DE19820934A1

DE19820934A1 - Formschließeinheit für eine Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE19820934A1
Application number: DE1998120934
Authority: DE
Inventors: Karl Hehl
Original assignee: Karl Hehl
Current assignee: KEINATH, RENATE, DE
Priority date: 1998-05-09
Filing date: 1998-05-09
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2018-05-10
Also published as: WO1999058312A1; DE19820934C2; EP1077800A1; CA2329068A1

Abstract

Bei einer Formschließeinheit sind Druckeinheiten (D) zum Aufbringen der Schließkraft, Fahreinheiten (F) zum Bewegen des beweglichen Formträgers (12) in Schließposition mit einem stationären Formträger und eine Auswerfereinheit (A) vorhanden. Die hydraulische Druckeinheit (D) steht mit einem Ausgleichszylinder (30') in Wirkverbindung. Druckeinheiten (D), Fahreinheit (F), Ausgleichszylinder (30') und Auswerfereinheit (A) liegen in einer durch eine Mittelachse (a-a) gelegten Ebene, wobei die Druckeinheiten und Fahreinheit symmetrisch zur Mittelachse angeordnet sind. Ausgleichszylinder (30') und Auswerfereinheit (A) sind koaxial zur Mittelachse (a-a) und parallel zueinander angeordnet. Dadurch wird ein kompakter Aufbau der Formschließeinheit bei gleichzeitiger Erfüllung der an die Präzision zu stellenden Anforderungen erreicht (Fig. 4).

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Formschließeinheit für eine Spritzgieß maschine zur Verarbeitung plastifizierbarer Massen wie Kunststoffe, pulverige oder keramische Massen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

Eine derartige Formschließeinheit ist aus der DE 43 40 693 bekannt. Parallel zu einer Mittelachse liegen dabei hydraulische Druckein heiten, wobei koaxial zu deren Zylinder die Fahreinheiten zum Bewegen des beweglichen Formträgers auf den stationären Formträger zu und von diesem weg angeordnet sind. Mittig zwischen diesen beiden hydraulischen Druckeinheiten ist eine Auswerfereinheit angeordnet, die üblicherweise mit ihrer Wirkachse koaxial zur Mittelachse der Schließeinheit wirken soll. Um die dortige Formschließeinheit dennoch kompakt ausbilden zu können, wird außerhalb der Symmetrie achse dieser Formschließeinheit unterhalb der Auswerfereinheit ein Ausgleichszylinder angeordnet, der mit dem Niederdruckbereich der Druckeinheit in offener Verbindung steht. Dieser außermittige Anord nung des Ausgleichszylinders führt jedoch zu nicht vernachlässig baren Verformungen.

Aus der DE 38 44 432 C1 ist ferner eine Anordnung bekannt, bei der der Ausgleichszylinder zwischen den beiden hydraulischen Druckein heiten in der Mittelachse angeordnet ist. Im Ausgleichszylinder wird eine Fahreinheit in serieller Anordnung mit einer Auswerfereinheit angeordnet. Die serielle Anordnung von Fahreinheit und Auswerfer einheit hat jedoch den Nachteil einer verlängerten Bauform.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfin dung die Aufgabe zugrunde, eine Formschließeinheit der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß ein kompakter Aufbau gewährleistet ist, der den an die Präzision der Maschine zu stellenden Anforderungen genügt.

Diese Aufgabe wird durch eine Formschließeinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei dieser Anordnung ist nun auch der Ausgleichszylinder koaxial zur Mittelachse angeordnet und damit in einem Bereich, der bisher für die Auswerfereinheit freizuhalten war. Die parallele und gleichzei tig koaxiale Anordnung von Ausgleichszylinder und Auswerfereinheit ermöglicht nun aber eine Verkürzung der gesamten Formschließeinheit, wobei gleichzeitig eine mittige Einleitung der im Ausgleichszylinder entstehenden Kräfte gewährleistet ist. Dadurch läßt sich die Präzision der gesamten Maschine bei gleichzeitiger Reduzierung des Anschaffungspreises steigern.

Die damit gegebene Anordnung der Einheiten der Formschließeinheit in einer Ebene schafft nun auch die Möglichkeit, das gesamte Formschlußaggregat senkrecht zu stellen, also die Einheiten gemäß Anspruch 2 in eine vertikale Ebene zu legen. Der Zugang zu den einzelnen Druckeinheiten wird dabei nicht mehr dadurch behindert, daß z. B. auf der einen Seite ein Ausgleichszylinder außermittig angeordnet ist. Den Vorteil dieser Zugänglichkeit erkauft man sich allerdings damit, daß im System befindliche Luft stets in den oberen Druckzylinder steigt. Bei Versuchen hat sich jedoch herausgestellt, daß das damit einhergehende Problem einer Entlüftung trotz entspre chender Vorurteile durchaus beherrschbar ist.

Eine sehr kompakte Anordnung ergibt sich nach den Ansprüchen 3 und 4 bzw. 6, da hier der mittige Ausgleichszylinder zugleich als Halterung für die Auswerfereinheit dient, die ihrerseits mittig auf den Auswerfer selbst einwirkt. Dabei können selbst bei Seite an Seite liegender Druckeinheit und Ausgleichszylinder noch vorhandene Freiräume für die Anordnung der Auswerfereinheit belegt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Kurzbeschreibung der Figuren

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Seitenansicht der auf einem Maschinenfuß befind lichen Formschließeinheit,

Fig. 2 einen vergrößerten, teilweise geschnittenen Ausschnitt aus der Formschließeinheit gemäß Fig. 1 bei geöffneter Spritzgießform,

Fig. 2a eine Darstellung gemäß Fig. 2 bei geschlossener Spritz gießform,

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 2 mit einer veränderten Aus werfereinheit,

Fig. 4, 4a eine Darstellung gemäß Fig. 3, wobei die Fahreinheit im Ausgleichszylinder angeordnet ist, bei geöffneter und geschlossener Spritzgießform,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 von Fig. 2,

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 von Fig. 2, wobei allerdings die Auswerfereinheit elektromechanisch angetrieben ist.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Formschließeinheit, die auf einem Maschinenfuß 10 einer Spritzgießmaschine angeordnet ist. Die Spritzgießmaschine dient zur Verarbeitung plastifizierbarer Massen wie insbesondere Kunststoffe, keramische Massen oder pulverige Massen. In einem Form hohlraum einer Spritzgießform M wird über eine zeichnerisch nicht dargestellte Spritzgießeinheit diese Nasse eingespritzt. Der Aufbau einer derartigen Spritzgießeinheit ist dem Fachmann bekannt.

Die Formschließeinheit selbst besitzt einen stationären Formträger 11 sowie einen beweglichen Formträger 12. Zwischen beweglichem Formträger 11 und stationärem Formträger 12 ist ein Formspannraum R ausgebildet, der zur Aufnahme der mehrteiligen Spritzgießform M dient. Mittels wenigstens einer Fahreinheit F wird der bewegliche Formträger 12 unter Schließen der Form auf den stationären Formträger 11 zu und unter Öffnen der Spritzgießform M von diesem weg in Richtung einer Schließrichtung s-s bewegt. Zu dieser Schließ richtung parallel ist eine Mittelachse a-a angeordnet, die der Form schließeinheit im wesentlichen auch als Symmetrieachse dient.

Zu dieser Mittelachse a-a ist zunächst die wenigstens eine Fahrein heit F symmetrisch angeordnet. Ebenfalls symmetrisch zur Mittelachse a-a sind wenigstens zwei hydraulische Druckeinheiten D zur Aufbringung der Schließkraft vorgesehen. Während das Bewegen des beweglichen Formträgers 11 in Schließposition über die Fahreinheit F erfolgt, wird nach erfolgtem Formschluß die Schließkraft über die Druckeinheiten erzeugt.

Symmetrisch zur Mittelachse ist ferner eine Auswerfereinheit A ange ordnet, die sowohl zur Fahreinheit F als auch zu den Druckeinheiten D parallel angeordnet ist. Wie Fig. 2 und Fig. 3 z. B. verdeutlichen, liegt die Auswerfereinheit A zwischen den Druckeinheiten D. Ihre Wirkachse ist koaxial zur Mittelachse a-a.

Die Druckzylinder 20 der hydraulischen Druckeinheiten D stehen über einen Überströmkanal 24 mit einem mittigen und damit koaxial zur Mittelachse a-a angeordneten Ausgleichszylinder 30, 30' in offener Wirkverbindung, so daß die Mittelachse a-a auch die Mittelachse des Ausgleichszylinders ist. Dennoch ist auch die Auswerfereinheit A parallel und damit im Schulterschluß neben dem Ausgleichszylinder auch koaxial zur Mittelachse angeordnet.

Die Formschließeinheit F ist am stationären Formträger fest mit dem Maschinenfuß 10 verbunden. Der Schließmechanismus bestehend aus den Druckeinheiten D und der Fahreinheit F stützt sich an einem Stütz element 15 ab. Dieses Stützelement ist von Holmen 14 als Führungs- Stangen durchgriffen, die sowohl das Stützelement 15 als auch den beweglichen Formträger 12 führen. Gemäß Fig. 1 wird diese Einheit über Abstützelemente 13 auf dem Maschinenfuß abgestützt, wobei die Abstützung dennoch eine geradlinige axiale Bewegung in Schließrich tung s-s zuläßt. Anstelle der Holme 14 können auch bekannte Kraftübertragungsmittel vorgesehen werden, die die Kräfte um den Formspannraum R herumleiten. Um die hydraulischen Antriebseinheiten betätigen zu können, ist eine Hydraulikeinheit 17 vorgesehen, die über eine Aufnahmeplatte 18 ebenfalls am Ende der Formschließeinheit an den Holmen 14 gelagert ist.

Der Aufbau des beweglichen Formträgers entspricht im wesentlichen dem Aufbau, wie er aus der DE 43 40 693 C2 bekannt ist. Am beweg lichen Formträger 12 sind die Druckzylinder 20 der Druckeinheit D sowie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 die Kolbenstange 52 der Fahreinheit F befestigt, während die Kolbenstange 25 der Druckeinheit D sowie der Fahrzylinder SO der Fahreinheit F rückseitig abgestützt sind. Dadurch ergibt sich eine verlängerte Führung des beweglichen Formträgers, wie es in dem vorbekannten Patent erläutert wird. Die Druckzylinder 20 der Druckeinheit sind damit einerseits am beweglichen Formträger und andererseits am Stützelement 15 gelagert und werden über Bolzen 16 zur gesamten verfahrbaren Einheit verspannt.

Wie z. B. Fig. 2 und 5 verdeutlichen, ist die Auswerfereinheit parallel zur Fahreinheit F als auch zu den Druckeinheiten D ange ordnet. Die Auswerfereinheit befindet sich dabei zwischen den Druckeinheiten D, wobei ihre Wirkachse koaxial zur Mittelachse a-a ist. Der mittig liegende Ausgleichszylinder 30 steht mit dem hydraulischen Druckzylinder 20 in Wirkverbindung. Im Ausführungs beispiel gemäß Fig. 1 bis 2a und auch im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 befindet sich die Fahreinheit F im Druckzylinder 20 der Druckeinheit D. Die Fahreinheit kann über die Hydraulikleitungen 53 und 54 betätigt werden. Beim Bewegen der Fahreinheit ergibt sich dann eine Stellung gemäß Fig. 2a. Hier ist zu erkennen, daß der Fahrzylinder 50 innen den am Ende der Kolbenstange 52 angeordneten Kolben 51 führt. Gleichzeitig ist dieser Fahrzylinder 50 auch die Kolbenstange 25 der Druckeinheit. An der Kolbenstange 25 ist der Druckkolben 21 angeordnet, der von einem Überströmkanal 22 durchgriffen ist. Dieser Überströmkanal wird durch einen beidseitig beaufschlagbaren Ventilkolben 23 geschlossen.

In den Fig. 1 bis 2a,5 besitzt der Ausgleichszylinder 30 Anformungen 30a, die der hier hydraulischen Auswerfereinheit A als Zylinderwan dung dienen. Fig. 5 zeigt, daß mehrere Auswerfereinheiten A symme trisch zur Mittelachse a-a um den Ausgleichszylinder 30 herum angeordnet sind. Über eine Brücke 35 betätigen diese Auswerferein heiten A gemeinsam den Auswerfer 43. Fig. 5 zeigt, daß diese Auswerfereinheiten in einem Winkel zur Ebene v-v angeordnet sind, so daß sie in einem ohnehin vorhandenen Freiraum zu liegen kommen.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 4a wird eine weitere Möglichkeit der Anordnung der Auswerfereinheit A gezeigt. Gemäß Fig. 3 dient der Zylinder 31 des Ausgleichszylinders 30' zugleich als Kolben für die Auswerfereinheit A. Der Ausgleichszylinder trägt insofern stirnseitig den Kolben der Auswerfereinheit A. Der über den Ausgleichszylinder gestülpte Zylinder 40 der Auswerfereinheit A kann über die Hydraulikanschlüsse 44 betätigt werden, so daß sich z. B. eine Stellung gemäß Fig. 4a ergibt. Am Zylinderdeckel des Zylinders 40 ist der eigentliche Auswerfer 43 angeordnet.

Während in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 die Fahr einheit F in den Druckeinheiten angeordnet ist, zeigen die Fig. 4, 4a die Anordnung der als Fahrzylinder 50 ausgebildeten Fahreinheit F in der Mittelachse a-a im Ausgleichszylinder 30'. Die hydraulische Fahreinheit F ist koaxial zum Ausgleichszylinder als auch zur Aus werfereinheit A. Die Fahreinheit F trägt den Kolben 32 des Aus gleichszylinders 30. Gleichzeitig bildet sie die Kolbenstange 33 für den Ausgleichszylinder 30'.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Auswerferein heit A elektromechanisch angetrieben sind. Ein Elektromotor 56 treibt dabei über zwei Riementriebe die Muttern von Spindelantrieben der Auswerfereinheiten A an. Grundsätzlich kann auch in zeichnerisch nicht dargestellter Weise die Fahreinheit F elektromechanisch ange trieben sein. Es versteht sich von selbst, daß auch nur die eine oder die andere Einheit elektromechanisch angetrieben sein kann. Der Kolben 21 der Druckeinheit D trennt den mit dem Ausgleichszylinder über den Überströmkanal 24 in Verbindung stehenden Niederdruckraum vom Hochdruckraum H.

Die Wirkungsweise der Formschließeinheit läßt sich am deutlichsten bei einem Vergleich der Fig. 4 mit der Fig. 4a erkennen. Bei geöffneter Spritzgießform ergibt sich ein Bild gemäß Fig. 4. Zum Schließen der Spritzgießform wird zunächst die Fahreinheit f betätigt. Durch Zuführen von Hydraulikmedium in den Zylinderraum 55 (Fig. 4a) bewegt sich der stationäre Formträger in Fig. 4a nach rechts. Da der Kolben 32 des Ausgleichszylinders hierbei stehen bleibt, wird aus dem Ausgleichszylinder über den Überströmkanal 24 Hydraulikmedium verdrängt, das aus dem Niederdruckraum N der Druck einheit D über den zu diesem Zeitpunkt offenen Überströmkanal 22 in den Hochdruckraum H überführt wird. Ist die Form geschlossen, wird über den Ventilkolben 23 der Überströmkanal 22 verschlossen und der Hochdruckraum H mit Druck beaufschlagt. Der Spritzgießvorgang kann jetzt erfolgen. Nach Abschluß des Spritzgießvorgangs wird die Form in umgekehrter Weise wieder geöffnet und durch Betätigung der Aus werfereinheit A wird der Auswerfer 43 zum Auswerfen des Spritzlings in die Form gesteuert.

Bezugszeichenliste

10

Maschinenfuß

11

stationärer Formträger

12

beweglicher Formträger

13

Abstützelement

14

Holme

15

Stützelement

16

Bolzen

17

Hydraulik

20

Druckzylinder

21

Druckkolben

22

,

24

Überströmkanal

23

Ventilkolben

25

Kolbenstange

30

,

30

' Ausgleichszylinder

30

a Anformung

31

Zylinder von

30

32

Kolben

33

Kolbenstange

40

Zylinder von A

41

Kolben von A

43

Auswerfer

44

Anschlüsse

50

Fahrzylinder

51

Fahrkolben

52

Kolbenstange

53

,

54

Versorgungsleitung

55

Zylinderraum
a-a Mittelachse
s-s Schließrichtung
v-v vertikale Ebene (

Fig.

5)
A Auswerfereinheit
D Druckeinheit
F Fahreinheit
H Hochdruckraum
M Spritzgießform
N Niederdruckraum
R Formspannraum

Claims

1. Formschließeinheit für eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung plastifizierbarer Massen mit

- einem stationären Formträger (11),
- einem beweglichen Formträger (12),
- einem zwischen beweglichem Formträger (11) und stationärem Formträger (12) ausgebildeten Formspannraum (R) zur Aufnahme einer mehrteiligen Spritzgießform (M),
- einer zu einer Schließrichtung parallelen Mittelachse (a-a),
- wenigstens einer symmetrisch zur Mittelachse (a-a) angeordneten Fahreinheit (F) zum Bewegen des beweglichen Formträgers (12) auf den stationären Formträger (11) zu und von diesem weg unter Schließen und Öffnen der Spritzgießform (M) in Schließrichtung (s-s),
- wenigstens zwei symmetrisch zur Mittelachse (a-a) angeordneten hydraulischen Druckeinheiten (D) zur Aufbringung der Schließ kraft,
- wenigstens einer symmetrisch zur Mittelachse (a-a) angeordneten Auswerfereinheit (A), die parallel zur Fahreinheit (F) als auch zu den Druckeinheiten (D) angeordnet ist und zwischen den Druckeinheiten (D) liegt und deren Wirkachse koaxial zur Mittelachse (a-a) ist,
- einem Ausgleichszylinder (30, 30'), der mit den Druckeinheiten (D) in Wirkverbindung steht,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (a-a) zugleich auch die Mittelachse des Ausgleichszylinders (30, 30') ist.

2. Formschließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als hydraulische Druckzylinder (20) ausgebildeten Druckein heiten (D) und die Fahreinheit (F) in einer durch die Mittelachse (a-a) gelegten vertikalen Ebene (v-v) liegen.

3. Formschließeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (40) der hydraulischen Auswerfereinheit (A) koaxial zum Ausgleichszylinder (30) angeordnet ist und daß der Zylinder (31) des Ausgleichszylinders (30) den Kolben (41) der Auswerfer einheit (A) trägt.

4. Formschließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Fahrzylinder (50) ausgebil dete hydraulische Fahreinheit (F) in der Mittelachse (a-a) im Ausgleichszylinder (30) koaxial zum Ausgleichszylinder und zum Auswerfereinheit (A) angeordnet ist und den Kolben (32) des Ausgleichszylinders (30) trägt.

5. Formschließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Fahrzylinder (50) ausgebildete Fahr einheit (F) koaxial zu den Druckzylindern (20) der Druckeinheit (D) in diesen angeordnet ist.

6. Formschließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Auswerfereinheiten (A) symmetrisch zur Mittelachse (a-a) um den Ausgleichzylinder (30') herum ange ordnet sind und über eine Brücke (35) gemeinsam den Auswerfer (43) betätigen.

7. Formschließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahreinheit (F) elektromechanisch angetrieben ist.

8. Formschließeinheit nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerfereinheit (A) elektromechanisch angetrieben ist.