DE10354955A1

DE10354955A1 - Two-stage drive, e.g. for closing and sealing injection molding tool, includes mechanical locking for intermediate force-multiplying cylinder assembly

Info

Publication number: DE10354955A1
Application number: DE2003154955
Authority: DE
Inventors: Jörg Dantlgraber
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-06-30
Also published as: AT502329B1; AT502329A1

Abstract

A two-stage drive has a screw (12) moving an intermediate cylinder assembly (8). During the rapid motion stage, e.g. when closing the tool, a clutch (40) is engaged and the whole assembly moves forward. During the high force stage, the clutch (40) is disengaged and the cylinder assembly (8) locked in position by teeth (68, 70) so that small hydraulic pistons (42, 44) are driven forward. These transmit fluid through passages (50, 52) to a large annular output piston (56). The teeth (68, 70) are operated by a locking sleeve (66) through a conical ring or an electromagnet. The cylinder assembly (8) can contain cylinders of different size to exert progressively larger forces. During final stage the larger cylinder (44) is bled through a valve (72) to a hydraulic storage volume (74) so that the force multiplication is from the small piston (42) to the output piston (56).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, insbesondere für eine Schließeinheit, eine Einspritzeinheit oder einen Auswerfer einer Spritzgießmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a drive unit, in particular for a closing unit, an injection unit or an ejector of an injection molding machine, according to the generic term of claim 1.

In jüngster Zeit geht man dazu über, Spritzgießmaschinen mit elektrischen und hydraulischen Antrieben zu versehen, wobei über den elektrischen Antrieb Stellbewegungen mit hoher Geschwindigkeit bei vergleichsweise geringen Kräften ausgeübt werden, während der hydraulische Antrieb besonders vorteilhaft ist, wenn hohe Axialkräfte bei vergleichsweise geringfügigen Stellbewegungen aufgebracht werden müssen.In recently, Time is over, injection molding machines to be provided with electric and hydraulic drives, wherein over the Electric drive with high speed positioning movements comparatively small forces exercised be while the hydraulic drive is particularly advantageous when high axial forces at comparatively minor Adjustments must be applied.

Derartige Anforderungen treten beispielsweise bei einer Schließeinheit oder eine Einspritzeinheit oder beim Betätigen von Auswerfern einer Kunststoffspritzgießmaschine auf. Beispielsweise wird zum Einspritzen von Kunststoff in eine Werkzeugkavität eine Plastifizierschnecke mit relativ hoher Axialgeschwindigkeit in Richtung auf die Form bewegt, bis die Form vollständig mit Kunststoff gefüllt wird. Während der sich anschließenden Nachdruckphase, in der der Formteilschwund durch Zuführen von Formmasse ausgeglichen wird, muss über die Einspritzeinheit eine hohe Kraft ohne wesentlichen Axialvorschub der Plastifizierschnecke aufgebracht werden.such Requirements occur, for example, in a closing unit or an injection unit or when operating ejectors one plastic injection molding machine on. For example, for injecting plastic into a mold cavity a plasticizing screw with a relatively high axial velocity moved towards the mold until the mold completely with Plastic filled becomes. While the subsequent one Nachdruckphase in which the molding loss by supplying Compared to the molding compound, must via the injection unit a high force without significant axial feed of the plasticizing screw be applied.

Ähnlich sind die Anforderungen bei einer Schließeinheit zum Schließen des Werkzeugs einer Spritzgießmaschine, wobei die bewegliche Aufspannplatte zum Schließen des Werkzeugs zunächst über den elektrischen Antrieb schnell bewegt wird und dann zum vollständigen Zufahren und Zuhalten des Werkzeugs mit der erforderlichen Schließkraft nur ein kurzer Resthub durchfahren werden muß.Are similar the requirements for a closing unit for closing the Tool of an injection molding machine, wherein the movable platen for closing the tool first on the electric drive is moved quickly and then to complete retraction and locking the tool with the required closing force only a short rest stroke must be passed.

Aus der DE 41 11 594 A1 ist eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung bekannt, bei der mit einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte ein Hydrozylinder mit einer vergleichsweise großen Wirkfläche verbunden ist. Diese Einheit aus beweglicher Werkzeugaufspannplatte und Hydrozylinder kann über eine elektrisch betätigte Hubspindelanordnung verfahren werden, um die Form schnell zu schließen und schnell zu öffnen. Die hohe Schließkraft wird durch Druckbeaufschlagung des mit der Werkzeugaufspannplatte verfahrbaren Hydrozylinders hydraulisch aufgebracht. Dabei wird die gesamte Reaktionskraft über die Hubspindelanordnung auf ein Maschinengestell übertragen.From the DE 41 11 594 A1 is a generic drive device is known in which a hydraulic cylinder with a relatively large effective area is connected to a movable platen. This unit of movable platen and hydraulic cylinder can be moved over an electrically operated Hubspindelanordnung to quickly close the mold and open quickly. The high closing force is applied hydraulically by pressurizing the movable with the mold clamping plate hydraulic cylinder. The entire reaction force is transmitted via the Hubspindelanordnung on a machine frame.

In der US A 4,030,299 ist ein rein hydraulischer Antrieb für die bewegbare Werkzeugaufspannplatte einer Kunststoffspritzgießmaschine bekannt, der einen hydraulischen Kraftübersetzer enthält. Dieser hat einen bewegbaren Kolben mit kleiner Wirkfläche, einen weiteren bewegbaren Kolben mit großer Wirkfläche und einen Zylinder, der zusammen mit den beiden Kolben einen mit einer Druckflüssigkeit gefüllten Druckraum einschließt. Der Zylinder ist ortsfest am Gestell der Spritzgießmaschine gelagert. Zu dem Antrieb gehören außerdem Hydrozylinder, die zum Schließen und Öffnen des Werkzeugs die bewegbare Werkzeugaufspannplatte verfahren. Im geöffneten Zustand der Form ist das Volumen des Druckraums des hydraulischen Kraftübersetzers minimal. Wird nun die bewegbare Werkzeugaufspannplatte von den Hydrozylindern im Sinne eines Schließens der Form verfahren, so wird der große Kolben des hydraulischen Kraftübersetzers mitgenommen, wobei sich das Volumen des Druckraums des hydraulischen Kraftübersetzers vergrößert und Druckmittel aus einem Behälter über ein Nachsaugventil in den Druckraum einströmt. Im Anschluss daran wird der kleine Kolben des hydraulischen Kraftübersetzers in den Druckraum hinein gefahren und dadurch ein hoher Druck erzeugt, der über die große Wirkfläche des großen Kolbens eine hohe Schließkraft bewirkt. Die Betätigung des kleinen Kolbens erfolgt hydraulisch durch Zufuhr von Druckmittel.In The US A 4,030,299 is a purely hydraulic drive for the movable Tool clamping plate of a plastic injection molding known, the one hydraulic power booster contains. This has a movable piston with a small effective area, a another movable piston with a large effective area and a cylinder, the together with the two pistons filled with a pressure fluid pressure chamber includes. The cylinder is stationary on the frame of the injection molding machine stored. Belong to the drive Furthermore Hydraulic cylinder closing and open of the tool move the movable platen. in the open Condition of the mold is the volume of the pressure chamber of the hydraulic Power translator minimal. Will now the movable platen of the hydraulic cylinders in the sense of closing the mold, the big piston of the hydraulic Power translator taken, whereby the volume of the pressure space of the hydraulic Power translator enlarged and Pressure medium from a container via a Suction valve flows into the pressure chamber. Following this, the small pistons of the hydraulic power booster in the pressure chamber driven into it and thereby generates a high pressure, over the size effective area of the big one Piston a high clamping force causes. The operation the small piston is hydraulically by supplying pressure medium.

Aus der DE 101 21 024 A1 der Anmelderin ist eine Antriebsvorrichtung bekannt, die mit einem hydraulischen Kraftübersetzer ausgeführt ist, dessen kleinere Kolbeneinheit zum Schließen eines Werkzeugs über eine elektrisch betätigte Hubspindelanordnung betätigt wird. Diese Kolbeneinheit kann aus einem einzigen kleineren Kolben oder einer Vielzahl von Kölbchen bestehen. Diese begrenzen gemeinsam mit einem Zylinder oder Zwischenteil und einem großen Kolben des Kraftübersetzers einen Druckraum, wobei durch das Einfahren der kleinen Kolben in den Druckraum ein hoher Druck erzeugt werden kann, der über die große Wirkfläche des großen Kolbens auf die bewegliche Werkzeugaufspannplatte wirkt. Während des schnellen Schließens des Werkzeugs mit vergleichsweise geringer Kraft ist das Zwischenteil mit einer Spindelmutter der Spindelanordnung verbunden, so dass die Kolbeneinheit mit geringerem Durchmesser, der große Kolben und das Zwischenteil gemeinsam verschoben werden. Bei sich schließendem Werkzeug wird dann das Zwischenteil am Gestell der Spritzgießmaschine reibschlüssig festgelegt, so dass die weitere Schließbewegung des Werkzeugs durch das Einfahren der kleinen Kolbeneinheit in den Druckraum und die entsprechende Axialbewegung des großen Kolbens des Kraftübersetzers (kleiner Hub) bestimmt ist.From the DE 101 21 024 A1 The applicant is a drive device is known, which is designed with a hydraulic power transmission, the smaller piston unit is actuated for closing a tool via an electrically operated Hubspindelanordnung. This piston unit may consist of a single smaller piston or a plurality of flasks. These limit together with a cylinder or intermediate part and a large piston of the power booster a pressure chamber, wherein by the retraction of the small piston in the pressure chamber, a high pressure can be generated, which acts on the large working surface of the large piston on the movable platen. During the rapid closing of the tool with a comparatively low force, the intermediate part is connected to a spindle nut of the spindle arrangement, so that the piston unit of smaller diameter, the large piston and the intermediate part are moved together. When closing tool then the intermediate part is frictionally fixed to the frame of the injection molding machine, so that the further closing movement of the tool by the retraction of the small piston unit in the pressure chamber and the corresponding axial movement of the large piston of the power booster (small stroke) is determined.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass zum Klemmen des Zwischenteils am Maschinengestell ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich ist, um sicherzustellen, dass das Zwischenteil in seiner vorbestimmten Relativposition mit Bezug zum Gestell der Spritzgießmaschine verbleibt.adversely in this solution is that for clamping the intermediate part of the machine frame considerable device-technical effort is required to ensure that the intermediate part in its predetermined relative position remains with respect to the frame of the injection molding machine.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung insbesondere für die Schließeinheit, die Einspritzeinheit oder die Auswerfer einer Spritzgießmaschine zu schaffen, bei der der Axialvorschub über einen Kraftübersetzer mit minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand steuerbar ist.In contrast, lies The invention is based on the object, a drive device in particular for the Closing unit the injection unit or the ejector of an injection molding machine to create, in which the axial feed over a force translator with minimal device complexity is controllable.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is achieved by a drive device with the features of Claim 1 solved.

Erfindungsgemäß hat die Antriebseinheit einen hydraulischen Kraftübersetzer, dessen Kolbeneinheit mit kleinerem Durchmesser über eine elektrisch betätigte Hubspindelanordnung betätigt wird. Diese Kolbeneinheit begrenzt gemeinsam mit einem Zwischenteil und einem Kolben mit größerer Wirkfläche einen Druckraum. Erfindungsgemäß lässt sich das Zwischenteil formschlüssig mit dem Gestell der Spritzgießmaschine verriegeln, so dass dessen Axialposition zuverlässig festgelegt und der weitere Hub der Antriebsvorrichtung allein durch das Übersetzungsverhältnis zwischen der Kolbeneinheit mit kleinerem Durchmesser und dem größeren Kolben bestimmt ist.According to the invention Drive unit a hydraulic power transmission, the piston unit with smaller diameter over an electrically operated Hubspindelanordnung actuated becomes. This piston unit limits together with an intermediate part and a piston with a larger effective area Pressure chamber. According to the invention can be that Intermediate part form-fitting with the frame of the injection molding machine lock, so that its axial position reliably fixed and the other Hub of the drive device alone by the transmission ratio between the piston unit with smaller diameter and the larger piston is determined.

Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn diese formschlüssige Verriegelung über eine Verzahnung erfolgt, die in Radialrichtung in Eingriff gebracht wird.there It is particularly preferred if this positive locking on a Gearing takes place, which is brought into engagement in the radial direction.

Diese Verzahnung wird vorzugsweise so ausgebildet, dass die Verriegelung an unterschiedlichen Axialpositionen erfolgen kann und somit eine einseitige mechanische Belastung vermieden wird.These Gearing is preferably formed so that the lock Can be done at different axial positions and thus a one-sided mechanical stress is avoided.

Bei einem besonders bevorzugten, kompakt ausgebildeten Ausführungsbeispiel ist die formschlüssig wirkende Halteeinrichtung als Klemmhülse ausgeführt, die am Zwischenteil befestigt ist und dieses koaxial umgreift und in Eingriff mit einem in einen Ringraum zwischen dem Zwischenteil und der Klemmhülse eintauchendes ortsfestes Verriegelungsstück bringbar ist.at a particularly preferred, compact embodiment is the form-fitting acting holding device designed as a clamping sleeve attached to the intermediate part and this coaxially surrounds and engages with a in an annulus between the intermediate part and the clamping sleeve immersed stationary locking piece can be brought.

Die Betätigung der Klemmhülse in Radialrichtung erfolgt vorzugsweise entweder über ein geeignetes Klemmstück – ähnlich wie bei der Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine – oder über einen Elektromagneten.The activity the clamping sleeve in the radial direction is preferably carried out either via a suitable clamping piece - similar to at the clamping device of a machine tool - or via an electromagnet.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kolbeneinheit mit kleinerem Durchmesser durch eine Vielzahl von Kolben gebildet, die jeweils in einem Teildruckraum geführt sind, der mit einem Druckraum verbunden ist, in den der Kolben mit größerem Durchmesser – im folgenden Kraftübersetzerkolben genannt – eintaucht.at a particularly preferred embodiment is the smaller diameter piston unit by a plurality formed by pistons, each guided in a partial pressure chamber, the connected to a pressure chamber into which the larger diameter piston - in the following force translator piston called - dips.

Bei dieser Variante wird es weiterhin bevorzugt, die Vielzahl von kleineren Kolben aus zumindest einem Kölbchen mit kleinerem Durchmesser und einem Kolben mit größerem Durchmesser zu bilden. Denjenigen, den Kolben mit größerem Durchmesser aufnehmenden Teildruckräumen ist ein Hydrospeicher zugeordnet, dem ein Schaltventil vorgeschaltet ist. Die Verbindung zu dem Hydrospeicher wird auf gesteuert, wenn das Werkzeug geschlossen ist und somit eine große Schließkraft bei geringem Hub aufgebracht werden muss. Diese große Schließkraft wird dann allein durch die kleinen Kölbchen aufgebracht, während die größeren Kolben durch die Verbindung mit dem Hydrospeicher wirkungslos geschaltet sind.at this variant, it is further preferred, the plurality of smaller Pistons from at least one small flask with a smaller diameter and a larger diameter piston to build. The ones receiving larger diameter pistons Component pressure chambers is associated with a hydraulic accumulator, which is preceded by a switching valve is. The connection to the hydraulic accumulator is controlled on, if the tool is closed and thus applied a large clamping force at low lift must become. This size closing force is then applied alone by the little flasks, while the bigger pistons switched ineffective by the connection with the hydraulic accumulator are.

Eine Spindel der Hubspindelanordnung ist vorzugsweise in der Achse des Kraftübersetzers angeordnet.A Spindle of the Hubspindelanordnung is preferably in the axis of the Power translator arranged.

Die Spindelmutter dieser Hubspindelanordnung lässt sich über eine Kupplung, beispielsweise eine elektromagnetisch betätigte Kupplung mit dem Zwischenteil verbinden, so dass dieses bei einem schnellen Axialvorschub mit geringer Kraft von der Spindelmutter mitgenommen wird.The Spindle nut of this Hubspindelanordnung can be via a coupling, such as a electromagnetically actuated Connect the coupling with the intermediate part, so that this at a fast Axial feed with low force taken from the spindle nut becomes.

Das Zwischenteil ist vorzugsweise in Form eines Zylinders ausgebildet, der die kleinere Kolbeneinheit und den größeren Druckübersetzerkolben aufnimmt.The Intermediate part is preferably in the form of a cylinder, which receives the smaller piston unit and the larger pressure booster piston.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the The following are preferred embodiments of the invention explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:

1 eine schematische Schnittdarstellung einer Antriebseinheit für eine Schließeinheit einer Spritzgießmaschine und 1 a schematic sectional view of a drive unit for a closing unit of an injection molding machine and

2 eine Variante der Antriebseinheit aus 1. 2 a variant of the drive unit 1 ,

Die in 1 dargestellte Antriebseinheit 1 dient zum Betätigen der Schließeinheit einer Spritzgießmaschine, wobei eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte zunächst mit einer hohen Geschwindigkeit in Schließrichtung bewegt werden soll und dann beim Auflaufen der beweglichen Werkzeughälfte auf die feststehende Werkzeughälfte der verbleibende Resthub und das zuhalten des Werkzeugs mit großer Kraft durchgeführt werden soll.In the 1 illustrated drive unit 1 is used to actuate the closing unit of an injection molding machine, a moving platen is first to be moved at a high speed in the closing direction and then run when running the movable mold half to the fixed mold half of the remaining residual stroke and the hold of the tool with great force.

Die in 1 dargestellte Antriebseinheit 1 hat einen Kraftübersetzer 2 mit einer Kolbeneinheit 4 und einer Kraftübersetzer-Kolbeneinheit 6, deren Wirkfläche größer als diejenige der Kolbeneinheit 4 ist. Die beiden Kolbeneinheiten 4, 6 begrenzen mit einem Zwischenteil, im folgenden Zylinder 8 genannt, einen Druckraum 10. Die Kolbeneinheit 4 mit kleinerer Wirkfläche wird über eine als Gewinderollspindel ausgeführte Hubspindelanordnung 12 betätigt, so dass eine Axialverschiebung der Kolbeneinheit 4 mit kleinerer Wirkfläche in einen entsprechend dem Wirkflächenverhältnis geringeren Hub der Kraftübersetzer-Kolbeneinheit 6 umgesetzt wird, wobei aufgrund der größeren Wirkfläche dieser Einheit 6 eine größere Kraft in Schließrichtung auf die nicht dargestellte bewegliche Werkzeugaufspannplatte aufgebracht werden kann.In the 1 illustrated drive unit 1 has a force translator 2 with a piston unit 4 and a power booster piston unit 6 whose effective area is greater than that of the piston unit 4 is. The two piston units 4 . 6 limit with an intermediate part, in the following cylinder 8th called, a pressure room 10 , The piston unit 4 with a smaller effective area is via a designed as a threaded spindle Hubspindelanordnung 12 operated, so that an axial displacement of the piston unit 4 with a smaller effective area in a corresponding to the effective area ratio lower stroke of the power translator piston unit 6 is implemented, due to the larger effective area of this unit 6 a greater force in the closing direction can be applied to the movable platen, not shown.

Die Hubspindelanordnung 12 hat eine Spindel 14, die drehbar und in Axialrichtung festgelegt an einem ortsfesten Gestell 16 der Spritzgießmaschine gelagert ist. Der Antrieb der Spindel 14 erfolgt über ein Zahnrad 18, das über einen Zahnriemen 20 mit einem Ritzel 22 eines momenten- oder drehzahlgeregelten Antriebsmotors 24 kämmt, der ebenfalls am Gestell 16 gelagert ist. Der Zylinder 8 ist axial verschiebbar in einer hülsenförmigen Axialführung 28 gelagert, die ortsfest am Gestell 16 befestigt ist. Die Spindel 14 durchsetzt den Zylinder 8 entlang einer Axialbohrung 30. Diese ist stufenförmig zu einem Aufnahmeraum 32 für eine Spindelmutter 34 erweitert. Die über ein Kugelrollgewinde in Eingriff mit der Spindel 14 steht. Die Spindelmutter 34 hat an ihrem in 1 linken Endabschnitt einen radial vorspringenden Stützflansch 36, mit dem sie an einer den Druckraum 32 begrenzenden Ringstirnfläche 38 des Zylinders 8 abstützbar ist. In dem von dieser Ringstirnfläche 38 begrenzten Boden des Zylinders 8 ist eine Kupplung 40 beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung vorgesehen, über die Spindelmutter 34 an der Stirnfläche 38 des Zylinders festlegbar ist.The Hubspindelanordnung 12 has a spindle 14 which is rotatable and fixed in the axial direction on a stationary frame 16 the injection molding machine is stored. The drive of the spindle 14 via a gear 18 that has a toothed belt 20 with a pinion 22 a torque- or speed-controlled drive motor 24 combs, which also on the frame 16 is stored. The cylinder 8th is axially displaceable in a sleeve-shaped axial guide 28 stored, the stationary on the frame 16 is attached. The spindle 14 penetrates the cylinder 8th along an axial bore 30 , This is stepped to a receiving space 32 for a spindle nut 34 extended. The via a ball screw in engagement with the spindle 14 stands. The spindle nut 34 has at her in 1 left end portion a radially projecting support flange 36 with which she is at a pressure room 32 limiting annular end face 38 of the cylinder 8th is supportable. In the of this ring end face 38 limited bottom of the cylinder 8th is a clutch 40 For example, provided an electromagnetic clutch, via the spindle nut 34 at the frontal area 38 of the cylinder can be fixed.

An der in 1 rechten Ringstirnfläche des Stützflansches 36 sind eine Vielzahl von Kolben abgestützt, die gemeinsam die Kolbeneinheit 4 mit geringerer Wirkfläche ausbilden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zumindest ein Kölbchen 42 mit einem geringen Durchmesser und zumindest ein Kolben 44 mit größerem Durchmesser vorgesehen, deren vom Stützflansch 36 entfernter Endabschnitt dichtend in Teildruckräume 46 bzw. 48 eintaucht. Diese sind über Kanäle 50, 52 mit einem als Ringraum ausgebildeten Kraftübersetzerraum 54 verbunden, in dem axial verschiebbar ein die Kraftübersetzerkolbeneinheit 6 ausbildender Kraftübersetzerkolben 56 aufgenommen ist, der mittelbar oder unmittelbar auf die bewegliche Werkzeugaufspannplatte wirkt. Dieser Kraftübersetzerkolben 56 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlkolben ausgeführt, wobei an den in den ringförmigen Kraftübersetzerraum 54 eintauchenden Führungsabschnitten des Kraftübersetzerkolbens 56 zwei koaxial zueinander angeordnete O-Ring-Dichtungen 58, 60 vorgesehen sind.At the in 1 Right annular end face of the support flange 36 a variety of pistons are supported, which together form the piston unit 4 form with a smaller effective area. In the illustrated embodiment, at least one little flask 42 with a small diameter and at least one piston 44 provided with a larger diameter, whose from the support flange 36 distant end portion sealing in partial pressure chambers 46 respectively. 48 dips. These are via channels 50 . 52 with a force translator space designed as an annular space 54 connected in the axially displaceable a force translator piston unit 6 Training force translator piston 56 is received, which acts directly or indirectly on the movable platen. This power transmission piston 56 is at the in 1 illustrated embodiment designed as a hollow piston, wherein at the in the annular power booster space 54 submerging guide sections of the power transmission piston 56 two coaxial O-ring seals 58 . 60 are provided.

An der in 1 rechten Stirnfläche 62 des Zylinders 8 ist eine Stirnplatte 64 befestigt, an der eine Klemmhülse 66 befestigt ist, die die Axialführung 28 des Gestells 16 umgreift und sich von der Stirnfläche 62 zurück in Richtung zum Gestell 16 hin erstreckt, so dass auch der Zylinder zumindest abschnittsweise von der Klemmhülse 66 umgriffen ist. Die Klemmhülse 66 ist ähnlich wie bei einer Werkzeugeinspannvorrichtung einer Werkzeugmaschine als lamellenförmige Federhülse ausgeführt, deren in 1 linke Endabschnitte in Radialrichtung federnd nach innen bewegbar sind. An diesen Endabschnitten der Lamellen der Klemmhülse 66 sind Eingriffsabschnitte 68 in Form einer Verzahnung ausgebildet, der entsprechende Verriegelungsabschnitt 70 am Außenumfang der Axialführung 28 zugeordnet sind. Diese Verzahnung ist so ausgebildet, dass bei einer Radialverformung der Klemmhülse 66 nach innen ein Eingriff innerhalb vorbestimmter Axialrelativpositionen zwischen der Klemmhülse 68 (und damit dem Zylinder 8) und der Axialführung 28 bewirkt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass die axiale Länge des Verriegelungsabschnittes 70 größer als diejenige des Eingriffsabschnitts 68 gewählt ist.At the in 1 right frontal area 62 of the cylinder 8th is a face plate 64 attached to the one clamping sleeve 66 is attached to the axial guide 28 of the frame 16 surrounds and extends from the face 62 back towards the rack 16 extends, so that the cylinder at least partially from the clamping sleeve 66 is encompassed. The clamping sleeve 66 is similar to a Werkzeuginspannvorrichtung a machine tool designed as a lamellar spring sleeve whose in 1 left end portions are resiliently movable inwardly in the radial direction. At these end portions of the slats of the clamping sleeve 66 are engaging sections 68 formed in the form of a toothing, the corresponding locking portion 70 on the outer circumference of the axial guide 28 assigned. This toothing is designed so that at a radial deformation of the clamping sleeve 66 inwardly engaged within predetermined axial relative positions between the collet 68 (and thus the cylinder 8th ) and the axial guide 28 can be effected. In the illustrated embodiment, this is achieved in that the axial length of the locking portion 70 larger than that of the engaging portion 68 is selected.

Die Klemmhülse 66 lässt sich über ein mechanische Vorrichtung, beispielsweise einen verschiebbar gelagerten Klemmkonus in Radialrichtung in Eingriff mit dem Verriegelungsabschnitt 70 bringen, so dass der Zylinder 8 formschlüssig mit der Axialführung 28 verbunden ist und somit dessen Axialposition auch bei großen wirksamen Reaktionskräften festgelegt ist. Die die größeren Teildruckräume 48 mit dem Kraftübersetzerraum 54 verbindenden Kanäle 52 lassen sich über ein Schaltventil 72 mit einem Hydrospeicher 74 verbinden, wobei die Verbindung zum Kraftübersetzerraum 54 abgesperrt ist. D.h. bei Umschalten des Schaltventils 72 wird dieser Hydrospeicher 74 aufgeladen, das von den größeren Kolben 44 verdrängte Druckmittel jedoch nicht in den Teildruckraum 46 geführt. Zwischen dem Kraftübersetzerkolben 56 und dem Zylinder 8 ist eine nicht dargestellte Federanordnung ausgebildet, die den Kraftübersetzerkolben 56 in Richtung seiner in 1 dargestellten Endlage vorspannt.The clamping sleeve 66 can be via a mechanical device, such as a slidably mounted clamping cone in the radial direction in engagement with the locking portion 70 bring, so the cylinder 8th positive fit with the axial guide 28 is connected and thus its axial position is fixed even with large effective reaction forces. The the larger partial pressure rooms 48 with the power translator room 54 connecting channels 52 can be reached via a switching valve 72 with a hydraulic accumulator 74 connect, with the connection to the power transmission room 54 is locked. That is, when switching the switching valve 72 becomes this hydraulic accumulator 74 charged, that of the larger pistons 44 displaced pressure medium but not in the partial pressure chamber 46 guided. Between the power transmission piston 56 and the cylinder 8th is a spring assembly, not shown, which forms the power booster piston 56 in the direction of his in 1 pretensioned end position shown.

Dies wird im folgenden noch näher erläutert.This will be closer in the following explained.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 1 in einer Position gezeigt, in der der Zylinder 8 in eine vordere Endposition gefahren ist. In der Grundposition, d.h. bei vollständig geöffnetem Werkzeug ist der Zylinder 8 in 1 nach. links, hin zur Stirnfläche des Gestells 16 verfahren. Ausgehend von dieser Grundposition wird zum Schließen des Werkzeugs die Kupplung 40 eingerückt, so dass der Zylinder 8 mit der Spindelmutter 34 verbunden ist. Gleichzeitig wird der Antriebsmotor 24 angesteuert, so dass die Spindel 14 gedreht wird und die Spindelmutter 36 entsprechend einen Axialvorschub nach rechts in 1 durchführt. Der Zylinder 8 wird von der drehfest gelagerten Spindelmutter 36 mitgenommen und in Richtung seiner in 1 dargestellten Position nach rechts verfahren bis die bewegliche Werkzeughälfte auf die feststehende Werkzeughälfte aufläuft oder kurz vor dieser Axialposition ist.At the in 1 illustrated embodiment, the drive unit 1 shown in a position where the cylinder 8th moved into a front end position. In the basic position, ie with the tool fully open, the cylinder is 8th in 1 to. left, towards the front of the frame 16 method. Starting from this basic position, the clutch is closed to close the tool 40 indented so that the cylinder 8th with the spindle nut 34 connected is. At the same time, the drive motor 24 controlled, so that the spindle 14 is turned and the spindle nut 36 corresponding to an axial feed to the right in 1 performs. The cylinder 8th is from the non-rotatably mounted spindle nut 36 taken away and in the direction of his in 1 Move the position shown to the right until the movable tool half runs onto the stationary tool half or is just before this axial position.

Während dieses Axialhubs des Zylinders 8 ändert sich der Druck im Druckraum 10 nicht, da die Relativposition der Kolbeneinheiten 4, 6 gleich bleibt.During this axial stroke of the cylinder 8th the pressure in the pressure chamber changes 10 not, because the relative position of the piston units 4 . 6 stays the same.

Nach dem Schließen des Werkzeugs oder – wie oben ausgeführt – kurz vor dieser Axialposition wird die Kupplung gelöst, so dass der Zylinder 8 stehen bleibt. Die Axialposition des Zylinders 8 wird dann durch mechanische Beaufschlagung der Klemmhülse 66 in Radialrichtung fixiert, so dass die Eingriffsabschnitte 68 formschlüssig in die Verriegelungsabschnitte 70 der Axialführung 28 eingreifen. Der Antriebsmotor 24 ist weiter angesteuert, so dass die Spindelmutter 36 weiter in Axialrichtung verfahren wird und dabei die Kölbchen 42 und die Kolben 44 in Richtung einer Verkleinerung der Teildruckräume 46, 48 verschoben werden. Dadurch wird der Druck im Druckraum 10 erhöht und entsprechend der verdrängten Druckmittelmenge und des Wirkflächenverhältnisses der Kraftübersetzerkolben 56 mit vergleichsweise großer Kraft nach rechts bewegt, so dass das vollständige Schließen des Werkzeugs eingeleitet wird. Nach einem vorbestimmten Hub der Kölbchen 42 und der Kolben 44 wird das Schaltventil 72 umgeschaltet, so dass die Verbindung der den Kolben 44 zugeordneten Druckräume 48 mit dem Kraftübersetzerraum 54 abgesperrt wird und das von diesen Kolben 44 verdrängte Druckmittel zum Aufladen des Hydrospeichers 74 verwendet wird. D.h. nach diesem ersten Teilhub der Kolbeneinheit 4 mit kleinerem Durchmesser relativ zum Zylinder 8 werden die Kolben 44 im Hinblick auf die Kraftübersetzung wirkungslos geschaltet, so dass der Druckraum 10 in der Folge nur noch durch die Axialverschiebung der kleinen Kölbchen 42 verringert wird. In dieser Endphase der Schließbewegung wird das Übersetzungsverhältnis des Kraftübersetzers somit derart geändert, dass dieser Hub mit geringerer Geschwindigkeit, aber wesentlich vergrößerter Kraft erfolgt und somit das Werkzeug zuverlässig zugehalten wird. Ein Ausweichen des Zylinders 8 nach links in 1 wird dabei durch die formschlüssige Verriegelung verhindert.After closing the tool or - as stated above - shortly before this axial position, the clutch is released, so that the cylinder 8th stop. The axial position of the cylinder 8th is then by mechanical loading of the clamping sleeve 66 fixed in the radial direction, so that the engaging sections 68 positively in the locking sections 70 the axial guide 28 intervention. The drive motor 24 is further controlled, so that the spindle nut 36 is moved further in the axial direction and the Kölbchen 42 and the pistons 44 in the direction of a reduction of the partial pressure chambers 46 . 48 be moved. As a result, the pressure in the pressure chamber 10 increased and according to the displaced pressure medium quantity and the effective area ratio of the power booster piston 56 moved to the right with comparatively large force, so that the complete closing of the tool is initiated. After a predetermined stroke of the flask 42 and the piston 44 becomes the switching valve 72 switched so that the connection of the piston 44 associated pressure chambers 48 with the power translator room 54 is shut off and that of these pistons 44 displaced pressure medium for charging the hydraulic accumulator 74 is used. That is, after this first partial stroke of the piston unit 4 with a smaller diameter relative to the cylinder 8th become the pistons 44 switched ineffective with respect to the power transmission, so that the pressure chamber 10 in the consequence only by the axial displacement of the small flasks 42 is reduced. In this final phase of the closing movement, the transmission ratio of the power booster is thus changed so that this stroke is performed at a lower speed, but much greater force and thus the tool is reliably held. An evasion of the cylinder 8th to the left in 1 is prevented by the positive locking.

Bei den aus der DE 101 21 024 A1 bekannten Lösungen erfolgt das Festlegen des Zylinders 8 mit Bezug zum Gestell 16 nur durch reibschlüssige Verbindungen, die ein sicheres Zuhalten des Werkzeugs bei hohen Schließkräften nicht gewährleisten.In the from the DE 101 21 024 A1 known solutions is the setting of the cylinder 8th with reference to the frame 16 only by frictional connections that do not ensure a safe locking of the tool at high closing forces.

Wie erwähnt, kann zur Verriegelung des Zylinders 8 ein konischer Klemmkonus oder ähnliches verwendet werden, um die in Radialrichtung elastisch ausgebildeten Lamellen der Klemmhülse 66 radial nach innen zu verformen.As mentioned, can be used to lock the cylinder 8th a conical clamping cone or the like can be used to the radially elastic trained lamellae of the clamping sleeve 66 deform radially inward.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird anstelle einer derartigen mechanisch betätigten Haltevorrichtung ein Elektromagnet verwendet, über den die elastischen Lamellen der Klemmhülse 66 in Radialrichtung hin zu der Umfangswandung der gestellfesten Axialführung 28 bewegbar sind. Diese Kupplung 76 wird bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein Stromspule 78 gebildet, bei deren Bestromung die aus einem magnetisierbaren Material ausgebildete Klemmhülse 66 radial nach innen bewegt wird, so dass die Eingriffsabschnitte 68 an der Innenumfangswandung der Klemmhülse 66 in die Verriegelungsabschnitte 70 am Außenumfang der Axialführung 28 eintauchen und somit eine formschlüssige Verriegelung herbeiführen. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Verriegelungsabschnitte 70 nahezu über die gesamte Axiallänge der Axialführung 28, so dass der Zylinder 8 in jeder beliebigen Axialposition festgelegt werden kann, so dass bei einem Werkzeugwechsel unterschiedliche Werkzeughöhen ausgeglichen werden können.At the in 2 illustrated embodiment, instead of such a mechanically actuated holding device, an electromagnet is used, via which the elastic blades of the clamping sleeve 66 in the radial direction towards the peripheral wall of the frame-fixed axial guide 28 are movable. This clutch 76 will be at the in 2 illustrated embodiment by a current coil 78 formed during the energization of which is formed of a magnetizable material clamping sleeve 66 is moved radially inward, so that the engaging portions 68 on the inner peripheral wall of the clamping sleeve 66 in the locking portions 70 on the outer periphery of the axial guide 28 immerse and thus bring about a positive locking. At the in 2 illustrated embodiment, the locking portions extend 70 almost over the entire axial length of the axial guide 28 so that the cylinder 8th can be set in any axial position, so that when a tool change different tool heights can be compensated.

Ein weiterer Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die beim Aufbringen der Schließkraft beanspruchten Flanken 80, 82 der Verriegelungsabschnitte 70 bzw. der Eingriffsabschnitte 68 in Radialrichtung verlaufend ausgeführt sind, so dass hohe Axialkräfte aufgenommen werden können, während bei dem eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel diese Flanken als Schrägflächen ausgeführt sind.Another difference from the above-described embodiment is that the claimed during application of the closing force flanks 80 . 82 the locking sections 70 or the engaging portions 68 Run in the radial direction, so that high axial forces can be absorbed, while in the embodiment described above, these flanks are designed as inclined surfaces.

Im übrigen entspricht das dargestellte Ausführungsbeispiel demjenigen der 1, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.Moreover, the illustrated embodiment corresponds to that of 1 , so that further explanations are dispensable.

Der Vorteil einer mit unterschiedlichen Kolbendurchmessern ausgeführten Kolbeneinheiten 4 besteht darin, dass bei geöffnetem Schaltventil 72 der Kraftübersetzer mit einer vergleichsweise geringen Übersetzung arbeitet, so dass der Kraftübersetzerkolben 56 mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit aber geringer Kraft bewegt wird. Erst nach Wirkungslosschalten der größeren Kolben 44 arbeitet der Kraftübersetzer 2 mit seiner maximalen Übersetzung, um die Schließkraft aufzubringen. Auf diese Weise lässt sich der erforderliche Hub der Spindelmutter 34 gegenüber einer Lösung verringern, bei der die Kolbeneinheit 4 nur mit Kölbchen 42 mit vergleichsweise geringem Durchmesser ausgeführt ist.The advantage of a piston unit designed with different piston diameters 4 is that with open switching valve 72 the power booster works with a comparatively low gear ratio, so that the power booster piston 56 is moved at a comparatively high speed but low force. Only after inactivation of the larger piston 44 the power translator works 2 with its maximum gear ratio to apply the closing force. In this way, the required stroke of the spindle nut can be 34 reduce to a solution in which the piston unit 4 only with Kölbchen 42 is designed with a comparatively small diameter.

Die Anzahl der Kölbchen 42/Kolben 44 kann praktisch beliebig verändert werden, um das Übersetzungsverhältnis des Kraftübersetzers an die Leistung der Spritzgießmaschine anzupassen.The number of goblets 42 /Piston 44 can be changed almost arbitrarily to the over Adjustment ratio of the power translator to match the performance of the injection molding machine.

Offenbart ist eine Antriebseinheit, insbesondere für die Schließeinheit, die Einspritzeinheit oder die Auswerfer einer Spritzgießmaschine, mit einem hydraulischen Kraftübersetzer mit zwei relativ zueinander beweglichen Kolbeneinheiten mit unterschiedlichen Wirkflächen, die gemeinsam mit einem Zylinder einen Druckraum begrenzen. Der Zylinder lässt sich über eine Halteeinrichtung formschlüssig mit Bezug zu einem Gestell der Spritzgießmaschine verriegeln.Disclosed is a drive unit, in particular for the closing unit, the injection unit or the ejector of an injection molding machine, with a hydraulic power booster with two relatively movable piston units with different Active surfaces, which together with a cylinder limit a pressure chamber. Of the Cylinder can be over a Holding device form-fitting with respect to a frame of the injection molding machine lock.

11: Antriebseinheitdrive unit
22: KraftübersetzerPower transmitter
44: Kolbeneinheitpiston unit
66: KraftübersetzerkolbeneinheitPower transmitter piston unit
88th: Zylindercylinder
1010: Druckraumpressure chamber
1212: Hubspindelanordnunglifting spindle
1414: Spindelspindle
1616: Gestellframe
1818: Zahnradgear
2020: Zahnriementoothed belt
2222: Ritzelpinion
2424: Antriebsmotordrive motor
2828: Axialführungaxial guidance
3030: Axialbohrungaxial bore
3232: Aufnahmeraumaccommodation space
3434: Spindelmutterspindle nut
3636: Stützflanschsupport flange
3838: RingstirnflächeAnnular face
4040: Kupplungclutch
4242: Kölbchenflask
4444: Kolbenpiston
4646: TeildruckraumPart-pressure chamber
4848: TeildruckraumPart-pressure chamber
5050: Kanalchannel
5252: Kanalchannel
5454: KraftübersetzerraumPower booster chamber
5656: KraftübersetzerkolbenPower booster piston
5858: O-RingO-ring
6060: O-RingO-ring
6262: Stirnflächeface
6464: Stirnplattefaceplate
6666: Klemmhülsecollet
6868: Eingriffsabschnittengaging portion
7070: Verriegelungsabschnittlocking section
7272: Schaltventilswitching valve
7474: Hydrospeicherhydraulic accumulator
7676: Elektromagnetelectromagnet
7878: Stromspulecurrent coil
8080: Flankenflanks
8282: Flankenflanks

Claims

Drive unit, in particular for a closing unit, an injection unit or ejector of an injection molding machine, with a hydraulic power booster ( 2 ) with two relatively movable piston units ( 4 . 6 ) with different active surfaces, which together with an intermediate part ( 8th ) a pressure chamber ( 10 ), wherein the smaller piston unit ( 4 ) is preferably electrically driven and the intermediate part ( 8th ) for applying a large axial force via a holding device ( 68 . 70 ) with reference to a stationary frame ( 16 ), characterized in that the holding device engagement sections ( 68 ), which in a form-fitting manner into corresponding stationary locking sections ( 70 ) intervene.

Drive unit according to claim 1, wherein the engaging and locking sections ( 68 . 70 ) form a toothing, which is engageable in the radial direction.

Drive unit according to claim 2, wherein the toothing is formed so that the locking at different axial positions of the intermediate part ( 8th ).

Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the holding device comprises a clamping sleeve ( 66 ) at the intermediate part ( 8th ) is fixed and this coaxially surrounds and in engagement with a in an annular space between the clamping sleeve ( 66 ) and intermediate part ( 8th ) immersed stationary locking piece ( 28 ) can be brought.

Drive unit according to claim 4, wherein the clamping sleeve ( 66 ) by means of an electromagnet ( 76 ) is engageable.

Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the piston unit ( 4 ) having a smaller effective area a plurality of on a spindle nut ( 34 ) supported piston ( 42 . 44 ), each having a partial pressure chamber ( 46 . 48 ) facing the front of one of the larger power intensifier piston unit ( 6 ) limited force translator pressure chamber ( 54 ) are connected.

Drive unit according to claim 6, wherein the plurality of pistons is at least one piston ( 42 ) with a smaller diameter and a piston ( 44 ) has a larger diameter.

Drive unit according to claim 7, wherein the piston of the piston ( 44 ) with a larger diameter limited partial pressure space ( 48 ) via a valve ( 72 ) with a hydraulic accumulator ( 74 ) is connectable, wherein via the valve, the pressure medium flow path to the force translator pressure chamber ( 54 ) can be shut off.

Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the electric drive is a Hubspindelanordnung ( 12 ) whose spindle nut ( 34 ) the piston unit ( 4 ) is operated with a smaller effective area and the spindle ( 14 ) in the axis of the force translator ( 2 ) runs.

Drive unit according to claim 9, wherein the spindle nut ( 34 ) via a coupling ( 40 ) with the intermediate part ( 8th ) is connectable, so that this of the spindle nut ( 34 ) is taken.

Drive unit according to one of the claims 4 to 10, wherein the clamping sleeve ( 66 ) on the front side at the intermediate part ( 8th ).

Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the intermediate part is a cylinder ( 8th ), in which the power booster piston unit ( 6 ) the piston unit ( 4 ) with a smaller effective area and the pressure space ( 10 ) are included.