DE102015100246B4

DE102015100246B4 - 2-Platten-Schließeinheit für eine Kunststoffspritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102015100246B4
Application number: DE102015100246.9A
Authority: DE
Inventors: Patrick Schweißthal; Daniel Ammer; Uwe Hanke; Marton Kottra
Original assignee: Technische Universitaet Dresden; KraussMaffei Technologies GmbH
Current assignee: Technische Universitaet Dresden; KraussMaffei Technologies GmbH
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2018-02-22
Anticipated expiration: 2035-01-10
Also published as: DE102015100246A1

Abstract

2-Platten-Schließeinheit für eine Kunststoffspritzgießmaschine mit einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte (3) und einer festen Werkzeugaufspannplatte (2), wobei zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (3) und der festen Werkzeugaufspannplatte (2) und/oder zum Schließkraftaufbau zumindest ein erstes Schubkurbelgetriebe (SKG1) vorhanden ist, welches sich in einer Schließstellung der Schließeinheit (1) in einer inneren Totlage befindet, wobei eine Kurbel (9) des zumindest einen ersten Schubkurbelgetriebes (SKG1) abtriebsseitig mit einem ersten Pleuel (7) des ersten Schubkurbelgetriebes (SKG1) zusammen wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (9) antriebsseitig über ein zweites Pleuel (19) mit einem Linearschieber (17) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine 2-Platten-Schließeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige 2-Platten-Schließeinheit ist aus der WO 2014/013003 A1 bekannt. Eine solche 2-Platten-Schließeinheit weist ein Schubkurbelgetriebe auf, mittels dem eine Relativbewegung zwischen einer festen und einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte realisierbar ist. Dieses Schubkurbelgetriebe befindet sich in der geschlossenen Stellung der Schließeinheit in einer inneren Totpunktlage. Das Schubkurbelgetriebe wird über eine Kurbelwelle aufweisend einen weiteren Hubzapfen, auf den ein Linearakktuator einwirkt, betätigt. Eine derartige Schließeinheit hat sich bewährt.
Allerdings besteht weiter das Bedürfnis, eine Schließeinheit für eine 2-Platten-Spritzgießmaschine anzugeben, weiter zu kompaktieren und außerdem Momentenspitzen, insbesondere Drehmomentenspitzen im Antrieb der Schließeinheit weiter zu minimieren, um es zu ermöglichen, kleine Antriebe einzusetzen und somit Kosten zu reduzieren. Diese Aufgaben werden mit einer 2-Platten-Schließeinheit für eine 2-Platten-Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird von einer 2-Platten-Schließeinheit für eine Kunststoffspritzgießmaschine mit einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte und einer festen Werkzeugaufspannplatte ausgegangen, wobei zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen der beweglichen Werkzeugaufspannplatte und der festen Werkzeugaufspannplatte und/oder zum Schließkraftaufbau zumindest ein erstes Schubkurbelgetriebe vorhanden ist, welches sich in einer Schließstellung der Schließeinheit in einer inneren Totlage befindet und wobei eine Kurbel des zumindest ersten Schubkurbelgetriebes antriebsseitig mit einem ersten Pleuel des ersten Schubkurbelgetriebes zusammenwirkt. Erfindungsgemäß wird eine derartige 2-Platten-Schließeinheit dadurch weiter gebildet, dass die Kurbel antriebsseitig über ein zweites Pleuel mit einem Linearschieber verbunden ist.
Eine derartige 2-Platten-Schließeinheit hat den Vorteil, dass das Antriebsmoment ausgehend von dem Schieber und dem zweiten Pleuel, welches auf die Kurbel wirkt, dann am Größten ist, wenn sich das erste Schubkurbelgetriebe der Schließstellung, das heißt, dem Schließkraftaufbau, nähert. In dieser Situation benötigt das erste Schubkurbelgetriebe zum Aufbau der Schließkraft das größte Antriebsmoment. Mit der erfindungsgemäßen Lösung gelingt es also durch Kopplung eines ersten Schubkurbelgetriebes mit einem Linearschieber, der wiederum mit der Kurbel des ersten Schubkurbelgetriebes gekoppelt ist, einen sehr günstigen Drehmomentverlauf für einen Antriebsmotor, der den Schieber betätigt zu erreichen, auch wenn der Schließkraftaufbau nach dem Schließen der Schließeinheit ein hohes Antriebsmoment für die Kurbel benötigt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildungsform bildet die Kurbel und das erste Pleuel ein erstes Schubkurbelgetriebe und ein Ausleger der Kurbel zusammen mit dem zweiten Pleuel ein zweites Schubkurbelgetriebe, wobei sich in der geschlossenen Stellung der Schließeinheit das erste Schubkurbelgetriebe in einer inneren Totlage und das zweite Schubkurbelgetriebe in einer Umkehrlage befindet. Eine solche Anordnung ermöglicht es, während die Schließeinheit geschlossenen ist und die erforderliche Schließkraft aufgebaut ist, z. B. einen Linearantrieb wie z. B. einen Spindelantrieb, für die Schieber lastfrei hinsichtlich des Antriebsdrehmomentes zu gestalten. Es bedarf keines Antriebs- oder Haltemomentes des Antriebes der Schieber, um die Schließposition zu halten. Auch ist kein Bremsmoment an der Spindel zum Halten der Schieber in dieser Schließlage erforderlich. Dies vereinfacht den Antrieb deutlich. Insbesondere gelingt es durch eine derartige Anordnung den Kraftfluss zum Erzeugen der Schließkraft innerhalb des Systems "bewegliche Werkzeugaufspannplatte – Kurbel – erstes Pleuel – feste Werkzeugaufspannplatte – Werkzeug" zu halten, insbesondere dann, wenn der/die Schieber beispielsweise an einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte abgestützt sind.
In einer besonderen Ausführungsform ist der Schieber in einer Betätigungsrichtung K linear bewegbar antreibbar wobei die Betätigungsrichtung K in einer ersten Alternative parallel zu einer Ebene E der beweglichen Werkzeugaufspannplatte ausgerichtet ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht es, klein bauende Antriebe aus Schiebern im Bereich hinter der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (vom Werkzeug aus gesehen) anzuordnen und somit eine hohe Zugänglichkeit des geöffneten Werkzeuges sicher zu stellen. Derartige Varianten sind in den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 6 und 7a bis 9b dargestellt. In einer weiteren Alternative kann eine Betätigungsrichtung K´ parallel zu einer Schließrichtung (S) der Schließeinheit ausgerichtet sein. In einem solchen Fall kann beispielsweise der linear bewegbar antreibbare Schieber (Linearschieber) in einfacher Art und Weise oberhalb, unterhalb oder neben den Werkzeugaufspannplatten angeordnet sein, was es ermöglicht, eine besonders kurz oder schmal bauende Schließeinheit zu verwirklichen. Des Weiteren kann der linear antreibbare Schieber mit seinem zugehörigen Antriebsgestell so angeordnet sein, dass das Antriebsgestell entweder ortsfest bezüglich der beweglichen Werkzeugaufspannplatte oder ortsfest bezüglich eines Maschinenbetts der Kunststoffspitzgießmaschine oder – was gleichwertig ist – ortsfest bezüglich der festen Werkzeugaufspannplatte angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kurbel um eine bezüglich der beweglichen Werkzeugaufspannplatte ortsfeste Schwenkachse schwenkbar gelagert. Diese Maßnahme erlaubt es, den Bereich der festen Werkzeugaufspannplatte frei von Antriebseinrichtungen zum Schließkraftaufbau zu halten und somit für die Anordnung von Einspritzaggregaten eine höhere Anordnungsvariabilität zu ermöglichen.
In einer besonders einfachen Ausführungsform ist die Betätigungsrichtung K reziprok auf der Schwenkachse der Kurbel stehend angeordnet. Unter reziprok auf der Schwenkachse der Kurbel stehend ist gemeint, dass je nach konstruktiver Auslegung die Bewegungsrichtung eines jeden Punktes der Schieber/des Schiebers versetzt senkrecht zur Schwenkachse der Kurbeln verläuft. In anderen Worten steht die Betätigungsrichtung K in einer orthogonalen Projektion auf einer Ebene E der beweglichen Werkzeugaufspannplatte senkrecht auf der Schwenkachse S, wenn diese ebenfalls mittels der gleichen orthogonalen Projektion auf die Ebene E gelegt wird.
Zum Antrieb einer Schließeinheit einer 2-Platten-Kunststoffspritzgießmaschine hat es sich bewährt, von der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung an jedem Eck der Werkzeugaufspannplatten eine Getriebeeinrichtung anzuordnen, sodass die Schließeinheit vier erste und vier zweite Schubkurbelgetriebe aufweist, wobei jeweils zwei zugehörige Schieber über einen gemeinsamen Linearantrieb antreibbar sind. So können die beiden zugehörigen Schieber beispielsweise über eine einzige Spindel antreibbar sein, wobei eine rechtsdrehende Gewindespindel dem einen zugehörigen Schieber und eine linksdrehende Gewindespindel dem anderen zugehörigen Schieber zugeordnet sind und beide, das heißt die Linksgewindespindel und die Rechtsgewindespindel auf einer gemeinsamen Welle sitzen und sind mittels eines Motors, beispielsweise eines Elektromotors antreibbar. Diese Ausführungsform benötigt beim Vorsehen von vier Getrieben für eine 2-Platten-Schließeinheit insgesamt nur zwei angetriebene Antriebsspindeln.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeweils zwei Schieber als Doppelschieber zum Antrieb zweier zweiter Schubkurbelgetriebe ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform genügt bereits eine einzige motorisch angetriebene Spindel aufweisend eine Linksgewindespindel und eine Rechtsgewindespindel.
Um gegebenenfalls auftretendes Spiel in Lagerpunkten der beteiligten Getriebeelemente dahingehend wirkungslos zu machen, dass ein solches Spiel Auswirkungen auf die voreingestellte Schließkraft hat, empfiehlt es sich, dass sich das zweite Schubkurbelgetriebe kurz vor der Umkehrlage befindet, wenn sich das erste Schubkurbelgetriebe in der inneren Totlage befindet. Hierdurch kann in einfacher Art und Weise ein Kompromiss aus gewünschter Spielfreiheit in den Getriebegliedern und einer möglichst niedrigen Haltekraft für die Linearschieber im geschlossenen Zustand der Schließeinheit erreicht werden. Unter "kurz vor der Umkehrlage" ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass bezogen auf den gesamten Verfahrweg des Schiebers von der geöffneten Stellung der Schließeinheit in die Umkehrlage des ersten Schubkurbelgetriebes mehr als 98 %, insbesondere mehr als 99 % des Weges der Schieber bis zur Umkehrlage zurückgelegt sind, wenn sich das erste Schubkurbelgetriebe in der inneren Totlage befindet.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kurbel als zweiwangige Kurbel mit einem Wangenzwischenraum ausgebildet, wobei in einer Draufsicht auf den Wangenzwischenraum sowohl das erste Pleuel zumindest teilweise als auch das zweite Pleuel und zumindest teilweise ein Ausleger des Schiebers im Wangenzwischenraum angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, einen besonders kompakten Aufbau der beiden Schubkurbelgetriebe zu realisieren, da in der Schwenkebene der Kurbel zumindest in der Schließstellung eine enge Packung und/oder Ineinanderschachtelung der beteiligten Getriebeglieder vorliegt.
Vorteilhaft ist weiterhin, ein Antriebsgestell für den Linearschieber ortsfest bezüglich der beweglichen Werkzeugaufspannplatte anzuordnen. Diese Variante ist insbesondere Vorteilhaft, wenn die Betätigungsrichtung K der Schieber senkrecht zur Schließrichtung der Schließeinheit angeordnet ist. Bei dieser Bauart ist es vorteilhaft, dass im Bereich der festen Werkzeugaufspannplatte keine Antriebsglieder vorhanden sind und somit genügend Platz für die Anordnung von Einspritzaggregaten vorhanden ist. Des Weiteren ist durch die Anordnung des Antriebsgestells und des Antriebs der Linearschieber in Schließrichtung hinter der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (vom Werkzeug aus gesehen) sinnvoll, um eine hohe Zugänglichkeit von Kavitäten des Werkzeugs im geöffneten Zustand der Schließeinheit zu gewährleisten. Die zum Aufbau der Schließkraft und zum Schließen der Werkzeuge erforderlichen Antriebsglieder sind dabei vollständig außerhalb eines Handlingsraums angeordnet, der durch die geöffneten Werkzeughälften gebildet wird.
In einer anderen Alternative ist ein Antriebsgestell wahlweise ortsfest bezüglich der beweglichen oder der festen Werkzeugaufspannplatte angeordnet, wobei ortsfest gegenüber der beweglichen Werkzeugaufspannplatte gleichbedeutend ist mit einer ortsfesten Lagerung gegenüber einem Maschinenbett. Bei dieser Variante ist von Vorteil, dass die Antriebsaggregate beispielsweise Elektromotoren und Antriebsspindeln nicht mit der bewegten Werkzeugaufspannplatte mit bewegt werden müssen und somit die beschleunigten Massen geringer gehalten werden können.
Bevorzugt bildet das erste Pleuel, die Kurbel und das zweite Pleuel ein 5-Punkt-Kniehebelsystem.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Schwenkachse der Kurbeln im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Schließeinheit relativ zum Maschinenbett gesehen vertikal ausgerichtet.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Anbindung des zweiten Pleuels einerseits an einem Ausleger des Schiebers und anderendig an einem Ausleger der Kurbel, wobei insbesondere der Ausleger der Kurbel, der mit dem zweiten Pleuel zusammenwirkt, zusammen mit den Kurbelwangen hinsichtlich ihrer Wirkungslinien einen rechten Winkel einschließt oder eine gerade Wirkungslinie bildet.
Eine besonders platzsparende Bauweise ergibt sich, wenn der Schieber bzw. ein Ausleger des Schiebers derart angeordnet ist, dass die lineare Verschiebung des Schiebers bzw. des Auslegers in Betätigungsrichtung K in der Schwenkebene der Kurbel erfolgt. Dies ergibt insbesondere eine gute Bauraumausnutzung, da sich Bewegungsräume der Kurbel und/oder des ersten Pleuels und Bewegungsräume der Schieber zumindest teilweise überlappen. Dies ermöglicht eine kompakte Bauform.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
1: schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schließeinheit in einer perspektivischen Darstellung in geschlossener Stellung;
2 bis 5: einen kinematischen Ablauf eines Öffnungsvorgangs der Ausführungsform gemäß 1;
6: eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schließeinheit;
7a, 7b: eine Hinteransicht auf die bewegliche Werkzeugaufspannplatte der zweiten Ausführungsform gemäß 6 in geschlossener (7a) und geöffneter Stellung (7b);
8a, 8b: eine Draufsicht auf die bewegliche Werkzeugaufspannplatte der zweiten Ausführungsform gemäß 6 in geschlossener (8a) und geöffneter Stellung (8b);
9a, 9b: eine Seitenansicht auf die bewegliche Werkzeugaufspannplatte der zweiten Ausführungsform gemäß 6 in geschlossener (9a) und geöffneter Stellung (9b);
10a, 10b: eine Abwandlung der ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 5 mit einer geänderten Betätigungsvorrichtung K´ in geschlossener und geöffneter Stellung.
Eine erfindungsgemäße Schließeinheit 1 (1) weist eine feste Werkzeugaufspannplatte 2 und eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte 3 auf, die zueinander in einer Schließrichtung S geradlinig verlagerbar sind. In 1 ist zwischen den Werkzeugaufspannplatten 2, 3 schematisch ein Werkzeug 4 dargestellt.
In Eckbereichen der festen Werkzeugaufspannplatte 3 sind um Achsen 5 schwenkbar Halteeinrichtungen 6 gelagert. Die Halteeinrichtungen 6 sind mit ersten Pleueln 7 verbunden. Die Halteeinrichtungen 6 sind insbesondere zur Verwirklichung einer Werkzeughöhenverstellung in einer gelösten Stellung bezüglich der Pleuel 7 axial verschieblich und in einer geschlossenen Stellung bezüglich der Pleuel 7 axial festlegbar ausgebildet. Die Pleuel 7 sind an ihrem von der festen Werkzeugaufspannplatte 2 abgewandten Ende mittels eines Pleuelauges 8 auf einem Kurbelzapfen (nicht gezeigt) einer Kurbel 9 gelagert. Die Kurbel 9 ist um Schwenkachsen 10 schwenkbar in einer Lagerungsvorrichtung 11 bezüglich der festen Werkzeugaufspannplatte 3 schwenkbar gelagert. Die Kurbel 9 ist als zweiwangige Kurbel mit einer ersten Kurbelwange 9a und einer zweiten Kurbelwange 9b ausgebildet, sodass ein Kurbelwangenzwischenraum 12 gebildet ist. In einer Schließstellung der Schließeinheit 1 gemäß 1 befindet sich ein Teilbereich des ersten Pleuels 7 im Wangenzwischenraum 12.
In einer Blickrichtung von der festen Werkzeugaufspannplatte 2 entlang der Schließrichtung S zur beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3 befindet sich hinter der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3 von dieser abgehend und mit dieser ortsfest verbunden ein Antriebsgestell 13. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind insgesamt zwei Antriebsgestelle 13 vorhanden. Jedes Antriebsgestell 13 trägt eine Antriebsspindel 14 aufweisend einen ersten Spindelabschnitt 14a und einen zweiten Spindelabschnitt 14b, welche hinsichtlich ihrer Spindelwindungen gegenläufig aufgebaut sind. Die Antriebsspindel 14 ist jeweils über ein Antriebsrad 15 motorisch in einer Antriebsrichtung 16 (Doppelpfeilrichtung) motorisch antreibbar. Auf jedem der Spindelabschnitte 14a, 14b sitzt ein Linearschieber 17, wobei jeweils zwei auf einer Antriebsspindel 14 angeordnete Linearschieber durch Betätigung der Antriebsspindel 14 in der Antriebsrichtung 16 entlang einer Betätigungsrichtung K voneinander weg und bei einer Drehung in Gegenrichtung wiederum aufeinander zu bewegbar sind. Die Linearschieber 17 besitzen jeweils einen Ausleger 18, welcher in einer Draufsicht auf den Wangenzwischenraum 12 zwischen den Kurbelwangen 9a, 9b angeordnet ist und sich von dem Linearschieber 17 ein Stück in Richtung auf die bewegliche Werkzeugaufspannplatte zu erstreckt. An einem freien Ende des Auslegers 18 ist der Ausleger gelenkig mit einem zweiten Pleuel 19 verbunden, welches an dessen freien Ende gelenkig mit einem Ausleger 20 der Kurbel 9 gelenkig in Verbindung steht.
Im Folgenden wird der Bewegungsablauf der erfindungsgemäßen Schließeinheit 1 anhand der nachfolgenden 2 bis 5 beispielhaft näher erläutert. Der Bewegungsablauf wird anhand eines der vier Getriebe bestehend aus dem ersten Pleuel 7, der Kurbel 9, der festen Werkzeugaufspannplatte 2, der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3, des zweiten Pleuels 19, und des Schiebers 17 näher beschrieben. Für die weitere erleichterte Beschreibung der zweidimensionalen Getriebekinematik werden folgende Gelenkpunkte definiert:

1. A entspricht dem Gelenkpunkt zwischen der Kurbel 9 und dem Pleuelauge 8, welches um ein Hubzapfen schwenkbar mit der Kurbel 9 verbunden ist;
2. A₀ entspricht der Schwenkachse 10;
3. B₀ entspricht der Schwenkachse 5;
4. C entspricht dem Gelenk zwischen dem zweiten Pleuel 19 und dem Ausleger 20 der Kurbel 9;
5. C₀ entspricht dem Gelenkpunkt zwischen dem Ausleger 18 des Schiebers 17 und dem zweiten Pleuel 19.

Im Übrigen sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In der geschlossenen Stellung der Schließeinheit 1 befinden sich die Gelenkpunkte A, A₀ und B₀ auf einer Linie, wobei der Gelenkpunkt A₀, zwischen den Gelenken A und B₀ angeordnet ist. Somit befindet sich ein erstes Schubkurbelgetriebe SKG1 aufweisend das Pleuel 7 und die Kurbel 9 in einer inneren Totlage.
Des Weiteren befindet sich ein zweites Schubkurbelgetriebe SKG2 gebildet aus dem zweiten Pleuel 19 und dem Ausleger 20 der Kurbel 9 zusammen mit dem Schieber 17 und dessen Ausleger 18 in einer Umkehrlage, da eine Verbindungslinie der Gelenkpunkte C und C₀ in einer Ansicht gemäß 2 senkrecht auf der Betätigungsrichtung K der Schieber 17 steht. Jeweils zwei Schieber 17, die auf einer gemeinsamen Antriebsspindel 14 auf den jeweilig zugehörigen Spindelabschnitten 14a, 14b sitzen, befinden sich in der Schließstellung der Schließeinheit 1 gemäß 2 in einer Stellung mit geringstem Abstand d zu einander.
Durch Betätigung des Antriebsrades 15 mittels eines beispielsweise Elektromotors (nicht gezeigt) oder Hydraulikmotors (nicht gezeigt) wird die Antriebsspindel 14 derart angetrieben, dass die Schieber 17 in ihrer Betätigungsrichtung K den Abstand d vergrößernd auseinander bewegt werden. Eine derartige Stellung ist schematisch in 3 gezeigt. Durch die Verlagerung der Schieber 17 und somit deren zugehöriger Ausleger 18 in die vorbeschriebene Richtung verlässt das zweite Schubkurbelgetriebe SKG2 dessen Umkehrlage. Die Kurbel 9 wird an Stück aus ihrer Position gemäß 2 verschwenkt, sodass das erste Schubkurbelgetriebe SKG1 (Gelenkpunkte A, A₀ und B₀) aus seiner inneren Totlage gebracht wird. In einer solchen Stellung ist beispielsweise die Schließkraft vollständig abgebaut und es erfolgt bereits eine beginnende Werkzeugöffnung, welche beispielhaft am Spalt 21 sichtbar wird. Bei einer weiteren Bewegung der Schieber 17 in Betätigungsrichtung K voneinander weg setzt sich das Öffnen der Schließeinheit weiter fort (vergleiche 4). Der Spalt 21 ist gegenüber einer Stellung gemäß 3 vergrößert. In einer Stellung gemäß 4 ist die Strecke zwischen den Lagerpunkten C₀ und C etwa parallel zur Betätigungsrichtung K des Schiebers 17 ausgerichtet. Hierdurch und durch die zur Strecke CC₀ etwa senkrechte Ausrichtung der Strecke CA₀ werden die Werkzeugaufspannplatten 2, 3 in dieser Stellung mit maximaler Geschwindigkeit zueinander in Schließrichtung S verfahren (hier: geöffnet). Eine derartige Stellung der ersten und zweiten Schubkurbelgetriebe (SKG1; SKG2) zueinander ist von Vorteil um ein möglichst zügiges Öffnen und Schließen der Werkzeugaufspannplatten 2, 3 vor dem Schließkraftaufbau bzw. nach dem Schließkraftabbau zu bewerkstelligen. Der Abstand d ist gegenüber einer Stellung gemäß 3 weiter vergrößert.
In einer Stellung gemäß 5 befinden sich die Schieber 17 in einer Lage mit maximalen Abstand d zueinander. In dieser Stellung ist der Öffnungsspalt 21 zwischen Werkzeug 4 und beweglicher Werkzeugaufspannplatte 3 maximal, die Schließeinheit ist vollständig geöffnet. Ausgehend von der maximal geöffneten Stellung gemäß 5 erfolgt das Schließen der Schließeinheit 1 in umgekehrter Reihenfolge durch Änderung der Drehrichtung der Antriebsspindel 14. Hierdurch werden die Schieber 7 auf den Spindelabschnitten 14a, 14b in Betätigungsrichtung K derart aufeinander zu bewegt, dass der Abstand d wieder schrumpft. Der kinematische Ablauf erfolgt umgekehrt zur vorbeschriebenen Öffnungsphase der Schließeinheit 1.
In einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schließeinheit (6 bis 9b) befinden sich jeweils zwei Schieber 17 in fester Verbindung zueinander, beispielsweise mittels eines Jochs 22. In einer derartigen Konstellation ist es möglich, jeweils zwei Doppelschieber bestehend aus jeweils zwei Schiebern 17 mittels einer einzigen Antriebsspindel 14 in ihrer Betätigungsrichtung K zu betätigen. Bei der Ausführungsform gemäß den 1 bis 5 ist die Betätigungsrichtung K vertikal im Raum orientiert, das heißt, dass die Betätigungsrichtung K der Schieber senkrecht bezüglich eines Maschinenbetts bzw. eines Hallenbodens, auf dem die Spritzgießmaschine steht, ausgerichtet ist. In der Ausführungsform gemäß den 6 bis 9a ist die Betätigungsrichtung K horizontal ausgerichtet. Die Schwenkachsen 10 der Kurbeln 9 sind vertikal im Raum ausgerichtet. In der 6 ist eine erfindungsgemäße Schließeinheit 1 gemäß der zweiten Ausführungsform auf einem Maschinenbett 23 montiert gezeigt. Hinsichtlich der kinematischen Wirkungsweise ist die Ausführungsform gemäß den 6 bis 9b identisch zu der Ausführungsform gemäß den 1 bis 5. Die zweite Ausführungsform schlägt lediglich vor, zwei Schieber 17 zu einem Doppelschieber zusammenzufassen, sodass jeweils lediglich ein Spindelantrieb notwendig ist. Zusätzlich zu den in 1 bis 5 gezeigten Elementen ist in den 6 bis 9b noch ein Elektromotor 24 gezeigt, mittels den über einen nicht gezeigten Riemen das Antriebsrad 15 antreibbar ist. Bei einer derartige Konstruktion gemäß der zweiten Ausführungsform ist von besonderem Vorteil, dass die Antriebeinrichtung der Schieber 17 besonders einfach ausgestaltet werden kann und lediglich ein Spindelantrieb 14 genügt. Aus den 7a, 7b geht hervor, dass in einer Schließstellung gemäß 7a die erfindungsgemäße Schließeinheit 1 besonders kompakt baut, da beide Doppelschieber 17, 17 mit minimalen Abstand d zueinander angeordnet sind.
In einer maximal geöffneten Stellung gemäß 7b fällt auf, dass in einer Vertikalrichtung in den 7a, 7b die Schließeinheit 1 äußerst kompakt baut. Wie aus der 6 hervorgeht, ist in einer Draufsicht auf die Schließeinheit eine sehr gute Zugänglichkeit zum Werkzeug bzw. zu den geöffneten Werkzeugkavitäten von oben gewährleistet, da jeweils zwei erste Pleuel 7, die zueinander in einer horizontalen Ebene liegen, durch die erfindungsgemäße Getriebekinematik im Bereich der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3 gespreizter zueinander angeordnet sind als im Bereich der festen Werkzeugaufspannplatte 2, sodass ein erhöhter Zugriffsraum von oben (gesehen relativ zum Maschinenbett) ermöglicht ist.
Aus den 8a, 8b wird deutlich, dass die Schieber 17 unmittelbar auf einer Rückseite der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3 in Betätigungsrichtung K verschieblich gelagert sind, sodass sie in einer geschlossenen Stellung gemäß 8a von den Kurbeln 9 in deren innerer Totlage zusammen mit den ersten Pleueln 7 noch überragt werden. Eine derartige Bauart trägt insbesondere zur Kompaktheit hinsichtlich der Längserstreckung der Schließeinheit 1 in der Schließrichtung S bei. Aus der Ansicht gemäß der 8b wird nochmals besonders deutlich, dass ein geöffnetes Werkzeug bzw. eine Werkzeugkavität bei geöffneter Schließeinheit 1 von vertikal oben besonders gut beispielsweise mittels Handlingrobotern zugänglich ist.
Die 9a, 9b zeigen die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schließeinheit in einer Seitenansicht. In dieser Ansicht wird insbesondere die platzsparende Bauweise dahingehend deutlich, dass zwischen den Kurbelwangen 9a, 9b ein Teil des Pleuels 7 angeordnet ist. Des Weiteren ist in der dargestellten Seitenansicht gemäß den 9b und 9b ein hinsichtlich seiner Höhe geringeres Werkzeug eingesetzt, sodass die wirksame Länge der Pleuel 7 mittels der Haltevorrichtungen 6 verkürzt wurde um ein niedrigeres Werkzeug 4 einsetzen zu können.
In den 10a, 10b ist eine Abwandlung der ersten beiden Ausführungsformen gezeigt. Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsformen sind die Gelenkpunkte A, A₀ und C´ der Kurbel 9 in der Ausführungsform gemäß den 10a, 10b auf einer Geraden angeordnet, wobei gegenüber der Ausführungsform gemäß den 1 bis 5 der Gelenkpunkt A zwischen den Gelenkpunkten A₀ und C´ angeordnet ist. Die Kurbel 9 ist hierzu mittels des Auslegers 20 über den Gelenkpunkt A hieraus verlängert ausgebildet. Aus dieser Anordnung ergibt sich die Möglichkeit, den Schieber 17 in der Schließrichtung S antreibbar zu gestalten, was die Möglichkeit eröffnet, dass die Antriebseinrichtung für den Schieber 17 beispielsweise auch maschinenbettfest oder ortsfest bezüglich der festen Werkzeugaufspannplatte 2 angeordnet werden kann. Aus einer derartigen Anordnung, bei der in den 10a, 10b die Gelenkpunkte C und C₀ in einer geänderten Lage C´ und C₀´ gezeigt sind, ergibt sich eine um 90° verdrehte Betätigungsrichtung K´, die parallel zur Schließrichtung S ausgerichtet ist. Bei einer derartigen Ausführungsform kann ein besonders schmaler Aufbau in einer Werkzeugquerrichtung realisiert werden, da Antriebsspindeln 14 in Längsrichtung, also parallel zur Schließrichtung S, angeordnet werden können, was eine spürbare Verkleinerung der Breitenausladung einer derartigen Schießeinheit 1 in einer horizontalen Querrichtung zur Schließrichtung S bewirkt.
Anstelle von Antriebsspindeln 14 können selbstverständlich auch geeignet ausgelegte hydraulische Antriebe oder andere Linearaktuatoren eingesetzt werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß der in 10a, 10b sind die zweiten Pleuel 19 über einen gemeinsamen, beidseitig vom Linearschieber 17 in Querrichtung Q abgehenden Ausleger 18 miteinander verbunden, wobei der Ausleger 18 in den Gelenkpunkten C₀´ zweier zweiter Pleuel 19 mit diesem gelenkig verbunden ist.
In der 10b ist die Ausführungsform gemäß der 10a in geöffneter Stellung gezeigt.
Bezugszeichenliste

d: Abstand
E: Ebene
K, K´: Betätigungsrichtung
S: Schließrichtung
Q: Querrichtung
1: Schließeinheit
2: Feste Werkzeugaufspannplatte
3: Bewegliche Werkzeugaufspannplatte
4: Werkzeug
5: Achsen
6: Halteeinrichtungen
7: erstes Pleuel
8: Pleuelauge
9: Kurbel
10: Schwenkachse
11: Lagerungsvorrichtung
9a, 9b: Kurbelwange
12: Wangenzwischenraum
13: Antriebsgestell
14: Antriebsspindel
14a: erster Spindelabschnitt
14b: zweiter Spindelabschnitt
15: Antriebsrad
16: Antriebsrichtung
17: Linearschieber
18: Ausleger
19: zweites Pleuel
20: Ausleger
21: Spalt
22: Joch
A, A₀, B₀, C, C₀, C´, C₀´: Gelenkpunkte
SKG1: erstes Schubkurbelgetriebe
SKG2: zweites Schubkurbelgetriebe

Claims

2-Platten-Schließeinheit für eine Kunststoffspritzgießmaschine mit einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte (3) und einer festen Werkzeugaufspannplatte (2), wobei zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (3) und der festen Werkzeugaufspannplatte (2) und/oder zum Schließkraftaufbau zumindest ein erstes Schubkurbelgetriebe (SKG1) vorhanden ist, welches sich in einer Schließstellung der Schließeinheit (1) in einer inneren Totlage befindet, wobei eine Kurbel (9) des zumindest einen ersten Schubkurbelgetriebes (SKG1) abtriebsseitig mit einem ersten Pleuel (7) des ersten Schubkurbelgetriebes (SKG1) zusammen wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (9) antriebsseitig über ein zweites Pleuel (19) mit einem Linearschieber (17) verbunden ist.
2-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (9) und das erste Pleuel (7) das erste Schubkurbelgetriebe (SKG1) bilden und ein Ausleger (20) der Kurbel (9) zusammen mit dem zweiten Pleuel (19) ein zweites Schubkurbelgetriebe (SKG2) bilden, wobei sich in der geschlossenen Stellung der Schließeinheit (1) das erste Schubkurbelgetriebe (SKG1) in einer inneren Totlage und das zweite Schubkurbelgetriebe (SKG2) in einer Umkehrlage befindet.
2-Platten-Schließeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (17) in einer Betätigungsrichtung (K, K´) linear bewegbar antreibbar ist, wobei die Betätigungsrichtung (K) parallel zu einer Ebene (E) der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (3) ausgerichtet ist oder die Betätigungsrichtung (K´) parallel zu einer Schließrichtung (S) der Schließeinheit (1) ausgerichtet ist.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (9) um eine bezüglich der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (3) ortsfeste Schwenkachse (10) schwenkbar gelagert ist.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsrichtung (K) reziprok auf der Schwenkachse (10) der Kurbel (9) steht.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließeinheit (1) vier erste und vier zweite Schubkurbelgetriebe (SKG1; SKG2) aufweist, wobei jeweils zwei zugehörige Schieber (17) über einen gemeinsamen Linearantrieb (14) antreibbar sind.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schieber (17) als Doppelschieber zum Antrieb zweier zweiter Schubkurbelgetriebe (SKG2) ausgebildet sind.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite Schubkurbelgetriebe (SKG2) kurz vor der Umkehrlage befindet, wenn sich das erste Schubkurbelgetriebe (SKG1) in der inneren Totlage befindet.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (9) als zweiwangige Kurbel (9) mit einem Wangenzwischenraum (12) ausgebildet ist, wobei in der Schließstellung in einer Draufsicht auf den Wangenzwischenraum (12) sowohl das erste Pleuel (7) zumindest teilweise als auch das zweite Pleuel (19) und zumindest teilweise ein Ausleger (18) des Schiebers (17) im Wangenzwischenraum (12) angeordnet sind.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsgestell (13) für den Schieber (17) ortsfest bezüglich der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (3) oder ortsfest bezüglich eines Maschinenbetts der Spritzgießmaschine angeordnet ist.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pleuel (7), die Kurbel (9) und das zweite Pleuel (19) ein 5-Punkt-Kniehebelsystem bilden.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (10) im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Schließeinheit (1) relativ zum Maschinenbett gesehen vertikal ausgerichtet ist.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (9) einen Ausleger (20) aufweist, in welchem das zweite Pleuel (19) schwenkbar gelagert ist.
2-Platten-Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (17) in der Schwenkebene der Kurbel (9) verfahrbar antreibbar ist.