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Die Erfindung betrifft eine Schließeinheit für eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine, mit einer Formhöhenverstelleinrichtung, wobei die Formhöhenverstelleinrichtung einen zumindest teilweise mit Schmiermittel gefüllten Schmierbereich aufweist. Zudem betrifft die Erfindung eine Formgebungsmaschine mit einer Einspritzeinheit und einer solchen Schließeinheit.
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Formhöhenverstelleinrichtungen werden bei Formgebungsmaschinen meist nur dann betätigt, wenn eine neue Form auf die Formaufspannplatten der Formgebungsmaschine aufgespannt wird. Somit werden diese Formhöhenverstelleinrichtungen relativ selten – im Gegensatz zu den normalen Schließhub- oder Eilhubmechanismen – in Betrieb genommen. Bei bisher bekannten Formhöhenverstelleinrichtungen von Schließeinheiten werden die zueinander relativ bewegten Komponenten mit einem Schmierfett geschmiert. Diese Art der Bewegungsunterstützung funktioniert zwar grundsätzlich tadellos, jedoch kommt es leicht zu Verunreinigungen um die Formhöhenverstelleinrichtung herum aufgrund von austretendem Schmierfett. Zudem „stumpft” das Schmierfett mit der Zeit ab, wodurch die Formhöhenverstelleinrichtung schwergängig wird. Auch das Nachfüllen oder zusätzliche Aufbringen von neuem Schmierfett ist recht aufwendig und vor allem mit weiteren Verschmutzungen verbunden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Schließeinheit zu schaffen. Insbesondere soll die Formhöhenverstelleinrichtung der Schließeinheit weniger Schmutz absondern sowie länger einsatzfähig und möglichst wartungsfrei sein.
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Dies wird durch eine Schließeinheit mit den Merkmalen von Anspruch 1 erreicht. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schmiermittel ein Schmieröl ist, wobei der Schmierbereich durch ein Dichtelement abgedichtet ist. Das Schmieröl hat den Vorteil gegenüber dem Schmierfett, dass es einfacher eingefüllt und nachgefüllt werden kann und sich auch leichter verteilen lässt. Mit dem erfindungsgemäßen Dichtelement lässt sich zudem der Schmierbereich ausreichend abdichten, sodass kein Schmieröl austritt.
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Prinzipiell sind Ölschmierungen mit Dichtungen bei Formgebungsmaschinen zwar schon bekannt, diese bilden allerdings einen gattungsfremden Stand der Technik, da sie bei ständig bewegten Teilen eingesetzt werden und somit ganz andere Ansprüche erfüllen müssen. Ein Beispiel dafür geht aus der
DE 10 2010 051 766 A1 hervor, die einen Spindeltrieb mit Schmierölablauf in einem Dichtbereich zeigt. Diese Dichtvariante ist allerdings bei einer Formhöhenverstelleinrichtung nicht einsetzbar, da vor allem die Dichtelemente nur als Abstreifer ausgebildet sind.
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Vorteilhafte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Demnach ist bevorzugt vorgesehen, dass die Formhöhenverstelleinrichtung ein erstes Verstellelement und ein mit dem ersten Verstellelement koppelbares und relativ zum ersten Verstellelement bewegbares zweites Verstellelement aufweist, wobei der Schmierbereich zwischen dem ersten Verstellelement und dem zweiten Verstellelement angeordnet ist. Somit ist die grundsätzliche mechanische Ausbildung der Formhöhenverstelleinrichtung an sich beliebig, solange zwei zueinander relativ bewegbare Verstellelemente mit einem dazwischen befindlichen Schmierbereich vorgesehen sind. Dies kann über unterschiedliche Arten von mechanischen Bewegungsübertragungen erfolgen.
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Eine bevorzugte Ausführung der Formhöhenverstelleinrichtung sieht vor, dass das erste Verstellelement einen Bolzen mit einem Außengewinde und das zweite Verstellelement eine am Bolzen anliegende und den Bolzen umschließende Mutter mit einem Innengewinde aufweist. Somit wird durch ein Verdrehen der Mutter eine Relativbewegung des Bolzens zur Mutter ausgelöst. Bevorzugt ist hierzu vorgesehen, dass die Formhöhenverstelleinrichtung eine, vorzugsweise die Mutter drehbar antreibende, Antriebsvorrichtung aufweist. Diese Antriebsvorrichtung kann dabei zum Beispiel in Form eines Zahnradantriebes (bei einer 4-Holm-Maschine) oder auch durch einen Direktantrieb gebildet sein. Bevorzugt ist die Antriebsvorrichtung als Riemenantrieb ausgebildet.
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Die Schließeinheit kann weites einen Rahmen, eine mit dem Rahmen verbundene feststehende Formaufspannplatte und eine am Rahmen gelagerte bewegbare Formaufspannplatte aufweisen. Zusätzlich kann bei einer 3-Platten-Maschine auch eine Stirnplatte vorgesehen sein. An den beiden Formaufspannplatten sind jeweils die Formhälften angeordnet. Wenn die Formhälften gewechselt werden, so erfolgt über die Formhöhenverstelleinrichtung eine Relativbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte zum Rahmen bei Offenstellung der Formaufspannplatten. Die Formhöhenverstelleinrichtung kann dabei direkt in oder an der bewegbaren Formaufspannplatte angeordnet sein. Alternativ ist es auch möglich, dass die Formhöhenverstelleinrichtung in oder an der Stirnplatte angeordnet ist, wobei dann eine indirekte Verstellung der bewegbaren Formaufspannplatte über die Stirnplatte erfolgt. Wichtig ist jedenfalls, dass der relative Abstand der beiden Formaufspannplatten zueinander in Offenstellung der Schließeinheit veränderbar ist, d. h. dieser Abstand ist an die geänderte Formhöhe anpassbar.
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Das Dichtelement muss an sich so ausgebildet sein, dass ein Austreten von Schmiermittel aus dem Schmierbereich praktisch vollständig unterbunden wird. Dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dichtelement aus einem elastischen Material besteht. Beispielsweise kann das Dichtelement aus PUR oder PTFE bestehen. Diese Materialien sind zwar grundsätzlich geeignet, um den Schmierbereich abzudichten, jedoch erfolgt bei diesen Materialien auch ein Abweisen des Schmieröls. Bevorzugt ist deshalb vorgesehen, dass das Dichtelement aus einem schmiermittelaufnahmefähigen und schmiermittelabgabefähigen Material besteht. Das heißt, dass das Dichtelement schwammartig ausgebildet ist und somit das Schmieröl teilweise aufsaugen kann. Besonders bevorzugt ist demnach vorgesehen, dass das Material des Dichtelements ein Filz ist. Dies ermöglicht bei hohem Schmiermittelfüllstand ein zumindest kurzfristiges Aufnehmen des vorhandenen Schmieröls auch in die Dichtung selbst. Anschließend, d. h. nach Beendigung einer Formhöhenverstellung, kann das Schmieröl wieder langsam aus dem Dichtelement austreten oder einfach aussickern. Dadurch wird eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels garantiert, sodass immer genügend Schmiermittel für eine ausreichende Schmierung vorhanden ist, aber das Schmieröl auch bei zu viel vorhandenem Schmiermittel nicht unerwünschterweise austreten kann.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Dichtelement den Schmierbereich begrenzt. Hierbei kann zusätzlich vorgesehen sein, dass ein zweites Dichtelement eine gegenüberliegende Seite des Schmierbereichs begrenzt und somit abdichtet. Das heißt, der Schmierbereich ist dann durch das erste Verstellelement, das zweite Verstellelement und durch die beiden Dichtelemente begrenzt und ein Schmierölaustritt ist praktisch ausgeschlossen. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dichtelement zumindest teilweise zwischen dem ersten Verstellelement und dem zweiten Verstellelement angeordnet ist. Vor allem, wenn das Dichtelement sehr breit ausgeführt ist, können zumindest Teile des Dichtelements nicht mehr genau zwischen den Verstellelementen angeordnet sein, sondern seitlich davon.
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Um einen Schmierölaustritt zu verhindern, ist weiters bevorzugt vorgesehen, dass das Dichtelement ringförmig ausgebildet ist. Für eine gute Abdichtung ist weiters bevorzugt vorgesehen, dass das Dichtelement am zweiten Verstellelement befestigt ist und bündig am ersten Verstellelement anliegt. Besonders bei dieser Variante ist bevorzugt vorgesehen, dass das Dichtelement eine Oberfläche in Form eines Innengewindes aufweist. Dazu ist bevorzugt dieses Innengewinde bereits von vorne herein im Dichtelement ausgebildet, bzw. in dieses eingearbeitet. Dabei weist dieses Innengewinde des Dichtelements dieselbe Form und dieselben Abmessungen wie das Innengewinde der Mutter auf.
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Prinzipiell ist es möglich, dass der Schmierbereich durch ein Ölbad gebildet ist, welches den Bereich zwischen den Verstellelementen schmiert. Dabei kann in regelmäßigen Abständen kontrolliert werden, ob der Schmierölstand noch reicht. Ansonsten kann ein Nachfüllen erfolgen. Bevorzugt ist allerdings zumindest eine, vorzugsweise zumindest teilweise in der Mutter ausgebildete, Schmiermittelzuführleitung zum Schmierbereich vorgesehen. Zudem ist bevorzugt zumindest eine, vorzugsweise zumindest teilweise in der Mutter ausgebildete, Schmiermittelabführleitung vom Schmierbereich vorgesehen. Das heißt, es kann automatisch durch die Schließeinheit selbst bzw. durch eine entsprechende Schmiervorrichtung eine ausreichende Versorgung des Schmierbereichs mit Schmieröl erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt eine zyklische Zuführung von Schmieröl über die Schmiermittelzuführleitung in den Schmierbereich. Bevorzugt kann auch noch eine Rückführleitung vorgesehen sein, sodass ein Schmiermittelkreislauf für die Versorgung des Schmierbereichs mit ausreichend Schmiermittel sorgt.
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Schutz wird auch begehrt für eine Formgebungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Schließeinheit und einer Einspritzeinheit.
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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 eine Formgebungsmaschine mit einer kleinen Formhöhe,
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2 schematisch eine Formgebungsmaschine mit einer größeren Formhöhe,
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3 eine perspektivische Ansicht einer Formaufspannplatte mitsamt einer Formhöhenverstelleinrichtung,
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4 und 5 Explosionsdarstellungen von 3,
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6 eine Frontansicht von 3,
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7 einen Längsschnitt durch die Formhöhenverstelleinrichtung,
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8 ein Detail aus 7,
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9 einen Querschnitt durch die Formhöhenverstelleinrichtung und
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10 einen Längsschnitt durch die Formhöhenverstelleinrichtung mitsamt schematisch dargestellter Schmierölversorgungsvorrichtung.
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1 zeigt schematisch eine Formgebungsmaschine 2 in Form einer 3-Platten-Spritzgießmaschine. Die Formgebungsmaschine 2 kann aber auch eine Presse oder Spritzpresse sein. Im Konkreten weist die Formgebungsmaschine 2 eine nur schematisch angedeutete Einspritzeinheit 14 und eine detaillierter dargestellte Schließeinheit 1 auf. Auf einem Rahmen 15 dieser Schließeinheit 1 ist die feststehende Formaufspannplatte 16 befestigt. Über die Führung 19 sind die bewegbare Formaufspannplatte 17 und die Stirnplatte 18 am Rahmen 15 bewegbar gelagert. Zudem sind Holme 21 vorgesehen, entlang derer die Relativbewegungen der bewegbaren Formaufspannplatte 17 und der Stirnplatte 18 erfolgt. Eine Relativbewegung zwischen der Stirnplatte 18 und der bewegbaren Formaufspannplatte 17 erfolgt über eine geeignete Antriebsvorrichtung, in diesem Fall ist diese in Form eines Kniehebelmechanismus 22 ausgebildet.
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Wenn nun an den Formaufspannplatten 16 und 17 andere Formhälften 20 aufgespannt werden, so ist es meist notwendig, auch eine Anpassung an die dann meist gegebene unterschiedliche Formhöhe vorzunehmen. Das heißt, in einer Offenstellung, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist der Abstand zwischen der bewegbaren Formaufspannplatte 17 und der feststehenden Formaufspannplatte 16 entsprechend verändert. Diese Veränderung bzw. Anpassung erfolgt über die in den 1 und 2 nur schematisch angedeuteten Formhöhenverstelleinrichtungen 3. Prinzipiell muss nur eine derartige Formhöhenverstelleinrichtung 3 vorgesehen sein. Bei einer 3-Platten-Maschine, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, kann diese Formhöhenverstelleinrichtung 3 entweder in oder an der bewegbaren Formaufspannplatte 17 oder in oder an der Stirnplatte 18 angeordnet bzw. ausgebildet sein. Das heißt, über diese Formhöhenverstelleinrichtungen 3 wird eine Relativbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte 17 zum Rahmen 15 ausgelöst. Da ja die feststehende Formaufspannplatte 16 fest mit dem Rahmen 15 verbunden ist, erfolgt immer auch eine Relativverstellung zwischen den beiden Formaufspannplatten 16 und 17. Bei einer 2-Platten-Maschine ist es ohnehin naheliegend, dass dann die Formhöhenverstelleinrichtung 3 Teil der bewegbaren Formaufspannplatte 17 ist. Die Formhöhenverstelleinrichtung 3 kann auch bei holmlosen Formgebungsmaschinen 2 eingesetzt werden.
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3 zeigt perspektivisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Formhöhenverstelleinrichtung 3, die Bestandteil einer bewegbaren Formaufspannplatte 17 ist. Im Konkreten weist diese Formhöhenverstelleinrichtung 3 zwei erste Verstellelemente 6 in Form von Bolzen 26 und zwei zweite Verstellelemente 7 auf. Das zweite Verstellelement 7 wiederum weist eine den Bolzen 26 umschließende und am Bolzen 26 anliegende Mutter 27 sowie einen mit der Mutter 27 verbundenen Klemmring 28 auf. Die Bolzen 6 weisen an einem Ende die Fixierelemente 29 auf, mit denen eine Fixierung am Schließmechanismus (nicht dargestellt) erfolgt. Sobald also über die Antriebsvorrichtung 10 eine Drehung der Muttern 27 ausgelöst wird, erfolgt eine Bewegung der gesamten bewegbaren Formaufspannplatte 17 in Längsrichtung relativ zu den rahmenfesten Bolzen 26. Dadurch wird die Formhöhe verstellt.
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Die Antriebsvorrichtung 10 kann an sich als Zahnradantrieb oder Direktantrieb ausgebildet sein. Im Fall gemäß 3 weist die Antriebsvorrichtung 10 einen Antriebsmotor 23, eine vom Antriebsmotor 23 drehbar angetriebene Antriebswelle 25 sowie einen Antriebsriemen 24 auf, wobei dieser Antriebsriemen 24 an einer Außenseite der Muttern 27 angreift. Zudem ist eine Spannrolle 31 vorgesehen, um ausreichende Spannung im Antriebsriemen 24 zu erzeugen. Die Mutter 27 selbst ist über dem Haltering 33 in axialer Richtung feststehend an der bewegbaren Formaufspannplatte 17 gehalten. Die Fixierung des Halterings 33 an der bewegbaren Formaufspannplatte 17 erfolgt über die Fixierelemente 41 in Form von Schrauben. Weiters gehen aus 3 die Schmiermittelzuführleitungen 12 hervor, die zumindest teilweise direkt in der bewegbaren Formaufspannplatte 17 ausgebildet sind.
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Zudem sind unterhalb der Muttern 27 Abtropftassen 30 für das Schmiermittel M an der bewegbaren Formaufspannplatte 17 angebracht.
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Die 4 und 5 zeigen Explosionsdarstellungen der Formhöhenverstelleinrichtung 3. Im Speziellen ist die Ausbildung der beiden Muttern 27 gut erkennbar, wobei sich an der Außenseite jeder Mutter 27 eine spiralförmige Nut 36 zur Schmierölverteilung befindet. Weiters ist erkennbar, dass der Klemmring 28 über die Halteschrauben 32 an der Mutter 27 befestigt ist. In 5 ist an der Unterseite der Abtropftasse 30 auch der Schmiermittelabfluss 34 ersichtlich. Zudem ist in 5 auch der Antriebsmotor 23 samt Antriebswelle 25 gut veranschaulicht.
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6 zeigt eine Frontansicht der Formhöhenverstelleinrichtung 3. Hier sei vor allem auf die später noch dargestellten Schnitte A-A und B-B hingewiesen.
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7 zeigt nun den Schnitt A-A durch die Formhöhenverstelleinrichtung 3. Die wesentlichen Bestandteile sind die bewegbare Formaufspannplatte 17, das zweite Verstellelement 7 in Form der Mutter 27 und das erste Verstellelement 6 in Form des Bolzens 26. Die Mutter 27 ist über den Haltering 33 in axialer Richtung feststehend an der bewegbaren Formaufspannplatte 17 gehalten. Zwischen dem Haltering 33 und der Mutter 27 ist ein ringförmiger Wellendichtring 38 vorgesehen. Der Haltering 33 ist über die Fixierelemente 41 mit der bewegbaren Formaufspannplatte 17 verbunden. An der bewegbaren Formaufspannplatte 17 ist auch die Spannrolle 31 bewegbar gelagert. An der Mutter 27 wiederum ist über die Halteschraube 32 der Klemmring 28 montiert. Dieser Klemmring 28 dient vor allem zur Befestigung des Dichtelements 5 am zweiten Verstellelement 7. Das Dichtelement 5 selbst ist in dieser 7 noch nicht dargestellt. Die Mutter 27 weist im rechtsseitigen Bereich ein Innengewinde 9 auf, welches mit einem Außengewinde 8 des Bolzens 26 korrespondiert. Am rechtsseitigen Ende des Bolzens 26 ist auch Platz für ein nicht dargestelltes zweites ringförmiges Dichtelement 5 vorgesehen.
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Zwischen den beiden Dichtelementen 5, der Mutter 27, der bewegbaren Formaufspannplatte 17 und dem Bolzen 26 ist der Schmierbereich 4 ausgebildet. Diesem Schmierbereich 4 wird über die Schmiermittelzuführleitungen 12 Schmiermittel M in Form von Schmieröl zugeführt. Diese Schmiermittelzuführleitung 12 weist den ersten Zuführabschnitt 35 in der bewegbaren Formaufspannplatte 17, die Nut 36 an der Mutter 27 und den zweiten Zuführabschnitt 37 in der Mutter 27 auf. In der Mutter 27 können mehrere solcher zweiter Zuführabschnitte 37 ausgebildet sein. Dadurch gelangt das Schmiermittel M in den Schmierbereich 4 zwischen den zweiten Verstellelement 7 bzw. der bewegbaren Formaufspannplatte 17 und den Bolzen 26. Für die Abführung von Schmiermittel M aus dem Schmierbereich 4 ist an der Innenseite der Mutter 27 eine ringförmige Ablaufnut 39 ausgebildet. Diese kann wiederum mit mehreren, in der Mutter 27 ausgebildeten, Ablaufabschnitten 40 verbunden sein. Von dieser Ablaufnut 39 über zumindest einen Ablaufabschnitt 40 gelangt Schmiermittel M in die Abtropftasse 30. Von dort kann das Schmiermittel M dann über den Schmiermittelabfluss 34 beispielsweise in Form eines Schlauches ablaufen bzw. abfließen. In dieser 7 ist auch der später noch dargestellte Schnitt C-C eingezeichnet.
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8 zeigt das Detail des Dichtelements 5 aus 7. Dieses aus einem Filz bestehende Dichtelement 5 ist über den Klemmring 28 an der Mutter 27 festgespannt. Im Dichtelement 5 ist an der dem Bolzen 26 zugewandten Oberfläche ein Innengewinde 11 ausgebildet. Dieses korrespondiert mit dem Außengewinde 8 des Bolzens 26 und ist somit spiralförmig am Dichtelement 5 ausgebildet. Dadurch liegt das ringförmige Dichtelement 5 bündig am Bolzen 26 an und es kann praktisch kein Schmieröl aus dem Schmierbereich 4 austreten. Das am anderen Ende des Schmierbereichs 4 am Bolzen 26 angeordnete Dichtelement 5 muss dagegen kein Gewinde aufweisen, da es nur flach an der bewegbaren Formaufspannplatte 17 anliegt. Dieses Dichtelement 5 kann auch aus einem anderen Material als das erste Dichtelement 5 bestehen. Prinzipiell ist für beide Dichtelemente 5 wichtig, dass sie jeweils ringförmig den Bolzen 26 umschließen, um somit beidseitig den Schmierbereich 4 abzudichten und zu begrenzen.
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9 zeigt nun den Schnitt C-C durch die Formhöhenverstelleinrichtung 3. Hierin sind vor allem die insgesamt sechs Ablaufabschnitte 40 gut erkennbar, die in regelmäßigen Abschnitten zueinander in der Mutter 27 ausgebildet sind. Zudem ist an der Innenseite der Mutter 27 die Ablaufnut 39 ausgebildet. Von dieser Ablaufnut 39 gelangt das Schmiermittel M über die Ablaufabschnitte 40 in die Abtropftasse 30 und weiter in den Schmiermittelabfluss 30. Zusammen bilden diese Komponenten die Schmiermittelabführleitung 13.
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10 zeigt denselben Schnitt durch die Formhöhenverstelleinrichtung 3 wie die 7, wobei zusätzlich schematisch die gesamte Schmierölversorgungseinrichtung dargestellt ist. Diese weist eine vom Motor 43 angetriebene Schmiermittelpumpe 42 auf, über die das aus dem Schmiermittelreservoir 47 stammende Schmiermittel M durch den Filter 44 hindurch in die Schmiermittelzuführleitung 12 gelangt. Nach Durchlaufen des Schmierbereichs 4 gelangt das Schmiermittel M über die Schmiermittelabführleitung 13 (umfasst unter anderem die Ablaufnut 39 und die Ablaufabschnitte 40) in den Ölsumpf 46. Alternativ kann das Schmiermittel M vom Schmiermittelabfluss 34 direkt in eine Rücklaufleitung 45 gelangen, die wiederum zum Schmiermittelreservoir 47 führt.
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Durch die vorliegende Erfindung ist somit eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Formhöhenverstelleinrichtung 3 für eine Schließeinheit 1 geschaffen, indem der Schmierbereich 4 durch ein Schmieröldichtelement 5 abgedichtet ist. Zudem wird eine langlebige, wartungsfreie Schmierung der Formhöhenverstelleinrichtung 3 über eine Ölschmierung erreicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010051766 A1 [0005]
