantriebes mit dem Rahmen verbunden, wobei die Drehachse der Spindelmutter relativ zum Rahmen fix ist. Alternativ kann dazu vorgesehen sein, dass die Spindeln mit dem Rahmen drehfest verbunden sind und die Spindelmuttern mit jeweils einem Träger verbunden sind. Dabei wird die Spindel selbst durch die Antriebseinheit gedreht, sodass die mit dem Träger verbundene Spindelmutter je nach Drehrichtung der Spindel hin- und herbewegt wird.
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Um eine möglichst gute Zugänglichkeit für die Ehtnahme von Spritzgießteilen aus der Schließeinheit zu erreichen, kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Linearantriebe auf der den Formaufspannplatten abgewandten Seite des Rahmens am Rahmen befestigt sind. Dadurch sind die Linearantriebe bzw. Spindeltriebe allesamt unterhalb der Werkzeuge und Formaufspannplatten angeordnet, sodass der Bereich zwischen den Formaufspannplatten von den zwei Seiten und von oben sehr leicht auch für große Handlinggeräte zugänglich sind.
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Grundsätzlich soll nicht ausgeschlossen sein, dass die Werkzeuge in Form von Indexplatten oder Schiebetischen ausgebildet sind, jedoch ist bevorzugt vorgesehen, dass die Werkzeuge in Form von Drehwürfeln ausgebildet sind.
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Eine Ausführungsvariante der Erfindung kann vorsehen, dass die Schließeinheit Teil einer sogenannten Vertikalmaschine ist. Dabei sind die Formaufspannplatten im Wesentlichen horizontal ausgerichtet und die bewegbare Formaufspannplatte entlang vertikal ausgerichteter Halme vertikal bewegbar ist. Bei einer solchen Vertikalmaschine ist kein eigentlicher Rahmen vorgesehen, vielmehr bildet die untere, fixe Formaufspannplatte den Rahmen, wobei diese fixe Formaufspannplatte natürlich noch Steher aufweisen kann. Zwischen den Aufspannplatten ist zumindest ein von den Aufspannplatten separates Werkzeug angeordnet und von einem Linearantrieb verschiebbar, wobei dieser Linearantrieb einerseits am Träger des Werkzeugs und andererseits an der fixen Formaufspannplatte befestigt ist. Wenn mehrere separate Werkzeuge vorgesehen sind, können diese über nebeneinander angeordnete oder an unterschiedlichen Seiten angeordnete Linearantriebe verschoben werden. Die Werkzeuge selbst können auch bei einer Vertikalmaschien verschieblich oder drehbar angetrieben werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Spritzgießmaschine eine Steuer- oder Regeleinheit aufweist, durch die zumindest die Bewegung der Linearantriebe, der Drehwürfel und der Schließeinheit steuer- bzw. regelbar sind. Dabei sind zumindest die Bewegungen dieser genannten Komponenten unabhängig voneinander ansteuerbar. Die übergeordnete Steuer- bzw. Regeleinheit dient zudem der Kollisionsvermeidung zwischen den einzelnen Komponenten, zum Beispiel dass die Drehung der Drehwürfel erst bei ausreichend geöffneten Formaufspannplatten erfolgt.
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Weiters kann vorgesehen sein, dass zusätzlich ein Handhabungsgerät vorgesehen ist, dass vor oder auch schon während der Drehung bzw. Bewegung eines Werkzeugs in den Raum zwischen den Werkzeughälften eingeführt wird und beispielsweise Teile entnehmen kann.
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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 schematisch in Seitenansicht eine Schließeinheit und
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2 einen Teil einer Schließeinheit von oben.
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In 1 ist eine Schließeinheit 1 einer Spritzgießmaschine dargestellt. Die wesentlichen Komponenten sind der Rahmen 2, auf dem einerseits die fixe Formaufspannplatte 3 angeflanscht ist und andererseits die bewegbare Formaufspannplatte 4 angeordnet ist, die angetrieben von einem nicht dargestellten Kniehebelsystem an Führungsschienen 10 entlang der Maschinenlängsachse hin- und herbewegbar ist. Zwischen den Formaufspannplatten 3 und 4 sind die Werkzeuge 5 und 6 (Formen) angeordnet, in welchen jeweils Kavitäten 19 ausgebildet sind. In Schließstellung berühren sich die Werkzeuge 5 und 6 und die an den Formaufspannplatten 3 und 4 montierten Werkzeughälften 17 und 18 (Formhälften), sodass über die Einspritzaggregate 9 in die jeweiligen Kavitäten 19 spritzgießfähiges Material (Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere) eingespritzt wird und zu Spritzgießteilen aushärtet.
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Nach einem solchen Einspritzvorgang wird beim Öffnen die bewegbare Formaufspannplatte 4 – in diesem Fall – nach links bewegt. Gemäß der Erfindung kann über den Spindeltrieb 7 (Linearantrieb) das Werkzeug 5 komplett unabhängig von der Bewegung der bewegbaren Formaufspannplatte 4 bewegt werden. So ist es z. B. möglich, dass die beiden Werkzeuge 5 und 6 auch bei voller Öffnung der Formaufspannplatten 3 und 4 noch aneinander anliegen, sodass beispielsweise ein zwischen diesen beiden Werkzeugen 5 und 6 in einer Kavität 19 befindliches Spritzgießteil noch länger auskühlen kann.
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Die Spindelantriebe 7 und 8 bestehen gemäß 1 aus jeweils einem Servomotor 7c bzw. 8c, die beispielsweise über einen nicht dargestellten Riemen die Spindelmutter 78 bzw. 8a drehbar um die Drehachse D antreiben, sodass die in der Spindelmutter 7a bzw. 8a geführten Spindeln 7b bzw. 8b translatorisch verschiebbar sind. Diese Spindeln 7b bzw. 8b sind mit einem jeweiligen Träger 12 bzw. 16 für die Werkzeuge 5 bzw. 6 verbunden, sodass die Positionen der einzelnen Werkzeuge 5 und 6 komplett unabhängig voneinander und von den Formaufspannplatten 3 bzw. 4 eingestellt werden können.
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Natürlich soll es nicht ausgeschlossen sein, dass die Spindel 7b bzw. 8b drehbar über eine Antriebseinheit angetrieben wird, sodass eine am Träger 12 bzw. 16 montierte Spindelmutter 7a bzw. 8a entsprechend translatorisch bewegt wird und die Werkzeuge 5 und 6 hin- und herbewegt. Die Antriebsgehäuse 7d bzw. 8d können gleichzeitig auch Steher für den Rahmen 2 bilden.
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In 1 ist weiters dargestellt, dass an den Trägern 12 und 16 jeweils Drehantriebe 11 angeordnet sind, die einen Drehteller 14 drehbar antreiben, sodass sich die Werkzeuge 5 bzw. 6 (in diesem Fall Drehwürfel) entlang der Drehachsen A entsprechend drehen können.
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Diesbezüglich ist in 2 ein kleiner Ausschnitt einer Schließeinheit 1 von oben dargestellt, wobei ein leicht versetzt angeordneter Antriebsmotor 13 den Drehtisch 14 über einen Riemen 15 antreibt.
