DE19831483A1

DE19831483A1 - Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen und anderen plastifizierbaren Massen

Info

Publication number: DE19831483A1
Application number: DE1998131483
Authority: DE
Inventors: Karl Hehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-20
Also published as: WO2000003861A1

Abstract

Eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen besitzt wenigstens eine hydraulische Antriebseinheit sowie wenigstens eine mittels eines temperierbaren Mediums temperierbare Einheit (5, 5', 7, 8, 11, 12), die nicht hydraulisch betrieben ist. Das mittels wenigstens einer Pumpe (1) geförderte gemeinsame Hydraulikmedium (21) wird zugleich als temperierbares Medium der temperierbaren Einheiten verwendet. Dadurch wird ein gemeinsames Flüssigkeitssystem unter Verringerung der Bauteile der Spritzgießmaschine geschaffen (Fig. 1).

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen und anderen plastifizierbaren Massen nach dem Oberbe griff des Anspruches 1.

Stand der Technik

Eine derartige Spritzgießmaschine ist beispielsweise aus der DE 43 17 998 A1 bekannt und zeichnet sich dadurch aus, daß sie in Kombi nation mechanische Antriebseinheiten und hydraulische Antriebsein heiten aufweist. Bei dieser Maschine werden die hydraulischen Antriebsachsen mittels eines Hydraulikmediums betrieben, während die elektromechanischen Antriebsachsen mit dem Hydraulikmedium nicht in Verbindung stehen. Dennoch ist es gerade bei den elektromechanischen Antriebseinheiten erforderlich, diese einerseits möglichst reibungs frei zu halten und insofern mit einem Schmiermittel zu versehen. Üblicherweise wird hierzu ein eigener Kühlkreislauf eingesetzt und das Schmiermittel wird den elektromechanischen Antriebseinheiten meist als Dauerschmierung zugeteilt.

Es ist ferner aus der DE 43 34 134 A1 bekannt, flüssigkeitsgekühlte Servomotoren einzusetzen und auch die Elektronik durch ein Flüssig keits-Kühlsystem zu kühlen. Da als Kühlmittel meist ein Wasserkreis lauf eingesetzt wird, kann es durch externe Verschmutzung des Wassers zu einem schnellen Zusetzen der Kühlkanäle kommen. Zudem ist eine zusätzliche Abdichtung zwischen Kühlmedium und Druckmedium erforderlich.

Insbesondere die Hersteller von Steuerungskomponenten und insofern auch von Teilen der zu kühlenden mechanischen Antriebseinheiten wie z. B. von Elektromotoren gehen bisher davon aus, daß eine Temperie rung und insbesondere Kühlung ihrer Komponenten durch ein Hydraulik medium nur Probleme bereiten kann, da man mit einem "schmutzigen" Medium an ihre empfindlichen Komponenten herantritt.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, an einer Spritzgießmaschine ein gemeinsames Flüssigkeitssystem unter gleichzeitiger Verringerung der hierfür erforderlichen Bauteile zu schaffen.

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

Die Erfindung macht sich die Kombination von elektromechanischen Antriebseinheiten und hydraulischen Antriebseinheiten an Spritz gießmaschinen mit der Erkenntnis zunutze, daß das Hydraulikmedium grundsätzlich auch als temperierbares Medium sowie bedarfsweise gemäß Anspruch 2 als Schmiermittel eingesetzt werden kann. Dies führt nun zunächst dazu, daß es nicht mehr zu Leckageproblemen zwischen Kühlmedium und Druckmedium kommen kann, da es sich stets um ein und dasselbe Hydraulikmedium handelt. Dennoch kann die Leistungsausbeute insbesondere von Elektromotoren durch Flüssig keitskühlung genutzt werden. Da das Hydraulikmedium in einem geschlossenen Kreislauf bewegt wird, werden Korrosionsprobleme insbesondere bei flüssigkeitsgekühlten Servomotoren verringert. Ein Zusetzen der Kühlkanäle durch externe Verschmutzung, wie es bei Wasser häufig vorkommt, wird vermieden.

Auf der hydraulischen Seite hat diese Anordnung den Vorteil, daß über die Mengen an Hydraulikmedium, die zur Temperierung und/oder Schmierung benutzt werden, eine Umwälzmöglichkeit für das Hydraulik öl geschaffen wird. Da nur noch eine begrenzte Pumpenanzahl für das Flüssigkeitssystem erforderlich ist, lassen sich Komponenten wie Pumpen, Filter oder Flüssigkeitskühler einsparen, wobei grundsätz lich der Teil des Flüssigkeitssystems, der zur Temperierung genutzt wird, gleichzeitig auch als Kühlsystem für die Hydraulikflüssigkeit dienen kann.

Als weiterer Vorteil hat sich herausgestellt, daß durch die Verwen dung des Hydraulikmedium auch zur Temperierung ein konstanter Temperaturhaushalt auf der gesamten Maschine geschaffen werden kann. Ein relativ konstanter Temperaturhaushalt hat nun zunächst Vorteile bei der Produktion von Spritzteilen, da eine Maßhaltigkeit eher gewährleistet werden kann. Zudem ist es möglich, zu Beginn der Produktion zunächst den Temperaturhaushalt einzustellen und insofern eine Einschalttemperierung vorzunehmen.

Nach den Ansprüchen 7 und 8 können die elektronischen Bauteile, aber auch der Schaltschrank selbst, durch das Hydraulikmedium temperiert und bedarfsweise gekühlt werden. Insofern kann auf Lüftermotoren z. B. in den Schaltschränken verzichtet werden. Die Steuerungskompo nenten können den einzelnen Verbrauchern unmittelbar zugeordnet werden, da sie vor Ort kühlbar sind. Dies alles trägt zur Raumer sparnis und damit zu einem kompakten Aufbau der Spritzgießmaschine bei. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Kurzbeschreibung der Figuren

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung der über ein Kühlsystem miteinander verbundenen Komponenten einer Spritzgieß maschine,

Fig. 2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 mit zwei Pumpen.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

In den Figuren sind schematisch die Bauteile einer Spritzgießma schine dargestellt, die zur Verarbeitung von Kunststoffen und anderer plastifizierbarer Massen eingesetzt wird. Es kann sich hierbei z. B. auch um keramische oder pulvrige Massen handeln. Die Spritzgießmaschine, von der hier nur die Komponenten zu sehen sind, umfaßt wenigstens eine mittels eines Hydraulikmediums 21 betriebene hydraulische Antriebseinheit, die z. B. zum Anlegen der Spritzgieß einheit an die Spritzgießform, zum Einspritzen der plastifizierten Masse in den Formhohlraum einer Form oder formschließseitig zum Schließen der Form vorgesehen ist. Um den Antrieb dieser hydrau lischen Antriebseinheit 14 zu ermöglichen, die in der Fig. 1 als Kolben-Zylindereinheit dargestellt ist, wird eine von einem Motor 2 angetriebene Pumpe 1 eingesetzt, der ein Schmutzsieb 3 vorgeschaltet ist. Die Pumpe 1 liefert das Hydraulikmedium aus einem Sammelbehälter 20 über ein Ventil 26 an die hydraulische Antriebseinheit 14. Von dort gelangt das Hydraulikmedium über eine Rücklaufleitung 27 zurück in den Sammelbehälter 20, in dem das Hydraulikmedium gespeichert wird. In der Rücklaufleitung 27 ist ein Flüssigkeitskühler 4 vorgesehen. Auf den Sammelbehälter 20 kann verzichtet werden, wenn ein geschlossenes System vorgesehen wird, in dem die Pumpe 1 das Hydraulikmedium 21 umwälzt.

Außer diesen für den Betrieb der hydraulischen Antriebseinheit er forderlichen Bauteilen ist wenigstens eine temperierbare Einheit aus den Einheiten 5, 5', 7, 8, 11, 12 vorgesehen. Bei diesen Einheiten handelt es sich z. B. um die Steuerungskomponenten 5 des Motors 2 der Pumpe 1, die Steuerungskomponente 5' des Motors einer elektromechanischen Antriebseinheit 8, um einen Schaltschrank 7, eine elektromechanische Antriebseinheit 11 in Form eines Spindelsystems oder um eine Getriebeeinheit 12. Sämtliche dieser temperierbaren Einheiten sind nicht hydraulisch betrieben, werden aber über ein temperierbares Medium temperiert und bedarfsweise gekühlt. Als temperierbares Medium wird hier das mittels der Pumpe 1 geförderte Hydraulikmedium 21 verwendet. Hierzu zweigt von der Förderleitung eine weitere Versorgungsleitung 25 ab, die über einen Stromregler 13 im Bypass zuschaltbar ist. Jede temperierbare Einheit 5, 5', 7, 8, 11, 12 ist über regelbare Drosselventile 22 bedarfsweise zuschaltbar, so daß eine Kühlung der mechanischen Teile beim Getriebe 12 und den elektromechanischen Antriebseinheiten 8, 11 ebenso möglich ist wie eine Temperierung der Steuerungskomponenten 5, 5'. Im Schema wird dies durch das Symbol für Kühlung 6 verdeutlicht.

Die mechanischen Antriebseinheiten können zudem ebenfalls mit dem über die Pumpe 1 geförderten Hydraulikmedium geschmiert werden, das in diesem Fall dann als Schmiermittel verwendet wird. Im Schema wird dies verdeutlicht durch das Symbol der Schmierung 10.

In der Fig. 1 wird somit das mit ein und derselben Pumpe 1 geför derte Hydraulikmedium zum Betreiben der hydraulischen Antriebsein heit 14 und als temperierbares Medium zu den temperierbaren Ein heiten sowie bedarfsweise als Schmiermittel gefördert. Damit wird das Hydraulikmedium nicht nur zur Temperierung, sondern auch zur "Getriebeschmierung" mißbraucht, so daß Kühlschmierdurchfluß und Hydraulikdruck durch dieselbe Pumpeneinheit erzeugt wird. Der Kühlschmierdurchfluß zu den temperierbaren Einheiten oder zu den mechanischen Antriebseinheiten wird über den Stromregler 13 im Bypass zugeschaltet und durch Ventile wie z. B. regelbare Drossel ventile 22 an den Verbrauchern zugeschaltet. Ergänzend kann gemäß Fig. 1 ein über ein Zuschaltventil 24 zu ladender Speicher 23 vorgesehen werden, der in Totzeiten der Hydraulikanlage gefüllt werden kann, so daß stets ausreichend temperierbares Medium und Schmiermittel zur Verfügung steht. Über Ventil 29 kann der Speicher wieder ins System entladen werden. Deutlich zeigt Fig. 1, daß dadurch viele Baueinheiten eingespart werden können. Da sämtliche Komponenten mit demselben Hydraulikmedium in Berührung kommen, ergibt sich ein weitgehend konstanter Temperaturhaushalt. Der Aufwand für Sensorik sowie Abdichtung zwischen temperierbarem Medium und Schmiermittel kann vor allem bei den elektromechanischen Antriebseinheiten 11 und bei Getrieben reduziert werden, da in beiden Fällen dasselbe Medium verwendet wird.

Das Hydraulikmedium kann auch zur Kühlung eines Schaltschranks 7 eingesetzt werden, so daß dort auf eine Luft- bzw. Wasserkühlung ,verzichtet werden kann. Dies erfolgt üblicherweise dadurch, daß das Hydraulikmedium als Wärmeträger verwendet wird, das z. B. durch Kühlkanäle in den Bodenplatten der Steuerungskomponenten geführt wird. Da für eine Luftkühlung nicht nur ein Ventilator, sondern auch ein entsprechendes Luftvolumen an den zu temperierenden oder zu kühlenden Komponenten vorbei geführt werden muß, kann im Vergleich zu dieser Luftkühlung der Schaltschrank erheblich kleiner gebaut werden. Da das Kühlmedium zudem an sämtlichen Steuerungskomponenten 5, 5' ebenfalls vor Ort ist, können die Steuerungskomponenten auch unmittelbar am Verbraucher gekühlt werden, so daß sich der Schaltschrank 7 weiter in seinen Ausmaßen reduzieren läßt. Gleichzeitig können die Abmessungen der gesamten Spritzgießmaschine reduziert werden.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, in dem zunächst wie in Fig. 1 die hydraulische Antriebseinheit 14 vom Motor 2 über eine Pumpe 1 mit vorgeschaltetem Schmutzsieb 3 mit Hydraulikmedium versorgt wird. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist hier jedoch eine zweite Pumpe 15, angetrieben von einem Motor 16, zum Fördern des temperierbaren Mediums vorgesehen. Damit dient die Pumpe 1 nicht zugleich zum Fördern des Hydraulikmediums an die temperierbaren Einheiten bzw. zum Fördern des Schmiermittels. Dennoch wird ein und dasselbe Hydraulikmedium zum Betreiben der hydraulischen Antriebseinheit, zum Schmieren und zum Temperieren genutzt. Diese Ausgestaltung hat gegenüber der Ausführungsform von Fig. 1 den Vorteil, daß der Bereich der Temperierung von Druckspitzen unabhängig ist, die sich beim Betrieb der hydraulischen Antriebseinheit 14 einstellen können. Im Förderbereich der Pumpe 15 ist ein Filter 18 sowie eine externe Kühlung 17 vorgesehen. Der Kühlschmierkreislauf verfügt damit über eine Vorlauf-Regelung im Ansaugkanal, um eine konstante Temperierung über die gesamte Spritz gießmaschine zu erhalten. Nach der Pumpe 15 zweigt eine Rücklaufleitung 28 ab, die über einen Stromregler 13 zuschaltbar ist. Damit kann die Pumpe 15 zusätzlich zur kontinuierlichen Flüssigkeitskühlung über den externen Kühler 17 sowie zur Filtrierung des Hydraulikmediums genutzt werden. Die zu temperierenden und bedarfsweise zu kühlenden Antriebseinheiten und Steuerungskomponenten sowie der Schaltschrank 7 sind mit einem Thermostatregelventil 19 bestückt, um die Temperatur an den einzelnen Einheiten zu regeln und den Durchfluß zu optimieren.

Ergänzend können an den verschiedenen Einheiten Sensoren z. B. auch bereits in Form der Thermostatregelventile vorgesehen werden, die bei einer Temperaturüberschreitung eine Warnung an die Steuerung abgeben, so daß Folgeschäden weitestgehend vorgebeugt werden kann.

Claims

1. Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen und anderer plastifizierbarer Massen mit

- wenigstens einer mittels eines Hydraulikmediums (21) betriebe nen hydraulischen Antriebseinheit (14),
- wenigstens einer Pumpe (1, 15) zum Umwälzen und zum Fördern des Hydraulikmediums (21),
- wenigstens einer mittels eines temperierbaren Mediums tempe rierbaren Einheit (5, 5', 7, 8, 11, 12), die nicht hydraulisch betrieben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das mittels der wenigstens einen Pumpe (1, 15) geförderte Hydraulikmedium zugleich als temperierbares Medium zur Temperierung der temperierbaren Einheit verwendet wird.

2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine mechanische Antriebseinheit aufweist, die mittels eines Schmiermittels geschmiert wird, wobei als Schmier mittel das mittels der wenigstens einen Pumpe (1, 15) geförderte Hydraulikmedium (21) verwendet wird.

3. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß ein und dieselbe Pumpe (1) das Hydraulikmedium (21) zu der hydraulischen Antriebseinheit (14) und als temperierbares Medium zur temperierbaren Einheit (5, 5', 7, 8, 11, 12) sowie bedarfs weise als Schmiermittel fördert.

4. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) über ein Ventil (24) mit einem Speicher (23) verbindbar ist, der von der Pumpe in Totzeiten der hydraulischen Antriebseinheit (14) befüllbar ist.

5. Spritzgießmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Versorgungsleitung (25) zur Temperierung der temperierbaren Einheit oder zur Schmierung der mechanischen Antriebseinheit über einen Strom regler (13) im Bypass zuschaltbar ist.

6. Spritzgießmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine elektromechani sche Antriebseinheit (8, 11) aufweist, die mittels des Hydraulik mediums (21) gekühlt und/oder geschmiert wird.

7. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Antriebseinheiten (8, 10, 14) als temperierbare Einheiten ausgebildete Steuerungskomponenten (5, 5') zugeordnet sind, die mittels des Hydraulikmediums (21) temperier bar sind.

8. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die temperierbare Einheit ein Schaltschrank (7) ist.

9. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulikmedium ein Hydrauliköl ist, das zugleich als Getriebeöl für eine Getriebeeinheit (12) der mechanischen Antriebseinheit verwendet wird.

10. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulikmedium (21) als temperierbares Medium oder Schmiermittel mittels einer weiteren Pumpe (15) gefördert wird.

11. Spritzgießmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Pumpe (15) und vorzugsweise nach einem externen Kühler (17) eine Rücklaufleitung abzweigt, die über einen Stromregler (13) zuschaltbar ist.

12. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der temperierbaren Einheiten (5, 5', 7, 8, 11, 12) ein Thermostatregelventil (19) zugeordnet ist.