DE19848391A1

DE19848391A1 - Gummispritzpresse

Info

Publication number: DE19848391A1
Application number: DE1998148391
Authority: DE
Inventors: Frank Taubert
Original assignee: RUCKS MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: RUCKS MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2000-04-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gummispritzpresse unter Nutzung des Injektionsprinzips in vertikaler Bauweise. DOLLAR A Die Gummispritzpresse ist als Vertikalmaschine ausgeführt, wobei alle notwendigen Maschinenbewegungen durch servoelektrische Antriebsmotoren bzw. Asynchronmotoren und mechanische Wandler realisiert werden. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Gummispritzpresse weist ein L-förmiges Maschinengestell (1) mit vertikal an diesem angeordneten Linearführungen (12) für den Werkzeugschlitten (2) auf, wobei das Zuhalten der Werkzeughälften mittels einer Schließeinheit (3) mit innerem Tischeinsatz (4) und verriegelbaren, zugbelasteten Holmen (6) erfolgt. Das Maschinengestell (1) nimmt keine Schließ- und Zuhaltekräfte auf, sondern dient allein zur Lagebestimmung eines oberen, verfahrbaren Werkzeugschlittens (2) sowie eines unteren, inneren Tischeinsatzes (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Gummispritzpresse unter Nutzung des Injektionsprinzips in vertikaler Bauweise.

Bei Spritzpressen ist es notwendig das Formwerkzeug geteilt auszuführen, um die Werkstücke nach deren Herstellung dem Formwerkzeug zu entnehmen. Die Formwerkzeuge sind geteilt ausgeführt, wobei die Werkzeughälften in ihrer Trennebene aufeinander liegen. Bei hohen Innendrücken kann es zum Abheben einer Formhälfte kommen, wodurch das zu verarbeitende Elastomer in den aufgeweiteten Spalt eindringen kann. Die Werkstücke weisen dann einen Formenaustrieb auf, der durch einen zusätzlichen Arbeitsschritt wieder entfernt werden muß.

Zur Vermeidung von Formaustrieb ist es bekannt, die Formwerkzeughälften besonders steif auszubilden, wodurch wiederum auch deren Masse ansteigt. Das hat zur Folge, daß beim Öffnen und Schließen der Werkzeugform auch diese erhöhte Masse bewegt werden muß, was sich negativ auf die Schließ- bzw. Öffnungsgeschwindigkeit auswirkt.

Spritzpressen sind häufig mit kraftaufnehmenden C-Gestellen versehen, die sich beim Aufbringen einer Schließkraft aufweiten. Dadurch kann es zum Verkanten zwischen Formaufspannplatte und Schließmechanismus kommen. Die Werkzeughälften schließen dadurch nicht richtig (Parallelitätsabweichung), so daß es zum unerwünschten Formaustrieb kommt. Um diesem zu begegnen, werden zusätzliche Versteifungen am offenen Maul oder versteifende Säulen zum Vorspannen des Gestells angebracht. Dies hat zum Nachteil, daß derartige Pressen eine erhöhte Masse aufweisen und relativ teuer in der Herstellung werden.

Bekannt ist aus der DE 41 04 288 A1 eine Vorrichtung zur Biegekompensation an Formwerkzeugen, bei der zur Kompensation von Durchbiegungsdifferenzen zwischen mindestens zwei Teilen mit unterschiedlichem Biegeverhalten, insbesondere Formhälften eines Formwerkzeuges, Kompensationsmittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Formwerkzeuges und den auf das Formwerkzeug wirkenden Kräften in ihrer Kompensation einstellbar sind.

Die Kompensationsmittel sind in den Formträger der Spritzgießmaschine integriert, wobei die Kompensationsmittel als Krafteinleitungs- und/oder Abstützeinrichtung ausgeführt sind. Diese sind in ihrer Anordnung relativ zu den Formaufspannplatten des Formträgers veränderbar. Hierzu weist die Krafteinleitungs- und/oder Abstützeinrichtung mehrere, voneinander unabhängig bewegbare Krafteinleitungs- bzw. Abstützelemente auf, die in einer Ebene angeordnet sind. Diese verlaufen im wesentlichen parallel zu den Trennflächen des Formwerkzeuges. Bei einer senkrecht auf das Formwerkzeug wirkenden Zuhaltekraft sind so genügend Variationsmöglichkeiten gegeben, die Krafteinleitungs- bzw. Abstützelemente entsprechend einzusetzen.

Weiterhin bekannt ist aus der DE 196 09 568 A1 eine Druckausgleichsvorrichtung, die bei einem C-Gestell zwischen der Schließplatte und der beweglichen Formhälfte angeordnet ist. Sie besteht aus einer Kammer, die fest mit der Schließplatte verbunden ist. Die bewegliche Formhälfte ist fest mit einer Druckausgleichsplatte verbunden, die seinerseits durch einen Haltering in der Kammer gehalten ist. Zwischen der Druckausgleichsplatte und dem Boden der Kammer sind zwischen gehärteten Stahlblechen Stahlkugeln eingebettet.

Diese Lösungen sind in ihrer Konstruktion relativ aufwendig und nur bedingt bei anderen Pressenausführungen anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gummispritzpresse so zu gestalten, daß ein geschlossener Kraftfluß innerhalb des Werkzeuges ohne Gestellaufbiegung erreicht wird und Werkzeugparallelitätsabweichungen ausgeglichen werden.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Gummispritzpresse ist im Vergleich zu herkömmlichen, kraftaufnehmenden C-Gestellen der Wegfall von Parallelitätsabweichungen und Verlagerungen der Werkzeugoberfläche infolge der Gestellaufbiegung. Zusätzlich werden die Nachteile des Holmziehens beim Werkzeugwechsel an Pressen in reiner Holmbauweise umgangen. Der Werkzeugraum ist bei offener Presse frei zugänglich, so daß auch die Eckenvulkanisation von Profilgummis uneingeschränkt möglich ist.

Die Gummispritzpresse wird über servoelektrische Antriebe mit mechanischen Wandlern (Getriebe, Spindel-Mutter-Systeme etc.) angetrieben und die erforderliche Regelbarkeit der Systeme über eine integrierte Sensorik gesichert.

Die Gummispritzpresse ist mit einem Maschinengestell in L-Form ausgeführt, welches keine Schließ- bzw. Zuhaltekräfte aufnimmt, sondern allein zur Lagebestimmung der Werkzeugträger- und Heizplatten dient. Das Zuhalten der Werkzeughälften erfolgt mittels einer Schließeinheit mit innerem Tischeinsatz und verriegelbaren, zugbelasteten Holmen.

Die Spritzeinheit, Düsen-Andrückeinheit und die Werkzeughöhenverstellung sind auf einem senkrecht am Maschinengestell verfahrbaren Werkzeugschlitten angeordnet, welcher die Werkzeugöffnungs- und Schließbewegung sowie das Ein- und Ausfahren der Holme realisiert.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 Gummispritzpresse in einer Seitenansicht,

Fig. 2 L-förmiges Maschinengestell mit Linearführung des Werkzeugschlittens in Vorder- und Seitenansicht,

Fig. 3 Seitenansicht der Linearführung mit Werkzeugschlitten (Werkzeugschlitteneinheit),

Fig. 4 Detaildarstellung der Holme und der Verriegelungseinrichtung sowie der Werkzeughöhenverstellung,

Fig. 5 Detaildarstellung des Antriebes der Verriegelungseinrichtung,

Fig. 6 eine weitere Detaildarstellung der Verriegelungseinrichtung,

Fig. 7 Detaildarstellung der Schließeinheit,

Fig. 8 Detaildarstellung der Düsen-Andrückeinheit,

Fig. 9 Spritzeinheit,

Fig. 10 Detaildarstellung der Spritzeinheit,

Fig. 11 eine weitere Detaildarstellung der Spritzeinheit.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gummispritzpresse weist ein L-förmiges Maschinengestell 1 auf. Dieses ist als verschraubte Stahlkonstruktion ausgeführt und dient zur Aufnahme der vertikal angeordneten Linearführungen 12 des Werkzeugschlittens 2, des oberen und unteren Lagerbocks 13, 14, der Antriebsspindel 15 für die Bewegung des Werkzeugschlittens 2, des Hebelsystems 16 zum Antrieb des gelenkig gelagerten inneren Tischeinsatzes 4 zum Aufbringen der Schließ- und Zuhaltekraft sowie einem fest angeordneten Maschinentisch 7 mit Durchbrüchen für die verfahrbaren Holme 6 und deren Verriegelungseinrichtung 8.

Die Werkzeugschlitteneinheit der Gummispritzpresse ist in der Fig. 3 dargestellt. Der Werkzeugschlitten 2 ist als Stahl-Schweißkonstruktion ausgeführt und ist vertikal am Maschinengestell 1 in Linearführungen 12 geführt. Der Werkzeugschlitten 2 realisiert die Werkzeugöffnungs- bzw. -schließbewegung sowie das damit verbundene Aus- bzw. Einfahren der Holme 6 beim Verriegeln.

Die Verfahrbewegung des Werkzeugschlittens 2 wird durch eine Gewindespindel/Mutternkombination 17, angetrieben durch einen Antriebsmotor 18 und dem angeflanschten Planetengetriebe 19, realisiert.

Die Unterseite des Werkzeugschlittens 2 dient zur Aufnahme der oberen Isolierplatte 20, der oberen Heizplatte 21 und des Werkzeugoberteils 22, während an der Oberseite die Spritzeinheit 9, die Düsen-Andrückeinheit 10 und die Werkzeughöhenverstellung 12 angeordnet sind. Ein mittig angeordneter Durchbruch gewährleistet das Anfahren der Spritzdüse an das Werkzeugoberteil 22.

Die Holme 6 weisen an ihrem unteren Ende Durchbrüche für die Verriegelungsbolzen 23 auf und sind an ihrem oberen Ende mit einem Spindelgewinde 24 versehen und im Werkzeugschlitten 2 verdrehgesichert gelagert.

Durch manuellen Antrieb eines Zahnriemens 25, der in Zahnriemenrädern 26, die an den Holmmuttern 27 befestigt sind, eingreift, wird die Anpassung der Holme an verschiedene Werkzeughöhen beim Werkzeugwechsel erreicht.

In den Fig. 4, 5 und 6 sind Detaildarstellungen der Verriegelungseinrichtung dargestellt.

Durch die Verriegelungseinrichtung 8 werden bei geschlossenem Werkzeug die Verriegelungsbolzen 23 in die Durchbrüche der Holme 6 eingeschwenkt, um den Schließkraftaufbau zu gewährleisten.

Die Verriegelungsbolzen 23 sind auf einem Verriegelungsring 28 angeordnet, der über ein Zahnsegment 29 von einem Antriebsmotor 30 in die verriegelte bzw. entriegelte Stellung gebracht wird. Der Verriegelungsring 28 ist in Laufrollen 31 am Maschinentisch 7 zentrisch geführt.

Die Schließeinheit 3 - Fig. 7 - dient zum Aufbau der Schließkraft und zur Realisierung der Zuhaltekraft während des Spritz- und Ausvulkanisierprozesses.

Ein Antriebsmotor 5 mit Winkelgetriebe 32 und nachgeschaltetem, am Maschinengestell 1 angeordneten Hubspindelgetriebe 33 treibt ein als Schweißkonstruktion ausgeführtes, horizontal angeordnetes Hebelsystem 16 an, das den an den Laschen 34 und Bolzen 35 gelenkig angeordneten inneren Tischeinsatz 4 vertikal zum Schließkraftaufbau bzw. -abbau bewegt.

In der unbelasteten unteren Stellung wird der Tischeinsatz 4 durch kegelförmige Aufnahmebolzen 36 zentriert. An seiner Oberseite dient der Tischeinsatz 4 zur Aufnahme der unteren Isolierplatte 61, der unteren Heizplatte 62 und des Werkzeugunterteils 63.

Während des Schließkraftaufbaus kommt es durch vorhandene Fertigungstoleranzen und der Holmdehnung zu einer Relativbewegung zwischen Werkzeugschlitten 2 und dessen Antriebseinheit 17, 18, 19, die durch eine speziell ausgeführte, verschiebbare Lagerung 60 der Antriebsspindel ausgeglichen wird und bei Schließkraftabbau in ihre Ausgangslage zurückkehrt.

Die Düsen-Andrückeinheit - Fig. 8 - realisiert den Vorschub der Spritzeinheit 9. Die Verschlußdüse 48 wird kraftschlüssig an das Werkzeugoberteil 22 herangefahren und während des Anvulkanisiervorganges in dieser Stellung gehalten.

Auf der Grundplatte 37 sind zwei Hubspindelgetriebe 38, deren stehende Spindeln 39 am Werkzeugschlitten 2 befestigt sind, diagonal gegenüberliegend angeordnet. Die Hubspindelgetriebe werden durch einen Antriebsmotor 40, der auf dem Verteilergetriebe 58 sitzt, angetrieben. Die mechanische Kopplung erfolgt über Zwischenwellen mit elastischen Kupplungen 41 und dem Umlenkgetriebe 42. Zwei diagonal angeordnete Führungssäulen 43 mit wartungsfreien Gleitbuchsen 44 übernehmen die Seitenführung der gesamten Einheit.

In der Fig. 9 ist die Spritzeinheit 9 und in den Fig. 10 und 11 Details der Spritzeinheit 9 dargestellt.

Die Spritzeinheit 9 realisiert zwei Bewegungen, zum einen die Rotationsbewegung der Schnecke 47 zum Plastifizieren des Ausgangsmaterials und zum anderen die Translationsbewegung der Schnecke 47 zum Dosieren des Plastifiziervolumens und zum Einspritzen der plastifizierten Masse.

Auf der Grundplatte 37 der Düsenandrückeinheit ist ein zylindrischer Grundkörper 45 befestigt, der zur Aufnahme der mechanischen Bauelemente und Antriebsmotoren dient. An dessen Unterseite ist der Schneckenzylinder 46, der die Schnecke 47 und die Elemente der Verschlußdüse 48 aufnimmt, angeordnet.

Die Rotationsbewegung der Schnecke 47 wird erreicht, indem der Antriebsmotor 49 über das Planetengetriebe 50 und den Zahnriemen 51 ein auf der Schneckenwelle 57 angeordnetes Zahnriemenrad 52 antreibt. Der Antriebsmotor 49 ist mit einer Bremse ausgestattet, die beim Einspritzen (Translationsbewegung der Schnecke 47) die Rotationsbewegung der Schnecke 47 verhindert.

Die Translationsbewegung der Schnecke wird eingesetzt, indem ein weiterer Antriebsmotor 53 über ein Planetengetriebe 54 und eine Zahnradstufe 55 einen Trapezgewindetrieb 56 antreibt.

Die Schneckenwelle 57 ist fest an die Trapezgewindespindel gekoppelt, so daß zur Überlagerung der translatorischen und rotatorischen Bewegung der Schneckenwelle 57 eine spielfreie, verschiebbare Polygon-Welle/Nabe-Verbindung am Zahnriemenrad 52 erreicht wird.

Alle Bewegungen werden durch Initiatoren und Sicherheitsendschalter überwacht und bewirken bei Betätigung das sofortige NOT-AUS der Gummispritzpresse. Sämtliche Verfahrgeschwindigkeiten, Positionen, Kräfte und Zeiten sind am Bediengerät der Steuerung einstellbar. Eine in die Steuerung integrierte Kraftmeßdose 59 überwacht den Arbeitszyklus während des Plastifizier- und Einspritzvorganges.

Zur Herstellung der Betriebsbereitschaft der Gummispritzpresse werden alle Achsen in einer im Einrichtbetrieb stattfindenden Referenzfahrt in ihre Ausgangspositionen gebracht. Erst dann ist die Übernahme des Automatikbetriebes möglich. Der Automatikbetrieb wird durch Betätigung der 2-Hand-Taster gemäß der vorgegebenen Übernahmekurven ausgelöst.

Im Automatikbetrieb werden während eines Zyklus die nachfolgend beschriebenen Schritte nacheinander ausgeführt.

Der Werkzeugschlitten 2 wird auf die Verriegelungsposition mit 2-Hand-Taster verfahren. Dies entspricht der Position - Werkzeug geschlossen -. Anschließend erfolgt die Verriegelung der Holme 6 durch die Verriegelungseinrichtung 8. Nach dem Verriegeln wird die Schließkraft aufgebaut und die Holme 6 durch die Schließeinheit 3 vorgespannt. Die Zuhaltekraft wird nach Motorabschaltung durch Selbsthemmung im Antriebsstrang gewährleistet.

Durch die Rotationsbewegung der Schnecke 47 erfolgt der Einzug und die Plastifizierung des Ausgangsmaterials in den Schneckenzylinder 46. Nach Erreichen des unteren Kraftwertes (Staudruck) setzt die gleichzeitige Translationsbewegung der Schnecke 47 nach oben (Dosierung) bis zum Erreichen des Dosierweges ein. Es erfolgt die Abschaltung des Motors für die Translationsbewegung und das Halten der Position durch Selbsthemmung im Antriebsstrang.

Die notwendige Verdichtung der plastifizierten Masse wird durch Fortführung der Rotationsbewegung der Schnecke 47 bis zum Erreichen eines oberen Kraftwertes erreicht. Danach erfolgt das Abschalten der Rotationsbewegung und das Ansprechen der Haltebremse.

Die Düse 48 wird kraftschlüssig an das Werkzeugoberteil 22 verfahren. Nach Motorabschaltung erfolgt das Halten der Position durch Selbsthemmung in den Hubspindelgetrieben 38.

Durch die Translationsbewegung der Schnecke 47 bis in die Position - Schnecke unten - erfolgt das Einspritzen der plastifizierten Masse in die Werkzeugform. Mit dem Erreichen dieser Position wird der Motor 49 abgeschaltet. Nach Ablauf der Düsenverweilzeit wird die Düse 48 vom Werkzeugoberteil 22 bis in die Ausgangslage verfahren, um den Wärmeübergang und die damit verbundene Anvulkanisation der Masse in der Düse 48 zu verhindern. Mit dem Erreichen dieser Position wird der Motor 49 abgeschaltet.

Nach Ablauf der Ausvulkanisierzeit wird mittels der Schließeinheit 3 die Zuhaltekraft abgebaut und der innere Tischeinsatz 4 in die zentrierte Ausgangslage verfahren. Anschließend erfolgt das Entriegeln der Holme 6 und das Verfahren des Werkzeugschlittens 2 in die Position - Werkzeug offen -.

Nach der Formteilentnahme wird mittels 2-Hand-Taster der nächste Arbeitszyklus gestartet.

Bei automatischer Formteilentnahme ist ein vollautomatischer Betrieb der Gummispritzpresse möglich.

Bezugszeichenaufstellung

1

Maschinengestell

2

Werkzeugschlitten

3

Schließeinheit

4

Tischeinsatz

5

Antriebsmotor

6

Holm

7

Maschinentisch

8

Verriegelungseinrichtung

9

Spritzeinheit

10

Düsenandrückeinheit

11

Werkzeughöhenverstellung

12

Linearführung

13

Lagerbock

14

Lagerbock

15

Abtriebsspindel

16

Hebelsystem

17

Gewindespindel/Mutternkombination

18

Antriebsmotor

19

Planetengetriebe

20

obere Isolierplatte

21

obere Heizplatte

22

Werkzeugoberteil

23

Verriegelungsbolzen

24

Spindelgewinde

25

Zahnriemen

26

Zahnriemenräder

27

Holmmutter

28

Verriegelungsring

29

Zahnsegment

30

Antriebsmotor

31

Laufrollen

32

Winkelgetriebe

33

Hubspindelgetriebe

34

Lasche

35

Bolzen

36

Aufnahmebolzen

37

Grundplatte

38

Hubspindelgetriebe

39

Spindel

40

Antriebsmotor

41

Kupplung

42

Umlenkgetriebe

43

Führungssäule

44

Gleitbuchse

45

Grundkörper

46

Schneckenzylinder

47

Schnecke

48

Verschlußdüse

49

Antriebsmotor

50

Planetengetriebe

51

Zahnriemen

52

Zahnriemenrad

53

Antriebsmotor

54

Planetengetriebe

55

Zahnradstufe

56

Trapezgewindetrieb

57

Schneckenwelle

58

Verteilergetriebe

59

Kraftmeßdose

60

Lagerung

61

untere Isolierplatte

62

untere Heizplatte

63

Werkzeugunterteil

Claims

1. Gummispritzpresse mit einem Maschinengestell, einer Werkzeugschlitteneinheit, einer Verriegelungseinheit, einer Schließeinheit, einer Düsen-Andrückeinheit und einer Spritzeinheit, gekennzeichnet durch ein L-förmiges Maschinengestell (1) mit vertikal an diesem angeordneten Linearführungen (12) für den Werkzeugschlitten (2), wobei das Zuhalten der Werkzeughälften mittels einer Schließeinheit (3) mit innerem Tischeinsatz (4) und verriegelbaren, zugbelasteten Holmen (6) erfolgt.

2. Gummispritzpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fest angeordnete Maschinentisch (7) mit Durchbrüchen für die verfahrbaren Holme (6) und deren Verriegelungseinrichtung (8) versehen ist.

3. Gummispritzpresse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummispritzpresse über servoelektrische Antriebe mit mechanischen Wandlern antreibbar ist.

4. Gummispritzpresse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Werkzeugschlitten (2) die Spritzeinheit (9), die Düsen- Andrückeinheit (10) und die Werkzeughöhenverstellung (11) angeordnet sind.

5. Gummispritzpresse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Werkzeugschlittens (2) die obere Isolierplatte (20), die obere Heizplatte (21) und das Werkzeugoberteil (22) und an der Oberseite die Spritzeinheit (9), die Düsen-Andrückeinheit (10) und die Werkzeughöhenverstellung (12) angeordnet sind.

6. Gummispritzpresse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Holme (6) an ihrem unteren Ende Durchbrüche für die Verriegelungsbolzen (23) und an ihrem oberen Ende ein Spindelgewinde (24) aufweisen und im Werkzeugschlitten (2) verdrehgesichert gelagert sind.

7. Gummispritzpresse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsbolzen (23) bei geschlossenem Werkzeug in die Durchbrüche der Holme (6) einschwenkbar sind.

8. Gummispritzpresse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsbolzen (23) auf einem Verriegelungsring (28) angeordnet sind, der über ein Zahnsegment (29) von einem Antriebsmotor (30) in die ver- bzw. entriegelte Stellung gebracht wird.

9. Gummispritzpresse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tischeinsatz (4) durch kegelförmige Aufnahmebolzen (36) in der unbelasteten unteren Stellung zentrierbar ist.

10. Gummispritzpresse nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Werkzeugschlittens (2) die Werkzeugöffnungs- und Schließbewegung sowie das Ein- und Ausfahren der Holme (6) erfolgt.