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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere einen Schließantrieb, für eine Spritzgießmaschine, mit einem elektrischen Antriebsmotor, einem vom Antriebsmotor entlang einer Hubstrecke bewegbaren Hubelement, einer elektrischen Hubbegrenzungsvorrichtung, durch die die Bewegung des Hubelements bei Erreichen einer bestimmten Hubposition anhaltbar ist, und einer mechanischen Hubbegrenzungsvorrichtung, durch die die Bewegung des Hubelements bei Fehlfunktion der elektrischen Hubbegrenzungsvorrichtung über einen mechanischen Anschlag an einer Anschlagposition anhaltbar ist. Zudem betrifft die Erfindung eine Spritzgießmaschine mit einer solchen Antriebsvorrichtung.
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Bei Spritzgießmaschinen kommen diverse elektrische Antriebsvorrichtungen zum Einsatz um bestimmte Hubelemente (beispielsweise eine bewegbare Formaufspannplatte, einen Kreuzkopf, einen Auswerfer, usw.) zu bewegen. Dabei verfährt das Hubelement entlang einer festgelegten Hubstrecke. Die üblichen Anforderungen bei solchen Antriebsvorrichtungen sind ein Arbeitshub (Hubstrecke), ein maximaler mechanischer Hub, wo das Werkzeug noch keinen Schaden erleidet, und ein Maschinenhub, um das Werkzeug montieren bzw. demontieren zu können. Bei der Bewegung von bewegbaren Formaufspannplatten ist diese Hubstrecke abhängig von der Größe des eingesetzten Werkzeuges und kann daher variieren. Da bei Spritzgießmaschinen oft sehr hohe Kräfte auftreten, können Fehlfunktionen bei der Bewegung der Hubelemente oder anderer Teile sehr große Schäden z. B. in den Werkzeugen anrichten. Um solche Schäden zu vermeiden, sind bereits elektrische Hubbegrenzungsvorrichtungen bekannt, durch die die Bewegung des Hubelements bei Erreichen einer bestimmten Hubposition angehalten wird. Dazu werden meist Wegmesssysteme eingesetzt.
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Problematisch ist allerdings, dass bei Erreichen dieser bestimmten Hubposition zwar der Motor sofort abgeschaltet wird, dennoch noch ein Austrudeln oder eine sonstige Bewegung weiter erfolgen kann, was zu Schäden trotz abgeschaltetem Antrieb führen kann. Vor allem wenn auch der maximale mechanische Hub bei solchen elektrischen Achsen überfahren wird, können hier sehr hohe Schadenskosten am Werkzeug (z. B. Etagenwerkzeug) entstehen.
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Um dies zu vermeiden sind aus dem Stand der Technik bereits mechanische Hubbegrenzungsvorrichtungen bekannt, durch die bei solchen Fehlfunktionen nicht nur der elektrische Antrieb unterbrochen wird, sondern aktiv mechanisch die Bewegung des Hubelements gestoppt wird. Solche bekannten Hubbegrenzungen sind normalerweise Gewindestangen, die von Hand auf einen bestimmten Öffnungshub eingestellt werden. Aus dem Stand der Technik sind auch weitere Spritzgießmaschinen mit doppelten Sicherheitseinrichtungen bekannt, wobei dazu auf die
DE 102 19 315 A1 verwiesen wird.
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Demgegenüber zeigt die gattungsfremde
US 6,530,313 B1 keine elektrische Hubbegrenzungsvorrichtung sondern eine Formhöhenverstellung. Die Formhöhe wird demnach verstellt, wenn eine neue Form in die Presse eingebracht wird. Dabei gibt es eine Art doppelte Absicherung, um ein Abstürzen der beim Verstellen bewegten Form zu verhindern. Diese Bewegung wird nur sehr unregelmäßig und selten – also nur beim Formwechseln und nicht während der regelmäßig stattfindenden Pressbewegung an sich – durchgeführt.
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Grundsätzlich ist bei den bekannten Antriebsvorrichtungen, die sowohl eine elektrische Hubbegrenzungsvorrichtung als auch eine mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung aufweisen, die Schadensverhinderung bereits recht gut. Umständlich ist aber, dass bei Wechsel eines Werkzeugs oder bei sonstigen Veränderungen, die die Hubstrecke betreffen, auch ein aufwändiges, zeit- und arbeitsintensives händisches Anpassen des mechanischen Anschlags erfolgen muss. Zudem wird die Position des mechanischen Anschlags nicht überwacht.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Antriebsvorrichtung zu schaffen. Insbesondere soll die Antriebsvorrichtung variabel einsetzbar sein und einfach auf geänderte Werkzeuggrößen angepasst werden können.
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Dies wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 erreicht. Demnach ist vorgesehen, dass bei Änderung der bestimmten Hubposition die Anschlagposition des mechanischen Anschlags automatisch an die geänderte Hubposition anpassbar ist. Somit passt sich der mechanische Anschlag selbsttätig auf die neue Hubstrecke bzw. auf die neue, bestimmte Hubposition an, ohne dass man einen Fixanschlag demontieren oder wegdrehen muss.
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Grundsätzlich ist vorgesehen, dass die bestimmte Hubposition von der Hubstrecke abhängig ist. Bevorzugt ist dazu vorgesehen, dass die bestimmte Hubposition über die elektrische Hubbegrenzung einstellbar bzw. ermittelbar ist. Dazu kann beispielsweise ein Wegmesssystem eingesetzt werden und ein Probehub gefahren werden, um die gewünschte Hubstrecke und die davon abhängige Hubposition zu ermitteln. Vor allem wenn die Antriebsvorrichtung eine Steuer- oder Regeleinheit aufweist, werden besonders bevorzugt diese Daten über diese Steuer- oder Regeleinheit erfasst und gespeichert.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dann in weiterer Folge vorgesehen, dass die Anschlagposition des mechanischen Anschlags in Abhängigkeit von der über die elektrische Hubbegrenzungsvorrichtung einstellbaren oder ermittelten, bestimmten Hubposition festlegbar ist. Somit ist der mechanische Anschlag nicht händisch einzustellen, sondern wird automatisch über die Steuer- oder Regeleinheit eingestellt. Dabei entspricht die Anschlagposition dem Ende des maximalen mechanischen Hubs des Hubelements.
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Für das Einstellen der mechanischen Anschlagposition ist bevorzugt vorgesehen, dass die mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung eine Verstelleinrichtung zum Einstellen des maximalen mechanischen Hubs aufweist. Gemäß einer ersten Variante dieser Verstelleinrichtung ist dabei vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung ein Halteelement mit mehreren, vorzugsweise in regelmäßigen Abständen angeordneten, Einrastbereichen und einen, in einen der Einrastbereiche bewegbaren Riegel aufweist. Gemäß einer zweiten, alternativen Variante kann auch vorgesehen sein, dass über die Verstelleinrichtung der maximale mechanische Hub stufenlos einstellbar ist, wobei die Verstelleinrichtung ein Halteelement mit zumindest einer Klemmfläche und zumindest eine an der Klemmfläche des Halteelements fixierbare Klemmbacke aufweist.
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Um beim Erreichen des mechanischen Anschlags keinen zu großen Lärm zu erzeugen bzw. um nicht aufgrund der großen Kräfte bei einem mechanischen Anschlag auch Schäden zu verursachen, ist bevorzugt vorgesehen, dass der mechanische Anschlag über eine Dämpfvorrichtung, vorzugsweise in Form von Tellerfedern, gedämpft ist.
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Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die elektrische Hubbegrenzungsvorrichtung und/oder die mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung ein Wegmesssystem aufweisen. Um eine besonders gute und doppelte Sicherheit zu garantieren, sind die Wegmesssysteme der elektrischen Hubbegrenzungsvorrichtung und der mechanischen Hubbegrenzungsvorrichtung separat und unabhängig voneinander ausgebildet, sodass bei Schäden an einem Wegmesssystem immer noch das zweite Wegmesssystem funktioniert. Grundsätzlich dient das zusätzliche, der mechanischen Hubbegrenzungsvorrichtung zugeordnete Wegmesssystem dazu, dass das Hauptwegmesssystem überprüft wird. Wird eine Differenz der Wege erfasst oder fällt eines der Systeme aus, so wird umgehend ein Nothalt am Betrieb ausgelöst. Zusätzlich wird über die Verstelleinrichtung der Riegel bzw. die Klemmbacke aktiviert, da ja möglicherweise wegen eines Fehlers im Antrieb der gesamte Antrieb auf einen Nothalt nicht mehr reagiert.
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Schutz wird auch begehrt für eine Spritzgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 18 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben. Sämtliche in der Beschreibung und in den Ansprüchen zur Antriebsvorrichtung aufgeführten Ausführungsbeispiele gelten sinngemäß auch für das Verfahren.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Darstellungen gezeigten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert: Darin zeigen:
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1 eine Spritzgießmaschine mit einer automatisch anpassbaren mechanischen Hubbegrenzungsvorrichtung,
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2 Details der inaktiven mechanischen Hubbegrenzungsvorrichtung,
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3 Details der aktiven mechanischen Hubbegrenzungsvorrichtung,
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4 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer mechanischen Hubbegrenzungsvorrichtung und
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5 und 6 schematisch eine Gegenüberstellung des variablen mechanischen Anschlags bei unterschiedlich langen Hubstrecken.
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In 1 ist eine Spritzgießmaschine 2 dargestellt, die als wesentliche Komponenten die feststehende Formaufspannplatte 16, die an den Holmen 17 geführte bewegbare Formaufspannplatte 15, den Kniehebelmechanismus 24 und die Antriebsvorrichtung 1 zum Bewegen des Hubelements 4 aufweist. Die bewegbare Formaufspannplatte 15 ist dabei entlang einer Führungsschiene 19 am Rahmen 18 bewegbar. In diesem Fall, wenn die Antriebsvorrichtung 1 ein Schließantrieb ist, bildet die Antriebsspindel 22 mitsamt dem Kreuzkopf 23 das Hubelement 4, das vom elektrischen Antriebsmotor 3 translatorisch bewegbar angetrieben wird. Vom Antriebsmotor 3 wird über die Spindelmutter 25 die Antriebsspindel 22 und mit diesem der Kreuzkopf 23 bewegt. Mit dem Kreuzkopf 23 sind die Kniehebel des Kniehebelmechanismus 24, der die Stirnplatte 20 und die bewegbare Formaufspannplatte 15 verbindet, bewegbar verbunden. In der Stellung gemäß 1 ist das Hubelement 4 an einem Ende der Hubstrecke H dargestellt, in der die das Werkzeug bildenden Formhälften 31 geschlossen sind. Um dann beim Öffnen des Werkzeugs Schäden im gesamten Antriebsstrang oder im Bereich des Werkzeuges zu verhindern, ist zum einen die elektrische Hubbegrenzungsvorrichtung 5 vorgesehen, die mittels eines Wegmesssystems 21 und anhand der Drehzahl des Antriebsmotors 3 ermittelt, ob die gefahrene Hubstrecke H mit der vom elektrischen Antriebsmotor 3 ausgelösten Bewegungsstrecke des Hubelements 4 übereinstimmt. Wenn hierbei eine Abweichung vorliegt bzw. wenn die bestimmte Hubposition E erreicht ist, so wird die Antriebsvorrichtung 1 abgeschaltet.
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Trotz dieser Abschaltung kann es aber dennoch zu Schäden kommen, wofür als zweites Sicherheitssystem eine mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 vorgesehen ist. Diese mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 bietet zusätzlich zur Abschaltung der Antriebsvorrichtung 1 bei Erreichen der bestimmten Hubposition E auch eine mechanische Anschlagposition M, an welcher die Bewegung des Hubelements 4 angehalten wird. Dazu weist die mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 ein am Hubelement 4 befestigtes Halteelement 12 mit einem mechanischen Anschlag 7, der an einem einfahrbaren Riegel 11 anschlägt, auf. Um eine variable Einstellung dieser Anschlagsposition M zu ermöglichen, ist die Verstelleinrichtung 9 vorgesehen. Diese Verstelleinrichtung 9 umfasst mehrere, am Halteelement 12 ausgebildete Einrastbereiche 10 und den bewegbaren Riegel 11.
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Im Detail ist dazu aus 2 ersichtlich, dass sich der Riegel 11 in einer inaktiven Stellung befindet, in der er vom Antriebsmechanismus 28 noch in einer zurückgezogenen Position gehalten ist und nicht in einen der Einrastbereiche 10 eingefahren ist. Weiters ist in 2 ersichtlich, dass das Halteelement 12 über einen Bolzen 26 am Kreuzkopf 23 befestigt ist. Zudem ist zwischen dem Kreuzkopf 23 und dem Halteelement 12 eine Dämpfvorrichtung 14 in Form von Tellerfedern ausgebildet, sodass das Halteelement 12 relativ zum Kreuzkopf 23 begrenzt bewegbar gelagert ist. In 2 ist zusätzlich das Wegmesssystem 27 für die mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 ersichtlich, wobei ein Detektierelement des Wegmesssystems 27 am Kreuzkopf 23 anliegt.
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Sobald die mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 aktiviert wird, wird der Riegel 11 gemäß 3 vom Antriebsmechanismus 28 bewegt, sodass der Riegel 11 in einen Einrastbereich 10 des Halteelements 12 einfährt. Dadurch kann sich bei einer Öffnungsbewegung der Antriebsvorrichtung 1 der Kreuzkopf 23 nicht mehr weiter nach links bewegen, da das Halteelement 12 über den mechanischen Anschlag 7 am Riegel 11 anschlägt und somit den Kreuzkopf 23 bzw. das Hubelement 4, gegebenenfalls durch die Dämpfvorrichtung 14 gedämpft, anhält. Durch die mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 wird somit das Hubelement 4 in der Anschlagposition M gehalten. In 3 ist auch ersichtlich, dass die Spindel 22 über einen Bolzen 29 fest mit dem Kreuzkopf 23 verbunden ist.
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Um die Anschlagposition M unabhängig von der Größe der Einsrastbereiche 10 zu gestalten, ist gemäß 4 eine stufenlose mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 gezeigt. Dabei wird das Halteelement 12 über seine Klemmfläche K von Klemmbacken 13 gehalten. Die Klemmbacken 13 werden nur aktiviert, wenn die elektrische Hubbegrenzungsvorrichtung 5 die Bewegung des Antriebsmotors 3 anhält und/oder wenn die elektrische Hubbegrenzungsvorrichtung 5 ausfällt.
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In den 5 und 6 ist nochmals schematisch die Erfindung dargestellt: Grundsätzlich kann von der Antriebsvorrichtung 1 über den elektrischen Antriebsmotor 3 das Hubelement 4 entlang des gesamten Maschinenhubs HM bewegt werden. Das Fahren dieses Maschinenhubs HM ist aber meist nur notwendig und gewünscht, wenn ein Werkzeugwechsel oder eine sonstige größere Reparatur durchgeführt werden muss. Im Betriebszustand wird vom Hubelement 4 idealerweise immer nur dieselbe Hubstrecke H gefahren. Diese Hubstrecke H kann aber aufgrund eines breiteren oder schmäleren Werkzeugs variieren. Dazu ist in 6 die Hubstrecke H länger als in 5 dargestellt. Abhängig von dieser Hubstrecke H ist der elektrische Anschlag 30, der einer bestimmten Hubposition E – der bevorzugt von einem Wegmesssystem 21 überwacht wird – entspricht. Sobald die tatsächlich gefahrene Hubstrecke H des Hubelements 4 die bestimmte Hubposition E erreicht, wird der elektrische Antriebsmotor 3 abgeschaltet. Dies erfolgt dadurch, dass von der elektrischen Hubbegrenzungsvorrichtung 5 das Erreichen der bestimmten Hubposition E erkannt wird und über die Steuer- oder Regeleinheit 8 ein entsprechendes Stoppsignal an den elektrischen Antriebsmotor 3 weitergeleitet wird.
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Um Schäden trotz des angehaltenen Antriebsmotors 3 zu verhindern, ist zusätzlich eine mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 vorgesehen, durch die ein maximaler mechanischer Hub Hm für das Hubelement 4 festgelegt wird. Beim Stand der Technik musste dieser maximale mechanische Hub Hm bisher immer händisch verändert werden, wenn sich die Hubstrecke H aufgrund eines Werkzeugwechsels geändert hat. Um diese Nachteile nun zu beheben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei Änderung der bestimmten Hubposition E (bzw. bei Änderung der Hubstrecke H) die Anschlagposition M des mechanischen Anschlags 7 automatisch an die geänderte Hubposition E anpassbar ist. Dazu ist die mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 in signaltechnischer Verbindung mit der Steuer- oder Regeleinheit 8 bzw. mit der elektrischen Hubbegrenzungsvorrichtung 5, wodurch der mechanische Anschlag 7 entsprechend an die geänderte Hubstrecke H angepasst wird. Somit hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass sich die mechanische Hubbegrenzungsvorrichtung 6 automatisch an geänderte Gegebenheiten anpasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10219315 A1 [0004]
- US 6530313 B1 [0005]
