DE19544329C2 - Einrichtung zum Spritzgießen von Kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Schließeinheit einer Spritzgießmaschine mit einer beweglichen und einer ortsfesten Aufspann­ platte für eine teilbare Form, wobei ein einziger Elektromotor mittels unterschiedli­ cher Getriebe die Verschiebung der beweglichen Aufspannplatte zwischen der of­ fenen und geschlossenen Stellung der Form (Eilhub) bzw. das Zusammenpressen der Formhälften während des Einspritzens des Kunststoffes (Krafthub) bewirkt, und auf eine Einrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Bei bekannten derartigen Einrichtungen (vgl. US 4,968,239) erfolgt die Um­ schaltung vom Eilhub auf den Krafthub, sobald die bewegliche Aufspannplatte die gewünschte Endposition erreicht hat.

Beim Zusammenfahren der Formhälften im Eilhub mit hoher Geschwindigkeit kön­ nen jedoch rasch Fremdkörper zwischen den Formhälften geklemmt und die Formteile beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Einrichtung der eingangs genannten Art dahinge­ hend zu verbessern, daß auf einfache Weise ein Schutz für die Form und zwischen diese geratende Fremdkörper erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Einrichtung gemäß Anspruch 4 gelöst.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß es günstiger ist, die erwähnte Umschaltung nicht in Abhängigkeit von der Position der beweglichen Aufspann­ platte, sondern in Abhängigkeit vom Widerstand zu bewirken, welcher einer weite­ ren Bewegung dieser Platte entgegensteht. Dadurch kann insbesondere auf einfa­ che Weise ein Formschutz erzielt werden, für den Fall, daß Fremdkörper sich zwischen den Formteilen befinden, da durch solche Fremdkörper die Bewegung der Aufspannplatte in ähnlicher Weise behindert wird wie durch das Aufeinandertreffen der beiden Formhälften.

Es ist somit vorgesehen, daß beim Schließen der Form die Umschaltung vom Eil­ hub auf den Krafthub erfolgt, sobald eine von der zwischen Motor und beweglichen Aufspannplatte wirkenden Kraft beaufschlagte Kraftmeßeinrichtung über einen vorbestimmten Wert hinaus belastet ist.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Kraftmeßeinrichtung in Form einer vor­ gespannten Druckfeder oder einer durch ein Überdruckventil abgeschlossenen Hy­ draulikeinheit konstruktiv in eines der zwischen Motor und beweglicher Aufspann­ platte vorgesehenen Getriebe integriert ist, in der Weise, daß sie unterhalb des vorbestimmten Wertes der Anpreßkraft das den Krafthub erzeugende Getriebe au­ ßer Wirkung setzt. Die konstruktive Durchführung dieses Gedankens kann in ver­ schiedener Weise erfolgen und wird anhand der Ausführungsbeispiele näher er­ läutert.

Die den Druck auf die bewegliche Formaufspannplatte ausübende Ein­ richtung muß sich bei Krafthub und Eilhub an einem ortsfesten Teil der Maschine abstützen. Der entsprechende Anschlag zur Abstützung des Krafthubes macht üblicherweise den Eilhub mit und wird erst zu Beginn des Krafthubes mit einem ortsfesten Maschinenteil, insbe­ sondere mit einem Maschinenholm verriegelt. In kinematischer Umkehrung dieses Gedankens kann der plattenseitige Anschlag zunächst maschinenfest sein und anschließend mit der beweglichen Aufspannplatte verriegelt werden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß auch diese Verriegelung unmittelbar mechanisch durch die erfindungsgemäße Kraftmeßeinrichtung bewirkt werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anschließend anhand der Zeichnung erläutert. Dabei sind

Fig. 1 und 2 Seitenansichten eines ersten Ausführungsbeispieles in zwei verschiedenen Bewegungsstadien, Fig. 3 ein Horizontalschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 die Seitenansicht und ein Teilschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles, Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel in drei verschiedenen Bewegungsstadien und zwei Detailansichten in Draufsicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Spritzgießmaschine umfaßt einen Maschi­ nenrahmen 13, mit dem eine Formaufspannplatte 14 fest verbunden ist. Die Enden der Aufspannplatte 2 sind auf einer Hahn 27 beweg­ lich. Es handelt sich um eine holmlose Konstruktion, bei welcher der von einer Druckstange 16 über das Gelenk 17 auf die geschlos­ sene Form 15 aufgebrachte Druck lediglich über den Maschinenrahmen 13 abgeleitet wird.

Fig. 1 zeigt die Einrichtung am Ende der Schließbewegung, während welcher sich die Zahnstange 7 unter dem Einfluß des Elektro-Motors 1 relativ zum Hebel 6 nach rechts verschoben und damit über die Konsole 20 die Aufspannplatte 2 mitgenommen hat. Eine Führung 28 am Hebel 6 sorgt dabei dafür, daß die Zahnstange 7 immer mit einem entsprechenden Zahnrad des Motors 1 in Eingriff bleibt.

Der Hebel 6, an welchem der Motor 1 gelagert ist, ist an sich um in Fig. 3 gezeigten Gelenkzapfen 29 schwenkbar, doch wirkt die Vorspannung der Druckfeder 3 dieser Verschwenkung entgegen, so­ lange die zwischen Motor 1 und Zahnstange 7 wirkende Kraft einen bestimmten Wert nicht übersteigt. Die Vorspannung der Druckfeder 3 kann veränderlich sein, damit die Verschwenkung des Hebels 6 bei verschieden großen Kräften erfolgt.

Wenn die bewegliche Platte 2 auf ein Hindernis aufläuft, spätestens also beim völligen Schließen der Form 15, wird die Druckfeder 3 komprimiert.

Der Elektro-Motor 1 rollt damit auf der feststehenden Zahnstange 7 ab und der Hebel 6 verschwenkt sich um die Zapfen 29. Dadurch verspannen sich die mit den Zapfen 29 verbundenen Exzenter 5 zwischen den im Rahmen 13 gelagerten Zapfen 29 einerseits und einem auf der Druckstange 16 verschiebbaren Druckstück 19 andererseits. Damit das Druckstück 19 auf der Druck­ stange 16 fixiert wird, ist zu Beginn des Druckhubes ein Klemmring 18 in bekannter Weise mit der Druckstange 16 zu verriegeln, was auf hydraulischem oder elektrischem Wege erfolgen kann. Diese Ver­ riegelung wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Längenänderung der die Druckfeder 3 umgebenden Hülse gesteuert.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist der Maschinenrahmen 13 mit Holmen 21 versehen, auf denen die bewegliche Aufspannplatte 2 gleitet. Zur Verschiebung der Auf­ spannplatte 2 ist ein Wagen 22 vorgesehen.

Im Gegensatz zu Fig. 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Zahnstange 9 mit dem Maschinenrahmen 13 fest verbunden, wogegen der Motor 1 die Bewegung der beweglichen Aufspannplatte 2 mit­ macht, solange die Konsole 8 mit dieser Platte verriegelt ist. Die Verriegelung erfolgt über eine Hydraulikeinheit 4, welche durch ein Überdruckventil abgeschlossen ist. Der am Überdruckventil ein­ gestellte Wert bestimmt den Anpreßdruck, bei welchem sich die Stange 30 in der Hydraulikeinheit 4 bewegen kann und damit eine Relativbewegung von Konsole 8 und beweglicher Aufspannplatte 2 möglich wird. Durch diese Relativbewegung werden so wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Hebel 6 nunmehr die Hebel 10 verschwenkt, welche an einem Ende Exzenter 5 tragen und am anderen Ende auf einer Gleitführung 31 gelagert sind. Im vorliegenden Fall ist es der gehäusefeste Anschlag 18, welcher zunächst die Bewegung der Aufspannplatte 2 gegenüber dem Holm 21 mitmacht und am Beginn des Krafthubes verriegelt wird. Diese Verriegelung kann unmittel­ bar von der Verschwenkung der Hebel 10 abgeleitet werden, ist jedoch nicht dargestellt, da es hiefür verschiedene Möglichkeiten gibt.

Die Kraftmeßeinrichtung wurde im Zusammenhang mit Fig. 4 als Hydraulikeinheit 4 beschrieben. Die Anordnung nach Fig. 4 könnte jedoch auch rein mechanisch verwirklicht werden, indem im Zylinder eine vorgespannte Feder angeordnet wird oder wenn die Dichtung 40 durch eine Klemmeinrichtung ersetzt wird, welche die Bewegung der Stange 30 bei Überlast freigibt. Diese Freigabe kann nach Art einer Rutschkupplung erfolgen. Es ist andererseits auch möglich, den Motor mit einem Drehmomentgeber zu versehen, welcher bei Überschreitung des am Motor auftretenden Drehmoments die starre Verbindung zwischen der Konsole 8 und der beweglichen Aufspann­ platte 2 löst.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der Elektro-Motor 1 fest mit dem Maschinenrahmen verbunden. Eine Spindel 24 wird von diesem Motor angetrieben und führt zur Linearbewegung einer Konsole 23. Wie schon beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Konsole 23 während des Eilhubes starr mit der beweglichen Aufspannplatte 2 verbunden. Der Abstand zwischen Konsole 23 und Aufspannplatte 2 bleibt so lange konstant, als die zwischen diesen beiden Elementen wirkende Kraft die Vorspannung der Druckfeder 3 nicht überwindet. Steigt diese Kraft insbesondere nach dem Schließen der Form 15 an, so kommt es zu einer Annäherung von Konsole 23 und Aufspannplatte 2 (Fig. 5b), welche zur Verriegelung der Anschläge 12 am Maschi­ nenrahmen 13 führt. Weitere Bewegung des Motors 1 führt nunmehr zu einer Verschwenkung der Hebel 11 und einer Anpressung der beweg­ lichen Aufspannplatte 2 durch die Streben 26.

Wenn sich die Hälften der Form 15 wieder trennen (Fig. 5c), lösen sich die Anschläge 12 wieder aus der Verzahnung 25 und die beweg­ liche Aufspannplatte 2 und die Konsole 23 bewegen sich synchron.

Claims (14)

1. Verfahren zum Betreiben einer Schließeinheit einer Spritzgießmaschine mit einer beweglichen und einer ortsfesten Aufspannplatte für eine teilbare Form, wobei ein einziger Elektromotor mittels unterschiedlicher Getriebe die Ver­ schiebung der beweglichen Aufspannplatte zwischen der offenen und ge­ schlossenen Stellung der Form (Eilhub) bzw. das Zusammenpressen der Formhälften während des Einspritzens des Kunststoffes (Krafthub) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schließen der Form die Umschaltung vom Eilhub auf den Krafthub erfolgt, sobald eine Kraftmeßeinrichtung von der zwi­ schen Motor (1) und beweglichen Aufspannplatte (2) wirkenden Kraft über ei­ nen vorbestimmten Wert hinaus belastet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krafthub durch Belastung mindestens eines Hebels (11) erfolgt, der einerseits an einem wäh­ rend des Krafthubes maschinenfesten Anschlag (12), anderseits an der be­ weglichen Aufspannplatte (2) abgestützt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung des Anschlages (12) während des Krafthubes durch die Drehung des Hebels (11) erfolgt.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3, mit einer beweglichen und einer ortsfesten Aufspannplatte (2, 14) für eine teil­ bare Form (15), einem Elektromotor (1), der mittels unterschiedlicher Getriebe mit der beweglichen Aufspannplatte (2) koppelbar ist, einer Kraftmeßeinrich­ tung (3; 4) zur Messung der zwischen Motor und beweglicher Aufspannplatte wirkenden Kraft und einer Einrichtung zur Umschaltung der Getriebe, die mit der Kraftmeßeinrichtung verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, wobei die Kraftmeßeinrichtung als vorge­ spannte Druckfeder (3) ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, wobei die Kraftmeßeinrichtung als durch ein Überdruckventil abgeschlossene Hydraulikeinheit (4) ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, wobei der Krafthub unter Verdre­ hung eines zwischen einem während des Krafthubes maschinenfesten An­ schlag und der beweglichen Formplatte angeordneten Exzenters (5) erfolgt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, wobei der Motor (1) an einem Hebel (6) befe­ stigt ist, dessen Drehung durch die Kraftmeßeinrichtung blockiert ist, solange die vom Motor auf die beweglichen Aufspannplatte ausgeübte Kraft unter dem vorbestimmten Wert liegt, und daß der Abtrieb des Motors (1) mit einer mit der beweglichen Aufspannplatte (2) verbundenen Zahnstange (7) in Eingriff steht.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, wobei der Motor (1) auf einer Konsole (8) ange­ ordnet ist, welche mittels der Kraftmeßeinrichtung mit der beweglichen Auf­ spannplatte (2) verbunden ist, und daß der Abtrieb des Motors (1) mit einer maschinenfesten Zahnstange (9) in Eingriff steht.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein einen Exzenter (5) tragender Hebel (10) an der Konsole (8) gleitend gelagert ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, wobei für den Krafthub ein Hebel (11) vorgesehen ist, der einerseits an einem maschinenfest fixierbaren Anschlag (12), andererseits an der beweglichen Aufspannplatte (2) abgestützt ist.

12. Einrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Anschlag (12) der­ art ausgebildet und angeordnet ist, daß er durch eine Drehung des Hebels (11) fixierbar ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßein­ richtung als Rutschkupplung ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßein­ richtung ein dem Elektromotor zugeordneter Drehmomentgeber ist.