DE10308623B4

DE10308623B4 - Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE10308623B4
Application number: DE10308623A
Authority: DE
Inventors: Werner Kappelmüller; Franz Dirneder; Stefan Eppich
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: US20030180413A1; AT413089B; US6986657B2; ATA4252002A; DE10308623A1

Abstract

Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine mit einer ortsfesten Formaufspannplatte und einer bewegbaren Formaufspannplatte sowie an einer Formaufspannplatte befestigten und Öffnungen in der anderen Formaufspannplatte durchsetzenden Holmen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Holme (5) an seinem freien Ende mindestens ein Gewinde (5a, 5b) aufweist, wobei zumindest an diesem freien Ende des einen Holmes (5) eine Antriebsmutter (8) sowie eine weitere Mutter (6) zur Übertragung der Schließkraft angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine mit einer ortsfesten Formaufspannplatte und einer bewegbaren Formaufspannplatte sowie an einer Formaufspannplatte befestigten und Öffnungen in der anderen Formaufspannplatte durchsetzenden Holmen.

Derartige Spritzgießeinrichtungen werden üblicherweise als 2-Platten-Maschinen bezeichnet. Ein Beispiel hierfür ist aus der DE 43 29 070 C2 bekannt. Hier sind die Holme an der bewegbaren Formaufspannplatte fixiert. Jeder Holm greift jeweils in eine an der ortsfesten Formaufspannplatte angeordnete Mutter ein. Gattungsgemäße Spritzgießeinrichtungen bzw. deren Formschließvorrichtungen weisen im allgemeinen einen Antrieb für den sogenannten Eilhub auf, bei dem die bewegbare und die ortsfeste Formaufspannplatte relativ zueinander und voneinander bewegt werden, wobei die von den Formaufspannplatten getragenen Formhälften geschlossen und geöffnet werden. Hat die Form den geschlossenen Zustand erreicht, wird die von den Holmen durchsetzte Formaufspannplatte mit den Holmen verriegelt, sodaß beispielsweise über Druckkissen der Schließdruck aufgebracht werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es in diesem Zusammenhang, eine platzsparende und einfache Lösung für den Eilhub sowie die Aufbringung der Schließkraft zu schaffen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zumindest einer der Holme an seinem freien Ende mindestens ein Gewinde aufweist, wobei zumindest an diesem freien Ende des einen Holmes eine Antriebsmutter sowie eine weitere Mutter zur Übertragung der Schließkraft angeordnet sind.

Die direkt an zumindest einem Holm angeordnete Antriebsmutter erspart eine getrennte Eilhubspindel, wie sie beim Stand der Technik üblich ist. Die zusätzlich neben der Antriebsmutter vorgesehene weitere Mutter ermöglicht eine optimale Anpassung der Muttern an die ihnen gestellte Aufgabe. So ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Antriebsmutter als Kugelumlaufmutter ausgebildet ist, wogegen die Mutter zur Aufbringung der Schließkraft ein festes Gewinde, insbesondere Trapezgewinde, aufweist. Die Kugelumlaufmutter garantiert einen weitgehend reibungsfreien, raschen Eilhub, wogegen die Mutter mit dem festen Gewinde genügend Auflagefläche am Gewinde bietet, um die hohen Schließkräfte ohne Deformierung zu übertragen.

Für eine einfache Bearbeitung des Holms ist es günstig, wenn die Antriebsmutter sowie die weitere Mutter zur Übertragung der Schließkraft in ein gemeinsames Gewinde am Holm eingreifen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Antriebsmutter im Zylindergehäuse eines Druckübersetzers drehbar gelagert ist. Durch diese Konstruktion kann die Antriebsmutter gleichzeitig zur Erzeugung der Schließkraft verwendet werden. Dabei ist es günstig wenn die Mutter zur Übertragung der Schließkraft am Kolben mindestens eines Druckkissens drehbar gelagert ist, das von der im Zylindergehäuse eines Druckübersetzers gelagerten Antriebsmutter mit Druck beaufschlagbar ist.

Eine besondere Ausführungsvariante sieht vor, daß die Antriebsmutter sowie die Mutter zur Übertragung der Schließkraft kuppelbar sind, wodurch lediglich ein Antrieb vorgesehen werden muß. Es kann jedoch auch auf die Kupplungseinrichtung verzichtet werden, sofern für jede der Muttern ein eigener Antrieb vorgesehen wird.

Günstig im Sinne einer symmetrischen Krafteinleitung ist es, wenn die Kombination aus Antriebsmutter und Mutter zur Übertragung der Schließkraft nicht nur an einem Holm, sondern an zwei diagonal zueinander angeordneten oder sogar allen Holmen vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Formschließvorrichtung,
2 eine Ansicht in Richtung der Holme eines ersten Ausführungsbeispieles,
3 eine Ansicht in Richtung der Holme eines weiteren Ausführungsbeispieles,
4 einen Detailschnitt durch die Gestaltungsvariante mit kuppelbaren Muttern in einer ersten Stellung,
5 die Konstruktion gemäß 4 in einer zweiten Stellung und
6 die zu den 4 und 5 gehörige Ansicht in Richtung der Holme.
Die in 1 gezeigte erfindungsgemäße Spritzgießeinrichtung weist einen Rahmen 1 auf, der die ortsfeste Formaufspannplatte 2 trägt. Die bewegbare Formaufspannplatte 3 ist auf Schienen 4 am Rahmen 1 gegenüber der ortsfesten Formaufspannplatte 2 verfahrbar gelagert. An der ortsfesten Formaufspannplatte 2 sind vier Holme 5 befestigt, die Öffnungen in der bewegbaren Formaufspannplatte 3 durchsetzen.
Bei der in 1 gezeigten Konstruktionsvariante weisen zwei der Holme 5 lediglich eine Mutter 6 zur Übertragung der Schließkraft auf. Die Muttern 6 greifen dabei in die Gewinde 5a der Holme 5 ein. Bei den beiden anderen Holmen 5, die ebenfalls diagonal zueinander liegen, sind erfindungsgemäß eine Antriebsmutter 8 sowie eine weitere Mutter 6 zur Übertragung der Schließkraft vorgesehen. Die Mutter 6 zur Übertragung der Schließkraft greift in ein Gewinde 5a am Holm 5 ein, wogegen die Antriebsmutter 8 mit dem Gewinde 5b in Eingriff steht. Die Gewinde 5a und 5b weisen gleiche Steigung auf, sodass es zu keinen Überschneidungen der Gewindegänge kommt.
Die Antriebsmutter 8 ist als Kugelumlaufmutter ausgebildet, wodurch die Bewegung der bewegbaren Formaufspannplatte 3 gegenüber der ortsfesten Formaufspannplatte 2 rasch und weitgehend reibungsfrei erfolgt. Während des Eilhubs zwischen bewegbarer Formaufspannplatte 3 und ortsfester Formaufspannplatte 2, mit dem die (nicht gezeigte) Form geöffnet und geschlossen wird, laufen die Antriebsmutter 8 sowie die Mutter 6 synchron. Durch Ausnützung des vorhandenen Spiels ist es möglich, daß die Kraftübertragung der Schließ- und Öffnungsbewegung lediglich über die Antriebsmuttern 8 erfolgt, wogegen die Muttern 6 weitgehend kräfte- und daher reibungsfrei mitlaufen.
Wie in 2 gezeigt, erfolgt der Antrieb der Antriebsmuttern 8 über einen Servomotor 14. Ein Riementrieb 16 sorgt dabei für die Synchronisation der beiden diagonal zueinander angeordneten Antriebsmuttern 8. Der zweite Servomotor 15 ist für den Antrieb der Muttern 6 für die Übertragung der Schließkraft zuständig. Auch in diesem Fall ist ein Riementrieb vorgesehen, der das Bezugszeichen 17 trägt und die Rotationsbewegung der Muttern 6 synchronisiert. Die Abstimmung der Servomotoren 14 und 15 erfolgt über eine nicht gezeigte Steuerung oder Regelung.
Der Ablauf des Eilhubes sowie der Aufbringung der Schließkraft wird nun anhand der 1 näher erläutert. Während des Eilhubes laufen die Antriebsmuttern 8 und die Muttern 6 synchron, wobei die Kraftübertragung über die als Kugelumlaufmuttern ausgebildeten Antriebsmuttern 8 erfolgt. Hat die Form den geschlossenen Zustand erreicht, wird der Antrieb 15 für die Muttern 6 abgestellt, was aufgrund der geringen Steigung des Gewindes 5a zu einer automatischen Verriegelung der Muttern 6 mit den Holmen 5 führt. Werden die Antriebsmuttern 8 über den Servomotor 14 weiterhin in Rotation versetzt, so führt dies dazu, daß sich die Antriebsmuttern 8 axial den Muttern 6 nähern. Da die Antriebsmuttern 8 im Gehäuse 9 eines Druckübersetzers drehbar gelagert sind, führt diese Annäherung gleichzeitig zu einer Verschiebung des Gehäuses 9, bei dem die Druckräume 10 verkleinert werden. Das verdrängte Druckmedium, beispielsweise Öl, wird über Leitungen 12 in die Druckkissen 11 des zugehörigen Holmes sowie in die Druckkissen 13 eines benachbarten Holmes 5 geleitet. Bei der Beaufschlagung der Druckkissen 11 und 13 heben die Kolben 7 der Druckkissen 11 und 13 von der bewegbaren Formaufspannplatte 3 ab und nehmen dabei die in den Kolben 7 gelagerten Muttern 6 zur Übertragung der Schließkraft mit. Die Muttern 6 weisen ein festes Trapezgewinde auf und können dadurch die Schließkraft auf die Holme 5 übertragen. Aufgrund der geringen Steigung der Gewinde 5a unterbleibt bei der Aufbringung der Schließkraft eine Relativbewegung zwischen den Muttern 6 und den Holmen 5, ohne daß der Servomotor 15 und der Riementrieb 17 eine Rotation der Muttern 6 verhindern.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 1 und 2 alle Holme 5 sowohl mit einer Mutter 6 zur Übertragung der Schließkraft wie auch einer Antriebsmutter 8 versehen. Dies ändert jedoch nichts an der oben beschriebenen Arbeitsweise.
Stärker abweichend ist die in den 4 bis 6 gezeigte Variante. Angetrieben sind bei dieser Variante lediglich die Antriebsmuttern 8, die an allen Holmen 5 ebenso wie die Muttern 6 zur Übertragung der Schließkraft vorgesehen sind. Der Antrieb erfolgt über einen Servomotor 15 und einen zugehörigen Riementrieb 17. Um während des Eilhubes die Rotationsbewegung der Muttern zu koppeln, sind die Antriebsmuttern 8 mit einer rohrartigen Verlängerung 18 versehen, die ein Innengewinde aufweist. Korrespondierend zu diesem Innengewinde ist an den Holmen 5 ein kurzer Abschnitt mit einem Außengewinde 20 versehen. Zur Distanzierung der Muttern 6 und 8 sind Federzungen 19 vorgesehen. Werden die Antriebsmuttern 8 in Rotation versetzt, nehmen sie die Muttern 6 mit. Erreicht die zwischen den Formaufspannplatten angeordnete Form ihren geschlossenen Zustand, steigen die zwischen den Holmen 5 und den Muttern 6 zur Übertragung der Schließkraft auftretenden Kräfte unmittelbar an, sodaß die Muttern 6 aufgrund der auftretenden Reibung zum Stillstand kommen. Die weiterhin angetriebenen Antriebsmuttern 8 überwinden die Federkraft der Federzungen 19 und nähern sich axial den Muttern 6. Das Gewinde 20 ist in der Steigung dem Gewinde 5a angepaßt. Auf diese Weise kann sich nach Überwindung der Federkraft der Federzungen 19 die jeweilige Antriebsmutter 8 an die Mutter 6 axial annähern.
Wie beim ersten Ausführungsbeispiel nehmen die Antriebsmuttern 8 bei ihrer axialen Bewegung das Gehäuse 9 der Druckübertragungseinrichtung mit, wobei die Druckräume 10 verkleinert werden. Über die Leitungen 12 strömt das Druckmedium in die Druckkissen 11 und hebt die Kolben 7 gemeinsam mit den Muttern 6 von der bewegbaren Formaufspannplatte 3 ab.
In der umgekehrten Bewegungsrichtung beginnen sich zuerst die Antriebsmuttern 8 zu drehen, wodurch sich die Distanz zwischen den Muttern 6 und den Antriebsmuttern 8 wiederum vergrößert. Die Antriebsmuttern 8 können sich axial so lange von den Muttern 6 entfernen, bis die Gehäuse 9 der Druckübertragungseinrichtungen an den Endmuttern 21 anstehen. Sobald diese Position erreicht ist, schnappen auch die Federzungen 19 in ihre Ausgangslage zurück. Über die Kopplung im Bereich des Gewindes 20 werden nunmehr die Muttern 6 während des öffnenden Eilhubes synchron mit den Antriebsmuttern 8 gedreht.

Claims

Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine mit einer ortsfesten Formaufspannplatte und einer bewegbaren Formaufspannplatte sowie an einer Formaufspannplatte befestigten und Öffnungen in der anderen Formaufspannplatte durchsetzenden Holmen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Holme (5) an seinem freien Ende mindestens ein Gewinde (5a, 5b) aufweist, wobei zumindest an diesem freien Ende des einen Holmes (5) eine Antriebsmutter (8) sowie eine weitere Mutter (6) zur Übertragung der Schließkraft angeordnet sind.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmutter (8) als Kugelumlaufmutter ausgebildet ist.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Mutter (6) zur Übertragung der Schließkraft ein festes Gewinde, insbesondere Trapezgewinde, aufweist.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmutter (8) sowie die weitere Mutter (6) zur Übertragung der Schließkraft in unterschiedliche Gewinde (5a, 5b) am Holm (5) eingreifen.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmutter (8) sowie die weitere Mutter (6) zur Übertragung der Schließkraft in ein gemeinsames Gewinde (5a) am Holm (5) eingreifen.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmutter (8) im Zylindergehäuse (9) eines Druckübersetzers drehbar gelagert ist.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter (6) zur Übertragung der Schließkraft am Kolben (7) mindestens eines Druckkissens (11) zur Aufbringung der Schließkraft drehbar gelagert ist.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckkissen (11) zur Aufbringung der Schließkraft von der Antriebsmutter (8) mit Druck beaufschlagbar ist.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmutter (8) sowie die weitere Mutter (6) zur Aufbringung der Schließkraft jeweils einen eigenen Antrieb, insbesondere elektrischen Antrieb, aufweisen.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmutter (8) sowie die weitere Mutter (6) zur Übertragung der Schließkraft kuppelbar sind.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Antriebsmutter (8) einen vorzugsweise elektrischen Antrieb (15) aufweist.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei diagonal zueinander angeordnete oder alle Holme (5) an ihren freien Enden mindestens ein Gewinde (5a, 5b) aufweisen, wobei an den beiden diagonal zueinander angeordneten oder allen Holmen (5) Antriebsmuttern (8) sowie weitere Muttern (6) zur Übertragung der Schließkraft angeordnet sind.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmuttern (8) synchronisiert sind.
Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Synchronisation ein Riementrieb (17) vorgesehen ist.