DE102021133504A1

DE102021133504A1 - Einspritzaggregat für eine Formgebungsmaschine

Info

Publication number: DE102021133504A1
Application number: DE102021133504.3A
Authority: DE
Inventors: Klaus Hubert Gattringer; Pascal Bader
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2022-06-23
Also published as: AT524325A4; AT524325B1

Abstract

Einspritzaggregat (1) für eine Formgebungsmaschine (100), insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit- einer Plastifiziereinheit (2) zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial (A), umfassend eine drehbare Plastifizierschnecke (3),- zumindest einem Einspritzzylinder (4) und einem im Einspritzzylinder (4) linear bewegbaren Einspritzkolben (5) zum Einspritzen von plastifiziertem Kunststoff-Ausgangsmaterial (A) in eine Kavität (K) eines Formgebungswerkzeugs (6) und- einem im Wesentlichen geschlossenen Hydraulikkreis (7), umfassend• einen Drehantrieb (71) für die Plastifizierschnecke (3), wobei der Drehantrieb (71) als Hydromotor (H71) ausgebildet ist,• einen Linearantrieb (72) für den Einspritzkolben (5), wobei der Linearantrieb (72) als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (H72) ausgebildet ist,• eine hydraulische Antriebseinheit (73) und• ein geschlossenes Hydraulikleitungssystem (8), welches die hydraulische Antriebseinheit (73) mit dem Hydromotor (H71) und mit der Kolben-Zylinder-Einheit (H72) verbindet, wobei das Hydraulikleitungssystem (8) ein erstes Verbindungsleitungssystem (81) zwischen der hydraulischen Antriebseinheit (73) und dem Hydromotor (H71) und ein zweites Verbindungsleitungssystem (82) zwischen der hydraulischen Antriebseinheit (73) und der Kolben-Zylinder-Einheit (H72) und aufweist, wobei im ersten Verbindungsleitungssystem (81) ein steuerbares Schaltventil (91) für den Hydromotor (H71) angeordnet ist und dass im zweiten Verbindungsleitungssystem (82) ein steuerbares Schaltventil (92) für die Kolben-Zylinder-Einheit (H72) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Einspritzaggregat für eine Formgebungsmaschine, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit einer Plastifiziereinheit zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial, umfassend eine drehbare Plastifizierschnecke, zumindest einem Einspritzzylinder und einem im Einspritzzylinder linear bewegbaren Einspritzkolben zum Einspritzen von plastifiziertem Kunststoff-Ausgangsmaterial in eine Kavität eines Formgebungswerkzeugs und einem im Wesentlichen geschlossenen Hydraulikkreis, umfassend einen Drehantrieb für die Plastifizierschnecke, wobei der Drehantrieb als Hydromotor ausgebildet ist, einen Linearantrieb für den Einspritzkolben, wobei der Linearantrieb als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist, eine hydraulische Antriebseinheit und ein geschlossenes Hydraulikleitungssystem, welches die hydraulische Antriebseinheit mit dem Hydromotor und mit der Kolben-Zylinder-Einheit verbindet, wobei das Hydraulikleitungssystem ein erstes Verbindungsleitungssystem zwischen der hydraulischen Antriebseinheit und dem Hydromotor und ein zweites Verbindungsleitungssystem zwischen der hydraulischen Antriebseinheit und der Kolben-Zylinder-Einheit aufweist. Zudem betrifft die Erfindung eine Formgebungsmaschine mit einem solchen Einspritzaggregat.
Bei Formgebungsmaschinen werden Einspritzaggregate dazu eingesetzt, um ein aufgeschmolzenen Kunststoff-Ausgangsmaterial in ein in einer Schließeinheit montiertes Formgebungswerkzeug einzuspritzen. Um die diversen notwendigen Bewegungen durchführen zu können, haben sich Hydrauliksysteme als gute Antriebsmittel herausgestellt.
Ein gattungsfremder Stand der Technik geht aus der AT 518192 B1 hervor, welche eine Hydraulikvorrichtung mit zwei Pumpen zeigt. In dieser Schrift wird keine geschlossene Hydraulik gelehrt, zumal mehrere Hydrauliktanks notwendig sind.
Aus der JP HO 453 723 A geht ein hydraulischer Antrieb für eine Spritzgießmaschine mit einer Pluralität von Kolben-Zylinder-Einheiten hervor. In dieser Schrift wird keine geschlossene Hydraulik gelehrt, zumal mehrere Hydrauliktanks notwendig sind.
Dagegen zeigt die DE 1 554 779 A1 einen hydraulischen Antrieb für Spritzgießmaschinen mit einem in sich geschlossenen hydraulischen Kreislauf, über welchen eine Schließvorrichtung und eine Einspritzvorrichtung versorgt und angetrieben werden. Es wird nicht näher auf die Funktionsweise der Einspritzvorrichtung eingegangen.
Dafür zeigt die EP 0 740 992 B1 einen gattungsbildenden Stand der Technik. Diese Schrift zeigt eine Kunststoffspritzgießmaschine mit einer in einem Spritzzylinder angeordneten Schnecke, die angetrieben durch einen alleinigen Motor von einem Linearantrieb und einem Rotationsantrieb bewegt wird. Der Antriebsmotor ist ein Servomotor. Der Linearantrieb ist eine von einer mit dem Antriebsmotor verbundene Druckmittelpumpe in einem geschlossenen die Leitungen aufweisenden Hydraulikkreis bewegte Kolben-Zylinder-Einheit. Die Schnecke besitzt eine Antriebswelle, an die der mit dem Antriebsmotor in Verbindung stehende Rotationsantrieb angreift. Der Rotationsantrieb ist ein hydraulischer Antrieb mit einem Motor, der eine mit der Kolbenstange korrespondierende Motorabtriebswelle aufweist. Der Motor ist über eine Zufuhrleitung und einer Abfuhrleitung mit der Vorlaufleitung verbunden. In der Vorlaufleitung ist ein entsperrbares Rückschlagventil vorgesehen, das durch ein Zwei-Wege-Ventil steuerbar ist. Der geschlossene hydraulische Kreis ist dabei reversierend betreibbar. Durch den Antrieb in zwei Drehrichtungen der Pumpe ist die Funktionszuordnung einerseits für das Einspritzen der Schnecke, andererseits für die Rotation der Schnecke zum Fördern gegeben.
Nachteilig bei dieser letztgenannten Schrift ist unter anderem, dass das Hydrauliksystem relativ aufwändig und kompliziert ist, wodurch ein Nachrüsten bei einem bestehenden System praktisch unmöglich ist. Zudem ist das Umschalten relativ unflexibel und zeitlich aufwändig, da dafür eine Änderung der Drehrichtung der Pumpe notwendig ist.
Die Aufgabe (des ersten Aspekts) der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein zum Stand der Technik alternatives bzw. verbessertes Einspritzaggregat zu schaffen. Insbesondere soll das Einspritzaggregat kompakt ausgebildet sein, unkompliziert gesteuert werden können, einfach nachrüstbar sein und/oder flexibel einsetzbar sein.
Dies wird durch ein Einspritzaggregat mit den Merkmalen von Anspruch 1 erreicht. Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass im ersten Verbindungsleitungssystem ein steuerbares Schaltventil für den Hydromotor angeordnet ist und dass im zweiten Verbindungsleitungssystem ein steuerbares Schaltventil für die Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet ist.
Somit ist eine nachrüstbare Standalone-Lösung mit einer in sich geschlossenen Hydraulik geschaffen. Diese kann verwendet werden, um - wenn z. B. eine zweite Farbe gewünscht wird - ein entsprechendes System auf ein bereits bestehendes Aggregat draufzusetzen oder als Ersatz für ein bestehendes Einspritzaggregat. Zudem ist durch die geschlossene Hydraulik eine hohe Energieeffizienz gegeben.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem zweiten Aspekt ein Einspritzaggregat für eine Formgebungsmaschine, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit einer Plastifiziereinheit zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial, umfassend eine drehbare Plastifizierschnecke, zumindest einem Einspritzzylinder und einem im Einspritzzylinder linear bewegbaren Einspritzkolben zum Einspritzen von plastifiziertem Kunststoff-Ausgangsmaterial in eine Kavität eines Formgebungswerkzeugs und einer Anpresseinheit zum Anpressen des Einspritzzylinders des Einspritzaggregats an eine Schließeinheit der Formgebungsmaschine.
Da beim Einspritzen sehr hohe Drücke herrschen, kann es notwendig sein, das Einspritzaggregat beim Einspritzen an die Schließeinheit zu drücken. Dazu wird eine Anpresseinheit zum Anpressen des Einspritzzylinders des Einspritzaggregats an die Schließeinheit eingesetzt.
Ein Beispiel für ein derartiges Spritzaggregat geht aus der EP 1 280 644 B1 hervor, welches Antriebsmittel für das Verschieben des Spritzaggregates gegenüber dem Ständer einer Spritzgießmaschine sowie das Anpressen der Spritzdüse gegen die Form für einen Automatikbetrieb aufweist, mit zwei unabhängig aktivierbaren Antrieben, einem Anpressantrieb für den Aufbau der Anpresskraft für die Spritzarbeit sowie einem Verschiebeantrieb für den großen Verschiebeweg des Spritzaggregates. In einem Antriebsgehäuse befindet sich der Antriebsmotor für die axiale Bewegung der Plastifizierschnecke. Für die rotative Bewegung der Schnecke ist ein weiterer Antriebsmotor vorgesehen.
Eine ähnliche Vorrichtung geht aus der DE 20 2006 012 268 U1 hervor.
Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, dass die Bauweise recht aufwändig ist.
Die Aufgabe (des zweiten Aspekts) der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein zum Stand der Technik alternatives bzw. verbessertes Einspritzaggregat zu schaffen. Insbesondere soll das Einspritzaggregat kompakt gebaut sein und dennoch viele Funktionen integrieren.
Dies wird durch ein Einspritzaggregat mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst. Demnach ist erfindungsgemäß ein im Wesentlichen geschlossener Hydraulikkreis vorgesehen, umfassend einen Drehantrieb für die Plastifizierschnecke, wobei der Drehantrieb als Hydromotor ausgebildet ist, einen Linearantrieb für den Einspritzkolben, wobei der Linearantrieb als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist, eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit für die Anpresseinheit, eine hydraulische Antriebseinheit und ein geschlossenes Hydraulikleitungssystem, welches die hydraulische Antriebseinheit mit dem Hydromotor, mit der Kolben-Zylinder-Einheit für den Einspritzkolben und mit der Kolben-Zylinder-Einheit für die Anpresseinheit verbindet.
Somit ist ein kompaktes, nachrüstbares Einspritzaggregat geschaffen, welches zudem den Vorteil bietet, dass alle Bewegungen des Einspritzaggregates (Anpressen, Einspritzen und Dosieren) über einen geschlossenen Hydraulikkreis durchgeführt werden können.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Sofern logisch sinnvoll, gelten sämtliche bevorzugte Ausführungsbeispiele für beide Erfindungsaspekte.
Zunächst sei festgehalten, dass ein „im Wesentlichen“ geschlossener Hydraulikkreis nicht bedeuten muss, dass dieser Hydraulikkreis überhaupt keine Öffnung aufweist bzw. „hermetisch“ geschlossen ist. Vielmehr können sehr wohl Öffnungen zum Einfüllen oder Ablassen von Hydraulikfluid vorgesehen sein. Zudem können Druckausgleichbehältnisse oder Akkumulatoren vorgesehen sein. Nicht umfasst sind allerdings Hydrauliktanks, welche bei einem offenen (nicht kreislaufförmigen) System vorhanden sind. Mithin ist ein geschlossener Hydraulikkreis frei von Hydrauliktanks.
Die hydraulische Antriebseinheit kann auch als Hydraulikdruck-Erzeugungsvorrichtung bezeichnet werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die hydraulische Antriebseinheit einen Elektromotor, vorzugsweise einen Servomotor, und eine vom Elektromotor antreibbare Hydraulikpumpe umfasst.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die hydraulische Antriebseinheit genau einen Elektromotor und/oder genau eine Hydraulikpumpe aufweist.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass im geschlossenen Hydraulikkreis ein Hydraulikfluid, vorzugsweise ein Hydrauliköl, verwendet wird. Dieses Hydraulikfluid dient zum Transportieren und Aufbauen von Hydraulikdruck im Hydraulikleitungssystem.
Es kann vorgesehen sein, dass der Einspritzzylinder samt Einspritzkolben auch als Plastifiziereinheit fungiert. In einem solchen Fall bildet die Plastifizierschnecke gleichzeitig den Einspritzkolben, wobei dann diese Plastifizierschnecke drehbar und linear bewegbar ist.
Bevorzugt ist allerdings alternativ vorgesehen, dass die Plastifizierschnecke als vom Einspritzkolben separates Bauteil ausgebildet ist. Somit bildet die Plastifiziereinheit ein dem Einspritzzylinder samt Einspritzkolben vorgeschaltetes Bauteil. Über die Plastifiziereinheit wird also das darin plastifizierte Kunststoff-Ausgangsmaterial in den (nachgeschalteten) Einspritzzylinder eingebracht. Es können auch mehrere vorgelagerte Plastifiziereinheiten vorgesehen sein, mit welchen unterschiedliche Kunststoffarten oder verschiedenfarbige Kunststoff-Ausgangsmaterialien zur Verfügung gestellt werden.
Es ist möglich, dass die Verbindungsleitungssysteme direkt mit dem hydraulischen Antrieb verbunden sind. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bewegungen bzw. Gegenbewegungen sämtlicher Zylinder durch Drehrichtungsumkehr des Antriebes gewährleistet wird.
Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, dass das Hydraulikleitungssystem ein Hauptleitungssystem aufweist, welches die hydraulische Antriebseinheit mit den Verbindungsleitungssystemen verbindet.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Hauptleitungssystem zwei mit der Hydraulikpumpe verbundene Hauptleitungen aufweist, wobei je nach Drehrichtung der Hydraulikpumpe eine Hauptleitung als Zuführleitung fungiert und die andere Hauptleitung als Rückführleitung fungiert.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Hauptleitungssystem über entsprechende Abzweigelemente mit den Verbindungsleitungssystemen verbunden ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das im ersten Verbindungsleitungssystem und/oder das im zweiten Verbindungsleitungssystem angeordnete Schaltventil als 4/2-Wegeventil ausgebildet sind/ist.
Es kann (alternativ zum 4/2-Wegeventil) auch vorgesehen sein, dass eines (oder beide) dieser Schaltventile als Sitzventil, zum Beispiel als Cartridge-Ventil, ausgebildet ist oder wird. Dies gilt für alle Ausführungsbeispiele.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Steuer- oder Regeleinheit zum Steuern oder Regeln der hydraulischen Antriebseinheit und der Schaltventile vorgesehen.
Diese Steuer- oder Regeleinheit kann als eigenständige Steuerung ausgebildet sein, welche nur für die besagten Bestandteile des Einspritzaggregats zuständig ist und signaltechnisch mit einer Steuerung der Formgebungsmaschine verbunden ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steuer- oder Regeleinheit integraler Bestandteil einer übergeordneten Steuerung der Formgebungsmaschine ist.
Weiters kann eine Bedieneinheit vorgesehen sein, über welche auf die Steuer- oder Regeleinheit zugegriffen werden kann. Diese Bedieneinheit kann einen Bildschirm und eine Eingabeeinheit, vorzugsweise eine Tastatur, aufweisen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass im zweiten Verbindungsleitungssystem ein, vorzugsweise über die Steuer- oder Regeleinheit regelbares, Stetigventil für eine Staudruckregelung angeordnet ist.
Hinsichtlich der Anpresseinheit ist bevorzugt vorgesehen, dass diese über ein drittes Verbindungsleitungssystem des Hydraulikleitungssystems mit der hydraulischen Antriebseinheit verbunden ist.
Bevorzugt kann auch dieses dritte Verbindungsleitungssystem indirekt über ein Hauptleitungssystem mit der hydraulischen Antriebseinheit verbunden sein.
Für eine einfache Handhabung ist bevorzugt vorgesehen, dass im dritten Verbindungsleitungssystem ein Schaltelement in Form eines steuerbaren Schaltventils, vorzugsweise in Form eines 4/2-Wegeventils (oder alternativ in Form eines Cartridge-Ventils), zum Aktivieren und Deaktivieren eines Anpressdrucks über die Anpresseinheit angeordnet ist.
Bevorzugt kann auch dieses Anpresseinheit-Schaltelement über die Steuer- oder Regeleinheit steuer- oder regelbar sein.
Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass im dritten Verbindungsleitungssystem ein (vom Schaltelement separates) steuerbares Ventil zum Einsperren eines Anpressdrucks angeordnet ist.
Schutz wird auch begehrt für eine Formgebungsmaschine mit einem zumindest einem der beiden erfindungsgemäßen Einspritzaggregate.
Diese Formgebungsmaschine weist neben dem Einspritzaggregat auch eine Schließeinheit auf.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:

1 schematisch eine Formgebungsmaschine mit einem Einspritzaggregat und einer Schließeinheit,
2 schematisch ein Einspritzaggregat mit dem geschlossenen Hydraulikkreis,
3 das Einspritzaggregat beim Anpressen,
4 das Einspritzaggregat beim Einspritzen,
5 das Einspritzaggregat beim Dosieren mit Druckregelung und
6 das Einspritzaggregat beim Abheben der Anpresseinheit.

In 1 ist schematisch eine Formgebungsmaschine 100 dargestellt. Diese Formgebungsmaschine 100 weist einerseits eine Schließeinheit 11 und andererseits ein Einspritzaggregat 1 auf.
Die Schließeinheit 11 umfasst zwei Formaufspannplatten 12, 13. Die bewegbare Formaufspannplatte 12 ist über eine Antriebsvorrichtung 14 (z. B. in Form eines Kniehebelmechanismus) relativ zum Maschinenrahmen 15 bewegbar. Die feststehende Formaufspannplatte 13 ist fest mit dem Maschinenrahmen 15 verbunden. Die Schließeinheit 11 kann als Zwei-Platten-Einheit oder als Drei-Platten-Einheit (mit zusätzlicher Stirnplatte) ausgebildet sein.
An den Formaufspannplatten 12 und 13 sind die beiden Formhälften eines Formgebungswerkzeugs 6 aufgespannt bzw. montiert. Im - wie dargestellt - geschlossenen Formgebungswerkzeug 6 ist zumindest eine Kavität K ausgebildet. Ein Einspritzkanal E mündet in diese Kavität K.
Die Einspritzseite der Formgebungsmaschine 100 wird durch das Einspritzaggregat 1 gebildet. Das Einspritzaggregat 1 weist einen Einspritzzylinder 4 und einen im Einspritzzylinder 4 linear bewegbar gelagerten Einspritzkolben 5 auf.
Der Einspritzkolben 5 ist durch einen Linearantrieb 72 in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit H72 in Richtung der Schließeinheit 11 relativ zum Einspritzzylinder 4 linear bewegbar.
Das Einspritzaggregat 1 weist auch eine - in diesem Fall vom Einspritzzylinder 4 mitgebildete - Plastifiziereinheit 2 auf. Diese Plastifiziereinheit 2 wiederum umfasst eine im Einspritzzylinder 4 drehbar gelagerte Plastifizierschnecke 3. Die Plastifizierschnecke 3 ist durch einen als Hydromotor H71 ausgebildeten Drehantrieb 71 drehbar antreibbar.
Weiters weist das Einspritzaggregat 1 eine Anpresseinheit 74 zum Anpressen des Einspritzzylinders 4 an die Schließeinheit 11 (konkret an die feststehende Formaufspannplatte 13) auf. Diese Anpresseinheit 74 ist als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit H74 ausgebildet.
Die allgemeine Funktionsweise des Einspritzaggregats 1 lässt sich wie folgt zusammenfassen: Kunststoff-Ausgangsmaterial A wird über einen Einfülltrichter 16 in die Plastifiziereinheit 2 eingefüllt und darin plastifiziert. Dieses plastifizierte bzw. aufgeschmolzene Kunststoff-Ausgangsmaterial A wird über die sich drehende Plastifizierschnecke 3 im Einspritzzylinder 4 in Richtung Schließseite 11 gefördert und sammelt sich vor der Schneckenspitze im Schneckenvorraum an. Das sich in diesem Schneckenvorraum ansammelnde plastifizierte Kunststoff-Ausgangsmaterial A kann dann durch den linear in Richtung Schließseite 11 bewegbaren Einspritzkolben 5 über den Einspritzkanal E in die geschlossene Kavität K eingespritzt werden. In der Kavität K härtet dann der eingespritzte Kunststoff aus. Nach dem Öffnen des Formgebungswerkzeugs 6 kann dann ein Formgebungsteil (z. B. ein Spritzling) entnommen werden.
Um das Einspritzaggregat 1 möglichst kompakt zu bauen und einfach nachrüstbar auszubilden, ist ein geschlossener Hydraulikkreis 7 vorgesehen.
Dieser Hydraulikkreis 7 weist eine hydraulische Antriebseinheit 73 auf. Diese hydraulische Antriebseinheit 73 ist über ein geschlossenes Hydraulikleitungssystem 8 mit dem Hydromotor H71 und den beiden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten H72 und H74 verbunden. Das Hydraulikleitungssystem 8 weist die drei Verbindungsleitungssysteme 81, 82 und 83 auf.
Das Einspritzaggregat 1 weist auch eine Steuer- oder Regeleinheit 10 auf. Mit dieser Steuer- oder Regeleinheit 10 sind zumindest die hydraulische Antriebseinheit 73 und die - in 1 nicht dargestellten - Schaltventile steuerbar oder regelbar.
In 2 ist schematisch der Aufbau des Einspritzaggregats 1 dargestellt.
Die Plastifizierschnecke 3 wird durch den Hydromotor H71 drehbar angetrieben.
Der Einspritzzylinder 4 bildet zusammen mit dem Einspritzkolben 5 die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit H72.
Auch die Anpresseinheit 74 ist als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit H74 ausgebildet und dient dazu, den Einspritzzylinder 4 in Richtung der hier nicht dargestellten Schließseite 11 zu drücken.
Die hydraulische Antriebseinheit 73 weist einen Elektromotor 73a und die vom Elektromotor 73a angetriebene Hydraulikpumpe 73b auf. Von der Hydraulikpumpe 73b führen die erste Hauptleitung 80a und die zweite Hauptleitung 80b des Hauptleitungssystems 80 des Hydraulikleitungssystems 8 weg.
Von diesem Hauptleitungssystem 80 zweigt ein erstes Verbindungsleitungssystem 81 ab, welches zum Hydromotor H71 führt. Dieses erste Verbindungsleitungssystem 81 weist eine erste Verbindungsleitung 81a und eine zweite Verbindungsleitung 81b auf. Im ersten Verbindungsleitungssystem 81 ist ein steuerbares Schaltventil 91 angeordnet. Im dargestellten Fall ist dieses steuerbare Schaltventil 91 geschlossen.
Vom Hauptleitungssystem 80 zweigt auch ein zweites Verbindungsleitungssystem 82 ab, welches zur hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit H72 des Einspritzkolbens 5 führt. Dieses zweite Verbindungsleitungssystem 82 weist eine dritte Verbindungsleitung 82a und eine vierte Verbindungsleitung 82b auf. Im zweiten Verbindungsleitungssystem 82 ist ein steuerbares Schaltventil 92 angeordnet. Im dargestellten Fall ist dieses steuerbare Schaltventil 92 geschlossen.
Im zweiten Verbindungsleitungssystem 82 ist auch ein (geschlossen dargestelltes) Stetigventil 94 für eine Staudruckregelung angeordnet.
Vom Hauptleitungssystem 80 zweigt weiters ein drittes Verbindungsleitungssystem 83 ab, welches zur hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit H74 der Anpresseinheit 74 führt. Dieses dritte Verbindungsleitungssystem 83 weist eine fünfte Verbindungsleitung 83a und eine sechste Verbindungsleitung 83b auf. Im dritten Verbindungsleitungssystem 83 ist ein steuerbares Schaltventil 93 angeordnet. Im dargestellten Fall ist dieses steuerbare Schaltventil 93 geschlossen.
Im dritten Verbindungsleitungssystem 83 ist auch ein (geschlossen dargestelltes) Ventil 95 zum Einsperren des Anpressdrucks angeordnet.
In 3 ist schematisch das Anpressen veranschaulicht. Dazu wird das steuerbare Schaltventil 93 (und in diesem Fall auch das Ventil 95) geöffnet. Sobald sich der Elektromotor 73a im Gegenuhrzeigersinn dreht, wird von der Hydraulikpumpe 73b Hydraulikfluid in die zweite Hauptleitung 80b gefördert. Von dort gelangt das Hydraulikfluid in die fünfte Verbindungsleitung 83a und durch die geöffneten Ventile 93 und 95 hindurch in die erste Druckkammer 74a der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit H74. Da der Kolben dieser hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit H74 feststeht, wird deren Zylinder - wie die Pfeile veranschaulichen - zusammen mit dem Einspritzzylinder 4 in Richtung Schließseite 11 (also in diesem Fall nach links) gedrückt. Aus der zweiten Druckkammer 74b wird das Hydraulikfluid in die sechste Verbindungsleitung 83b gedrückt bzw. angesaugt, sodass das Hydraulikfluid über die erste Hauptleitung 80a wieder in die Hydraulikpumpe 73b gelangt. Der Hydraulikkreis 7 bleibt ständig geschlossen.
In 4 ist schematisch das Einspritzen veranschaulicht. Dazu wird das steuerbare Schaltventil 92 geöffnet (das Stetigventil 94 sowie die Schaltventile 91 und 93 sind geschlossen). Sobald sich der Elektromotor 73a im Gegenuhrzeigersinn dreht, wird von der Hydraulikpumpe 73b Hydraulikfluid in die zweite Hauptleitung 80b gefördert. Von dort gelangt das Hydraulikfluid in die vierte Verbindungsleitung 82b und durch das geöffnete Schaltventil 92 hindurch in die zweite Druckkammer 72b der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit H72. Dadurch wird der Kolben dieser hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit H72 relativ zu deren Zylinder - wie der Pfeil veranschaulicht - nach links bewegt, wodurch das plastifizierte und vor dem Einspritzkolben 5 angesammelte Kunststoff-Ausgangsmaterial A in die Kavität K eingespritzt wird. Aus der ersten Druckkammer 72a wird das Hydraulikfluid in die dritte Verbindungsleitung 82a gedrückt bzw. angesaugt, sodass das Hydraulikfluid über die erste Hauptleitung 80a wieder in die Hydraulikpumpe 73b gelangt. Der Hydraulikkreis 7 bleibt ständig geschlossen.
In 5 ist schematisch das Dosieren mit Druckregelung veranschaulicht. Dazu wird das steuerbare Schaltventil 91 geöffnet (die Schaltventile 92 und 93 sind geschlossen). Sobald sich der Elektromotor 73a im Gegenuhrzeigersinn dreht, wird von der Hydraulikpumpe 73b Hydraulikfluid in die zweite Hauptleitung 80b gefördert. Von dort gelangt das Hydraulikfluid in die zweite Verbindungsleitung 81b und durch das geöffnete Schaltventil 91 hindurch in den Hydromotor H71, welcher sich daraufhin zu drehen beginnt. Dadurch wird Kunststoff-Ausgangsmaterial A von der sich drehenden Plastifizierschnecke 3 gefördert. Nach dem Verlassen des Hydromotors H71 wird das Hydraulikfluid in die erste Verbindungsleitung 81a gedrückt bzw. angesaugt, sodass das Hydraulikfluid über die erste Hauptleitung 80a wieder in die Hydraulikpumpe 73b gelangt. Der Hydraulikkreis 7 bleibt ständig geschlossen.
In 5 ist auch die Druckregelung veranschaulicht. Dazu wird mittels des Stetigventils 94 der auf die Plastifizierschnecke 3 wirkende Druck über die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit H72 und die zugehörigen Leitungen 84a und 84b geregelt.
In 6 ist schließlich schematisch das Abheben der Anpresseinheit 74 veranschaulicht. Dazu wird das steuerbare Schaltventil 93 (und in diesem Fall auch das Ventil 95) geöffnet (die anderen Schaltventile 91 und 92 sind geschlossen). Sobald sich der Elektromotor 73a im Uhrzeigersinn dreht, wird von der Hydraulikpumpe 73b Hydraulikfluid in die erste Hauptleitung 80a gefördert. Von dort gelangt das Hydraulikfluid in die sechste Verbindungsleitung 83b und durch die geöffneten Ventile 93 und 95 hindurch in die zweite Druckkammer 74b der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit H74. Da der Kolben dieser hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit H74 feststeht, wird deren Zylinder - wie die Pfeile veranschaulichen - zusammen mit dem Einspritzzylinder 4 von der Schließseite 11 weg (also in diesem Fall nach rechts) gedrückt. Dadurch hebt der Einspritzzylinder 4 von der Schließseite 11 ab (nicht dargestellt). Aus der ersten Druckkammer 74a wird das Hydraulikfluid in die fünfte Verbindungsleitung 83a gedrückt bzw. angesaugt, sodass das Hydraulikfluid über die zweite Hauptleitung 80b wieder in die Hydraulikpumpe 73b gelangt. Der Hydraulikkreis 7 bleibt ständig geschlossen.
Bezugszeichenliste

1: Einspritzaggregat
2: Plastifiziereinheit
3: Plastifizierschnecke
4: Einspritzzylinder
5: Einspritzkolben
6: Formgebungswerkzeug
7: geschlossener Hydraulikkreis
71: Drehantrieb
72: Linearantrieb
72a: erste Druckkammer
72b: zweite Druckkammer
73: hydraulische Antriebseinheit
73a: Elektromotor
73b: Hydraulikpumpe
74: Anpresseinheit
74a: erste Druckkammer
74b: zweite Druckkammer
8: geschlossenes Hydraulikleitungssystem
80: Hauptleitungssystem
80a: erste Hauptleitung
80b: zweite Hauptleitung
81: erstes Verbindungsleitungssystem
81a: erste Verbindungsleitung
81 b: zweite Verbindungsleitung
82: zweites Verbindungsleitungssytem
82a: dritte Verbindungsleitung
82b: vierte Verbindungsleitung
83: drittes Verbindungsleitungssystem
83a: fünfte Verbindungsleitung
83b: sechste Verbindungsleitung
84a: Leitung
84b: Leitung
91: steuerbares Schaltventil
92: steuerbares Schaltventil
93: steuerbares Schaltventil für Anpresseinheit 74
94: Stetigventil
95: steuerbares Ventil für Einsperrend des Anpressdrucks
10: Steuer- oder Regeleinheit
11: Schließeinheit
12: bewegbare Formaufspannplatte
13: feststehende Formaufspannplatte
14: Antriebsvorrichtung
15: Maschinenrahmen
16: Einfülltrichter
100: Formgebungsmaschine
A: Kunststoff-Ausgangsmaterial
K: Kavität
H71: Hydromotor für Drehantrieb der Plastifizierschnecke 3
H72: Kolben-Zylinder-Einheit für Einspritzkolben 5
H74: Kolben-Zylinder-Einheit der Anpresseinheit 74
E: Einspritzkanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

AT 518192 B1 [0003]
DE 1554779 A1 [0005]
EP 0740992 B1 [0006]
EP 1280644 B1 [0013]
DE 202006012268 U1 [0014]

Claims

Einspritzaggregat (1) für eine Formgebungsmaschine (100), insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit - einer Plastifiziereinheit (2) zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial (A), umfassend eine drehbare Plastifizierschnecke (3), - zumindest einem Einspritzzylinder (4) und einem im Einspritzzylinder (4) linear bewegbaren Einspritzkolben (5) zum Einspritzen von plastifiziertem Kunststoff-Ausgangsmaterial (A) in eine Kavität (K) eines Formgebungswerkzeugs (6) und - einem im Wesentlichen geschlossenen Hydraulikkreis (7), umfassend • einen Drehantrieb (71) für die Plastifizierschnecke (3), wobei der Drehantrieb (71) als Hydromotor (H71) ausgebildet ist, • einen Linearantrieb (72) für den Einspritzkolben (5), wobei der Linearantrieb (72) als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (H72) ausgebildet ist, • eine hydraulische Antriebseinheit (73) und • ein geschlossenes Hydraulikleitungssystem (8), welches die hydraulische Antriebseinheit (73) mit dem Hydromotor (H71) und mit der Kolben-Zylinder-Einheit (H72) verbindet, wobei das Hydraulikleitungssystem (8) ein erstes Verbindungsleitungssystem (81) zwischen der hydraulischen Antriebseinheit (73) und dem Hydromotor (H71) und ein zweites Verbindungsleitungssystem (82) zwischen der hydraulischen Antriebseinheit (73) und der Kolben-Zylinder-Einheit (H72) und aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verbindungsleitungssystem (81) ein steuerbares Schaltventil (91) für den Hydromotor (H71) angeordnet ist und dass im zweiten Verbindungsleitungssystem (82) ein steuerbares Schaltventil (92) für die Kolben-Zylinder-Einheit (H72) angeordnet ist.
Einspritzaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Antriebseinheit (73) einen Elektromotor (73a), vorzugsweise einen Servomotor, und eine vom Elektromotor (73a) antreibbare Hydraulikpumpe (73b) umfasst.
Einspritzaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifizierschnecke (3) als vom Einspritzkolben (5) separates Bauteil ausgebildet ist.
Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikleitungssystem (8) ein Hauptleitungssystem (80) aufweist, welches die hydraulische Antriebseinheit (73) mit den Verbindungsleitungssystemen (81, 82) verbindet.
Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das im ersten Verbindungsleitungssystem (81) und/oder das im zweiten Verbindungsleitungssystem (82) angeordnete Schaltventil (91, 92) als 4/2-Wegeventil ausgebildet sind/ist.
Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- oder Regeleinheit (10) zum Steuern oder Regeln der hydraulischen Antriebseinheit (73) und der Schaltventile (91, 92) vorgesehen ist.
Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Verbindungsleitungssystem (82) ein, vorzugsweise über die Steuer- oder Regeleinheit (10) regelbares, Stetigventil (94) für eine Staudruckregelung angeordnet ist.
Einspritzaggregat (1) für eine Formgebungsmaschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit - einer Plastifiziereinheit (2) zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial (A), umfassend eine drehbare Plastifizierschnecke (3), - zumindest einem Einspritzzylinder (4) und einem im Einspritzzylinder (4) linear bewegbaren Einspritzkolben (5) zum Einspritzen von plastifiziertem Kunststoff-Ausgangsmaterial (A) in eine Kavität (K) eines Formgebungswerkzeugs (6) und - einer Anpresseinheit (74) zum Anpressen des Einspritzzylinders (4) des Einspritzaggregats (1) an eine Schließeinheit (11) der Formgebungsmaschine (100), gekennzeichnet durch einen im Wesentlichen geschlossenen Hydraulikkreis (7), umfassend - einen Drehantrieb (71) für die Plastifizierschnecke (3), wobei der Drehantrieb (71) als Hydromotor (H71) ausgebildet ist, - einen Linearantrieb (72) für den Einspritzkolben (5), wobei der Linearantrieb (72) als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (H72) ausgebildet ist, - eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (H74) für die Anpresseinheit (74), - eine hydraulische Antriebseinheit (73) und - ein geschlossenes Hydraulikleitungssystem (8), welches die hydraulische Antriebseinheit (73) mit dem Hydromotor (H71), mit der Kolben-Zylinder-Einheit (H72)für den Einspritzkolben (5) und mit der Kolben-Zylinder-Einheit (H74) für die Anpresseinheit (74) verbindet.
Einspritzaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinheit (74) über ein drittes Verbindungsleitungssystem (83) des Hydraulikleitungssystems (8) mit der hydraulischen Antriebseinheit (73) verbunden ist.
Einspritzaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Verbindungsleitungssystem (83) ein Schaltelement in Form eines steuerbaren Schaltventils (93), vorzugsweise in Form eines 4/2-Wegeventils, zum Aktivieren und Deaktivieren eines Anpressdrucks über die Anpresseinheit (74) angeordnet ist.
Einspritzaggregat nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Verbindungsleitungssystem (83) ein steuerbares Ventil (95) zum Einsperren eines Anpressdrucks angeordnet ist.
Formgebungsmaschine (100), insbesondere Spritzgießmaschine, mit einem Einspritzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.