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Die
Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit vertikal verfahrbarer
Schließeinheit
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Im
Laufe einer jahrzehntelangen Entwicklung hat es sich für eine Vielzahl
von Anwendungsfällen
zur Herstellung von Artikeln aus Kunststoff oder Gummimischungen
als sinnvoll erwiesen, für
diese Herstellungsprozesse Spritzgießmaschinen mit vertikal verfahrbarer
Schließeinheit
zu verwenden, so daß die
erzeugten Artikel nach dem Öffnen
des Werkzeugs aus dessen horizontaler Trennebene nach oben herausragen
und dementsprechend auch nach oben entnommen werden können. Das
ist beispielsweise von Vorteil, wenn sich in einem Werkzeug eine
Vielzahl von Formnestern für
verhältnismäßig kleine
Artikel befindet, die aufgrund ihrer eventuell Hinterschneidungen
aufweisenden Form oder ihres Materials gelegentlich Schwierigkeiten
bei ihrer Entnahme aus dem jeweiligen Formnest bereiten können und
daher ständig
von einem Mitglied des Bedienungspersonals beobachtet und bei Bedarf
von diesem – mit
oder ohne Spezialwerkzeug – per
Hand entfernt werden müssen,
oder wenn die Spritzgießmaschine
Bestandteil einer Produktionsstraße ist, in der die Weitergabe
der erzeugten Artikel an die nächste
Bearbeitungsstation am einfachsten durch eine Verschiebe- oder Verschwenkbewegung
in einer zur Trennebene des Werkzeugs parallelen horizontalen Ebene
in Verbindung mit einer anfänglichen
Hub- und einer abschließenden
Absetzbewegung erfolgt. Abgesehen davon, daß Spritzgießmaschinen mit vertikal verfahrbarer
Schließeinheit
im allgemeinen eine geringere Aufstandsfläche als entsprechende Spritzgießmaschinen
mit horizontal verfahrbarer Schließeinheit benötigen und
daher in einer vorhandenen Produktionshalle auch flexibler installiert
werden können.
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Bei
diesen Spritzgießmaschinen
mit vertikal verfahrbarer Schließeinheit hat es sich darüber hinaus
in vielen Anwendungsfällen
als sinnvoll erwiesen, das Oberjoch als feststehende Formaufspannplatte
vorzusehen und die verfahrbare Formaufspannplatte an dem als Gegendruckplatte
ausgebildeten Unterjoch abzustützen
und von dort gegen die feststehende Formaufspannplatte zu verfahren.
Das hat insbesondere den Vorteil, daß das Oberjoch nicht auch noch
die Antriebseinheiten für
das Anheben und Absenken der verfahrbaren Formaufspannplatte in
Form von Fahrzylindern und üblicherweise
noch vorhandene zusätzliche
Einrichtungen zur Erzeugung des Schließdrucks tragen muß und daher
sowohl die Holme als auch das Oberjoch in materialsparender Weise
weniger mächtig
ausgebildet werden können.
Das Unterjoch muß dann
zwar Anschläge
für die
Fahrzylinder und zusätzliche
Einrichtungen zur Erzeugung des Schließdrucks aufnehmen, benötigt aber
darüber
hinaus keine stabilitätserhöhenden Verstärkungen,
da es die Belastungen durch Fahrzylinder und Schließdruckerzeugung
unmittelbar in den Untergrund weiterleiten kann. Die erforderliche
Plastifizier- und Einspritzeinheit ist dann entweder auf oder über der
feststehenden Formaufspannplatte so angeordnet, daß sie die
fließfähige Kunststoffschmelze
oder eine fließfähige Gummimischung
von oben in den vertikal in der feststehenden Formaufspannplatte
verlaufenden Angußkanal
oder ein entsprechendes System von Verteilerkanälen einspeist, oder sie wird
jeweils seitlich an die Trennebene des Werkzeugs herangefahren,
um die fließfähige Kunststoffschmelze
oder eine fließfähige Gummimischung
seitlich in ein in der Trennebene angeordnetes System von Verteilerkanälen einzuspritzen.
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Als
Antriebseinheiten für
das Anheben und Absenken der verfahrbaren Formaufspannplatte werden
bei Spritzgießmaschinen
der vorgenannten Art üblicherweise
ein oder mehrere hydraulisch betätigbare
Fahrzylinder kleinen Querschnitts und großer Hublänge verwendet, deren der verfahrbaren
Formaufspannplatte abgewandtes Ende des Zylindergehäuses im
oder am Randbereich der Gegendruck platte an dieser angeschlagen
und deren der Gegendruckplatte abgewandtes Ende der Kolbenstange
in oder am Randbereich der verfahrbaren Formaufspannplatte an dieser
kraftschlüssig
befestigt ist. Die Erzeugung des Schließdruckes erfolgt dann mittels eines
in der Gegendruckplatte angeordneten Druckkissens, das nach dem
Stand der Technik aus einem beidseitig mit einer Hydraulikflüssigkeit
beaufschlagbaren Kurzhubzylinder größeren Querschnitts und vertikaler
Bewegungsrichtung mit einer maximalen Auslenkung in der Größenordnung
von hK = 50 mm besteht, dessen – ansatzweise – Kolbenstange
eine horizontale Endfläche
aufweist, die im Ruhezustand des Druckkissens im wesentlichen mit
der oberen Begrenzungsfläche
der Gegendruckplatte fluchtet.
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Die
zeitweise Kopplung des vorgenannten Druckkissens an die verfahrbare
Formaufspannplatte zur Erzeugung des Schließdrucks des von den Fahrzylindern
zusammengeführten
Werkzeugs erfolgt dann üblicherweise
entweder mittels einer Anordnung, bei der ein kraftschlüssig mit
der Unterseite der verfahrbaren Formaufspannplatte verbundener und von
dort nach unten weisender Stempel vorgegebener Länge und ausreichender Stabilität bei abgesenkter
verfahrbarer Formplatte in eine zentrische Bohrung des Kolbens und
der – ansatzweisen – Kolbenstange
des Druckkissens, das in diesem Falle einen Ringkolben ausbildet,
sowie gegebenenfalls der Unterseite der Gegendruckplatte eintaucht
und bei angehobener verfahrbarer Formaufspannplatte mit seiner unteren
horizontalen Endfläche
gerade so weit oberhalb der oberen – jetzt ringförmigen – Endfläche der – ansatzweisen – Kolbenstange
zum Stillstand kommt, daß in
den Spalt zwischen unterer Stempelendfläche und oberer Endfläche der
Kolbenstange von der Seite her eine ausreichend stabile Schwenkscheibe
eingeklappt werden kann, oder aber mittels eines im ausgefahrenen
Zustand der verfahrbaren Formaufspannplatte zwischen deren Unterseite
und die obere Endfläche
der – ansatzweisen – Kolbenstange
des Kurzhubzylinders von der Seite her einschwenkbaren Druckstocks,
d.h. ebenfalls eines Stempels vorgegebener Länge und ausreichender Stabilität_ Die erstgenannte
Kopplung wird beispielsweise bei Maschinen der Patentanmelderin
verwirklicht, die einen Stempel nicht nur vor gegebener, sondern
konstanter Länge
verwenden und für
den Fall einer erwünschten
Anpassung der Spritzgießmaschine an
unterschiedliche Werkzeughöhen
in der feststehenden Formaufspannplatte eine in diese integrierte und
gegenüber
den oberen Enden der Holme wirksame mechanische Höhenverstellung
aufweisen, die jedoch die kraftschlüssige Verbindung zwischen dieser
Platte und den Holmen im jeweils festgelegten Zustand unberührt läßt. Die
zweitgenannte Kopplung wird beispielsweise bei Maschinen der Firma
Dieffenbacher verwendet, war aber auch schon Bestandteil in Drehtisch-Spritzgießanlagen
zur Herstellung von Artikeln aus Gummimischungen der Rechtsvorgängerin der
Patentanmelderin, der Klöckner
Ferromatik Desma GmbH, in den 80iger Jahren. Bei den Spritzgießmaschinen
der Firma Dieffenbacher erfolgt die Anpassung der Maschine an unterschiedliche
Werkzeughöhen
durch mechanische Verlängerung
oder Verkürzung
des Druckstocks mittels einer in ihn integrierten Gewindeanordnung.
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Als
nachteilig erweist sich bei allen Spritzgießmaschinen der vorbeschriebenen
Art jedoch, daß aufgrund
der Integration des Druckkissens in die Gegendruckplatte die gesamte
Höhe aus
Gegendruckplatte und abgesenkter verfahrbarer Formaufspannplatte
einschließlich
der darauf aufgespannten Werkzeughälfte und damit die sogenannte
Bedienhöhe
einen vorgegebenen Mindestwert in der Größenordnung von hB =
1000 mm nicht unterschreiten kann, so daß eine ergonomische Handhabung
der Trennebene der abgesenkten Werkzeughälfte und der aus dieser herausragenden
erzeugten Spritzgießartikel
nur dann erfolgen kann, wenn die Maschine in einer – aufwendigen – Grube
installiert wird oder das zuständige
Mitglied des Bedienungspersonals zwangsläufig von einem – schon
wegen häufigen Verlassens
und Wiederbesteigens unfallträchtigen – Podest
aus arbeitet.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Spritzgießmaschinen
mit vertikal verfahrbarer Schließeinheit zur Verfügung zu
stellen, die es aufgrund ihrer konstruktiven Ausgestaltung gestatten,
ohne zusätzliche
Maßnahmen
von ihrer Aufstandsfläche
aus eine Bedienhöhe
sicherzustellen, die in der Größenordnung
von hB = 750 mm liegt.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit Hilfe der Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1.
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Dabei
erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß der zuschaltbare Kurzhubzylinder
eine in der Anlagestellung aus dem Außenraum der Schließeinheit
in horizontaler Richtung zwischen Gegendruckplatte und verfahrbare
Formaufspannplatte ein- und ausfahrbare, mit einem fluiden Medium
beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Anordnung
ist, weil damit in jedem Fall die Gegendruckplatte ohne integriertes
Druckkissen und damit bei gleicher Stabilität mit deutlich geringerer Höhe ausbildbar
ist, so daß mit
einer solchen Gegendruckplatte in Verbindung mit einer in jedem
Falle auf ihrer Unterseite ebenen verfahrbaren Formaufspannplatte
und der auf dieser arretierten unteren Werkzeughälfte tatsächlich eine Bedienhöhe in der
Größenordnung
von hB = 750 mm oberhalb der Aufstandsfläche der
Spritzgießmaschine
erreichbar ist. Dies erfordert zwar die Installation einer zusätzlichen
Anordnung zum horizontalen Ein- und Ausfahren der für die Erzeugung
des Schließdrucks
vorgesehenen Kolben-Zylinder-Anordnung, vermindert aber demgegenüber nicht
nur die Höhe der
Gegendruckplatte in zielgerichteter Weise, sondern vereinfacht deren
Aufbau erheblich und läßt außerdem den
Verschwenkungsmechanismus für
eine Schwenkscheibe oder einen Druckstock sowie letztere selbst
fortfallen, so daß der
Vorteil der ergonomischen Bedienhöhe bei weitem überwiegt.
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Als
vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung der vorliegenden Spritzgießmaschine
anzusehen, bei der die Kolben-Zylinder-Anordnung neben dem kurzfristig
mit einem fluiden Medium füll-
und entleerbaren Hubvolumen zur Erzeugung des Kurzhubs ein weiteres
Vorspannvolumen aufweist, das in willkürlichen größeren Zeitintervallen mit unterschiedlichen Mengen
des fluiden Mediums beaufschlagbar ist, um die Ausgangshöhe der Kolben-Zylinder-Anordnung für den Kurzhubbetrieb
an unterschiedliche Werkzeughöhen
anpassen zu können,
da dies gestattet, auf jedwede mechanische oder auch elektromechanische
Vorrichtung zur Anpassung der Spritzgießmaschine an unterschiedliche
Werkzeughöhen
zu verzichten, sei es eine in der feststehenden Formaufspannplatte
in tegrierte Werkzeughöhenverstellung, die
eine aufwendige Zusatzbearbeitung sowohl dieser Formaufspannplatte
als auch der oberen Enden der Holme erfordert, oder auch ein mit
einer integrierten Gewindeanordnung versehener Druckstock.
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Dabei
ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
der in Rede stehenden Spritzgießmaschine
als besonders vorteilhaft anzusehen, wenn Hubvolumen und Vorspannvolumen
einen gemeinsamen Raum ausbilden, da dies eine besonders einfache
und kostengünstige
Herstellung der für
die Erzeugung des Schließdrucks
und die Kopplung des Kurzhubzylinders sowohl mit der Gegendruckplatte als
auch mit der verfahrbaren Formaufspannplatte erforderlichen Kolben-Zylinder-Anordnung
gestattet, wobei in weiterer vorteilhafter Weise einerseits die Definition
des Hubvolumens durch die Steuerung der zu- und abfließenden Menge
von fluidem Medium zur Erzeugung des Kurzhubs erfolgen kann und
andererseits als fluides Medium Hydraulikflüssigkeit bekannter Art verwendbar
ist. Selbstverständlich
ist es in speziellen Anwendungsfällen
auch möglich,
innerhalb der Kolben-Zylinder-Anordnung zwei getrennte Zylinderräume für Hub- und
Vorspannvolumen vorzusehen, beispielsweise in der Form, daß in der
Kolbenstange des Kurzhubkolbens eine weitere Kolben-Zylinder-Einheit
als Vorspannsystem angeordnet ist.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine
ist auch dann gegeben, wenn die Kolben-Zylinder-Anordnung mittels
einer oder mehrerer, mit einem fluiden Medium beaufschlagbarer Kolben-Zylinder-Einheiten
mit horizontaler Längsachse
in die Schließeinheit
ein- und ausgefahren wird, weil dies eine erprobte und bewährte Methode
zur schnellen und zielgerichteten Verschiebung beweglicher Elemente
größerer Masse ist,
deren Übertragung
auf den vorliegenden Fall keinerlei konstruktive Schwierigkeiten
aufweist. Dieselben Vorteile gelten andererseits auch für Ausführungsformen
der vorliegenden Spritzgießmaschine, bei
denen die Kolben-Zylinder-Anordnung mittels eines oder mehrerer,
elektromotorisch betätigter
Spindelantriebe mit horizontaler Längsachse oder mittels eines
oder mehrerer, elektromotorisch betätigter Zahnrad-Zahnstangen-Antriebe
mit ho rizontaler Längsachse
in die Schließeinheit
ein- und ausfahrbar ist.
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Als
vorteilhafte Weiterbildung der in Rede stehenden Spritzgießmaschine
ist auch eine solche anzusehen, bei der die der Gegendruckplatte
zugewandte untere Bodenfläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung
unmittelbar auf der Gegendruckplatte und einer deren obere Deckfläche verlängernden
Stützplatte
verfahren wird, da dies eine besonders einfache und damit kostengünstige Konstruktion
der zur Längsführung und
Abstützung
der horizontal verfahrbaren Kolben-Zylinder-Anordnung erforderlichen Elemente
gestattet – jedenfalls
dann, wenn die dem Ein- und Ausfahren der Kolben-Zylinder-Anordnung dienenden
Antriebselemente von vornherein eine ausreichende Seitenstabilität der horizontalen
Ein- und Ausfahrbewegung sicherstellen. Anderenfalls läßt sich
eine solche Seitenstabilität
bei einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine
in vorteilhafter Weise auch dadurch erreichen, daß der Bereich
der Gegendruckplatte und der Stützplatte,
der von der unteren Bodenfläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung berührt wird, als Flachbett ausgebildet
ist.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der vorliegenden Spritzgießmaschine
ist auch dann gegeben, wenn mindestens der Bereich der Gegendruckplatte und
der Stützplatte,
der von der unteren Bodenfläche der
Kolben-Zylinder-Anordnung berührt
wird, und/oder die untere Bodenfläche der Kolben-Zylinder-Anordnung
vor dem bestimmungsgemäßen Einsatz
einer Oberflächenbehandlung
zur Erniedrigung des Reibungs-Koeffizienten unterzogen wird, da
dies in jedem Fall die Gleitfähigkeit
der Kolben-Zylinder-Anordnung auf der Gegendruckplatte und der Stützplatte
deutlich erhöht,
so daß für die Ein-
und Ausfahrbewegung entweder Antriebselemente geringerer Leistung
und damit üblicherweise
auch geringerer Kosten einsetzbar oder aber höhere Ein- und Ausfahrgeschwindigkeiten
bei vermindertem Materialverschleiß erzielbar sind. Der letztgenannte
vorteilhafte Effekt läßt sich
bei einer Weiterbildung der in Rede stehenden Spritzgießmaschine
auch noch dadurch verbessern, daß in den Bereich zwischen Gegendruckplatte
und Stützplatte
einerseits und unterer Bodenfläche
der Kolben-Zylinder- Anordnung
andererseits kontinuierlich oder diskontinuierlich ein Schmiermittel
eingebracht wird.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine
erweist es sich außerdem
als vorteilhaft, wenn die der Gegendruckplatte zugewandte untere
Bodenfläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung
mittels in oder an ihr und/oder in oder an der Gegendruckplatte
und der Stützplatte
angeordneter rad- oder rollenartiger Elemente auf der Gegendruckplatte
und der Stützplatte verfahren
wird, wobei die rad- oder rollenartigen Elemente jeweils derart
gehalten werden, daß die
Kolben-Zylinder-Anordnung
in ihrer Arbeitsposition zwischen Gegendruckplatte und verfahrbarer
Formaufspannplatte auf die Gegendruckplatte aufsetzbar ist, weil
das Ein- und Ausfahren der Kolben-Zylinder-Anordnung mit derartigen
rad- oder rollenartigen Elementen von vornherein erheblich erleichtert
wird und außerdem
den Materialverschleiß an
der Bodenfläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung sowie an der Grundplatte und der Stützplatte
deutlich verringert – abgesehen
davon, daß auch
in diesem Falle die Verwendung von Antriebselementen geringerer
Leistung und geringerer Kosten ermöglicht wird. Dabei können die
rad- oder rollenartigen Elemente in vorteilhafter Weise entweder
von hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheiten mit
vertikaler Längsachse
oder von Federsystemen mit vertikaler Wirkungslinie in oder an der
unteren Bodenfläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung und/oder in oder an der Gegendruckplatte
und der Stützplatte
gehalten werden, wobei die Federkraft bei alleiniger Belastung durch
das Gewicht der Kolben-Zylinder-Anordnung zum Ausfahren der rad-
oder rollenartigen Elemente ausreicht, bei der Betätigung des
zuschaltbaren Kurzhubzylinders jedoch das Aufsetzen der Kolben-Zylinder-Anordnung
auf der Gegendruckplatte gestattet, da in beiden vorgenannten Fällen sowohl ein
leichtes Ein- und Ausfahren der Kolben-Zylinder-Anordnung als auch
ihr eindeutiges Aufsetzen auf der Gegendruckplatte in der Arbeitsposition
zwischen dieser und der verfahrbaren Formaufspannplatte sichergestellt
wird.
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Bei
einer anderen Weiterbildung der vorliegenden Spritzgießmaschine
ist es außerdem
als sehr vorteilhaft anzusehen, daß die Gegendruckplatte und die
Stützplatte
und/oder die untere Bodenfläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung zusätzliche Führungselemente in Form von
Schienen, Nuten oder Rollenbahnen aufweisen, die mit angepaßten Gegenelementen
in Form von rad- oder rollenartigen Elementen, Nuten, Führungszapfen
oder Abrollflächen
zusammenwirken, weil damit eine sehr gute Seitenstabilität der horizontalen
Ein- und Ausfahrbewegung erreicht wird, und zwar auch und gerade
dann, wenn andererseits möglichst
einfache und damit kostengünstige
Antriebselemente innerhalb der Gesamtkonstruktion zur Anwendung
kommen sollen. Dabei ergibt sich eine besonders gute Führung der
Kolben-Zylinder-Anordnung bei einer Weiterbildung der in Rede stehenden
Spritzgießmaschine,
bei der in vorteilhafter Weise die Kolben-Zylinder-Anordnung in ihrem
Bodenbereich über
eine starre Verstrebung kraftschlüssig mit der Kolbenstange einer
horizontal betätigbaren
hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Einrichtung verbunden
ist, die außerhalb
des Zylinders von einem auf hinreichender Länge für den Durchlaß der starren
Verstrebung geschlitzten Rohr hinreichender Glätte seiner Innenwand geführt wird,
das horizontal in oder unter der Stützplatte und in der Gegendruckplatte
angeordnet ist, da dies eine bekannte konstruktive Lösung für die Führung von
oszillierend bewegten Elementen ist, die bei hoher Stabilität ein Minimum
an Bauelementen – insbesondere
von beweglichen Bauelementen – erfordert.
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Als
sehr vorteilhaft erweist sich bei einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine
auch, daß die
untere Bodenfläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung taschenartige Ausnehmungen aufweist,
in denen mindestens je eine Düse
angeordnet ist, die über
ein in der Kolben-Zylinder-Anordnung angeordnetes Leitungssystem
mit einem unter hohem Druck stehenden gasförmigen Medium beaufschlagar
ist, da auf diese Weise jegliche Reibung zwischen der unteren Bodenfläche der
Kolben-Zylinder-Anordnung
und der Gegendruckplatte bzw. der Stützplatte während der Ein- und Ausfahrbewegung
vermieden wird, die Kolben-Zylinder-Anordnung
aber in ihrer Arbeitsposition zwischen Gegen druckplatte und verfahrbarer
Formaufspannplatte durch einfache Druckverminderung auf der Gegendruckplatte
aufsetzbar ist. Dabei erweist es sich weiterhin – insbesondere aus Kosten-
und Sicherheitsgründen – als sehr
vorteilhaft, wenn als gasförmiges
Medium hochkomprimierte Luft verwendet wird, weil eine solche Maßnahme lediglich
die Installation eines Kompressors bekannter Art erfordert.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Spritzgießmaschine
liegt darüber hinaus
vor, wenn die Kolben-Zylinder-Anordnung auf einer Transportplatte
angeordnet und kraftschlüssig mit
dieser verbunden ist, wobei die Unterseite der Transportplatte die
untere Bodenfläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung
ausbildet, insbesondere dann, wenn außerdem die kraftschlüssige Verbindung
zwischen Kolben-Zylinder-Anordnung und Transportplatte lösbar ausgebildet
ist, weil damit sowohl die Herstellung der gesamten Kolben-Zylinder-Anordnung
als auch ihre Wartung wesentlich erleichtert wird, da insbesondere
alle in oder an der Bodenfläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung zu verwirklichenden Merkmale der vorstehend
erläuterten erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine
unabhängig
von der eigentlichen Kolben-Zylinder-Anordnung installiert, ausgetauscht
oder repariert werden können.
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Ausführungsbeispiele
der vorbeschriebenen Spritzgießmaschine
mit vertikal verfahrbarer Schließeinheit sind in der Zeichnung
dargestellt.
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Es
zeigen:
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1: Seitenansicht einer Spritzgießmaschine
im Ausgangszustand mit hochgefahrener Formaufspannplatte und in
der Ruheposition außerhalb
der Schließeinheit
befindlicher Kolben-Zylinder-Anordnung in schematischer und teilweise durchbrochener
Darstellung (Kolben-Zylinder-Anordnung geschnitten).
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2: Seitenansicht einer Spritzgießmaschine
in Arbeitsposition der zwischen Gegendruckplatte und verfahrbare
Formaufspannplatte eingefahrenen Kolben-Zylinder-Anordnung bei maximaler Werkzeughöhe in schematischer
und teilweise durchbrochener Darstellung (Kolben-Zylinder-Anordnung
geschnitten).
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3: Seitenansicht einer Spritzgießmaschine
in Arbeitsposition der zwischen Gegendruckplatte und verfahrbare
Formaufspannplatte eingefahrenen Kolben-Zylinder-Anordnung bei minimaler Werkzeughöhe in schematischer
und teilweise durchbrochener Darstellung (Kolben-Zylinder-Anordnung
geschnitten).
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4a: Seitenansicht einer
Ausführungsform
der Kolben Zylinder-Anordnung einschließlich aller für ihre horizontale
Ein- und Ausfahrbewegung notwendigen Elemente der Spritzgießmaschine
in einer Position während
der Ein- und Ausfahrbewegung in
schematischer und teilweise durchbrochener Darstellung (Kolben-Zylinder-Anordnung)
geschnitten.
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4b; Schnitt A – A aus 4a in schematischer Darstellung
und geändertem
Maßstab.
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5a: Seitenansicht einer
weiteren Ausführungsform
der Ko1-ben-Zylinder-Anordnung
in einer der 4a entsprechenden
Darstellungsform ohne ihren oberen Teil und die verfahrbare Formaufspannplatte.
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5b: Aufsicht auf die untere
Bodenfläche der
Kolben-Zylinder-Anordnung
der 5a in geändertem
Maßstab.
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Die 1, 2 und 3 zeigen
jeweils in schematischer und teilweise durchbrochener Darstellung (Kolben-Zylinder-Anordnung
geschnitten) die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine 1 in
verschiedenen Betriebszuständen,
und zwar einmal im Ausgangszustand jedes Spritzgießzyklus, bei
dem die für
die Erzeugung des Schließdrucks
erforderliche Kolben-Zylinder-Anordnung 2 aus der Schließeinheit 3 in
eine außerhalb
dieser befindliche Ruheposition ausgefahren ist, zum anderen in
einer Arbeitsposition zwischen Gegendruckplatte 4 und verfahrbarer
Formaufspannplatte 5, wenn das verwendete Formwerkzeug 6 die
maximal mögliche Werkzeughöhe aufweist,
und außerdem
in einer Arbeitsposition zwischen Gegendruckplatte 4 und
verfahrbarer Formaufspannplatte 5, wenn das verwendete
Formwerkzeug 7 die minimal mögliche Werkzeughöhe besitzt.
Des weiteren sind diesen 1 bis 3 in identischer Weise zwei
von mindestens 3 Holmen 8, die einerseits kraftschlüssig mit
der das Unterjoch bildenden Gegendruckplatte 4 und andererseits
kraftschlüssig
mit einer das Oberjoch bildenden feststehenden Formaufspannplatte 9 verbunden
sind und auf denen die verfahrbare Formaufspannplatte 5 mittels
mindestens eines – hier
zweier sichtbarer – Fahrzylinder 10 in
Form von langhubigen – vorzugsweise,
aber nicht zwangsläufig
hydraulischen – Kolben-Zylinder-Einheiten
bekannter Art, deren feststehendes Ende jeweils an der Gegendruckplatte 4 und deren
bewegliches Ende jeweils an der verfahrbaren Formaufspannplatte 5 angeschlagen
ist, in vertikaler Richtung auf und ab bewegt wird, sowie eine die
obere Deckfläche 11 der
Gegendruckplatte 4 verlängernde
Stützplatte 12 zur
Aufnahme der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 in
deren Ruheposition zu entnehmen.
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Die
Antriebseinheit 13 für
die horizontale Bewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 auf der Gegendruckplatte 4 und
der Stützplatte 12 ist
hier nur schematisch angedeutet und kann durch jede dem Fachmann
bekannte Maßnahme
verwirklicht werden, beispielsweise durch eine oder mehrere pneumatische
oder hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten, durch einen oder mehrere
elektromotorisch betätigte Spindelantriebe,
durch einen oder mehrere elektromotorisch betätigte Zahnrad-Zahnstangen-Antriebe oder
auch durch eine oder mehrere elektromotorisch betätigte Seilzug-,
Ketten- oder Zahnriemenanordnungen. Ebenso wird hier auf eine explizite
Darstellung der verwendeten Formwerkzeuge 6, 7 verzichtet,
die in den 1 bis 3 nur durch den Nettoabstand
zwischen der verfahrbaren Formaufspannplatte 5 und der feststehenden
Formaufspannplatte 9 angedeutet sind, da es sich dabei
um bekannte und im vorliegenden Fall nicht erfindungswesentliche
Elemente handelt.
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Bezüglich der
Führung
der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 auf der Gegendruckplatte 4 und
der Stützplatte 12 ist
hier – ohne
Beschränkung
der Allgemeinheit – vorausgesetzt,
daß in
beiden vorgenannten Platten ein gemeinsames Flachbett 14 ausgebildet
ist. Andere Führungselemente
sind im Detail in den im weiteren beschriebenen 4a bis 5b dargestellt.
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Die 4a und 4b zeigen dabei einerseits eine Seitenansicht
einer Ausführungsform
der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 einschließlich aller
für ihre horizontale
Ein- und Ausfahrbewegung notwendigen Elemente der Spritzgießmaschine
in einer Position während
der Ein- oder Ausfahrbewegung in schematischer und teilweise durchbrochener
Darstellung (Kolben-Zylinder-Anordnung geschnitten) und andererseits
den Schnitt A – A
aus 4a in ebenfalls schematischer
Darstellung und geändertem
Maßstab.
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Dabei
läßt die 4a gegenüber den 1 bis 3 insbesondere
eine Transportplatte 20, auf der die ursprüngliche
Kolben-Zylinder-Anordnung 2 angeordnet und mit der letzteren
kraftschlüssig – aber vorzugsweise
lösbar – verbunden
ist, eine Reihe von um vertikale und in der Gegendruckplatte 4 sowie
in der Stützplatte 12 gelagerte
Achsen 21 rotierbare rad- oder rollenartige Elemente 22 sowie
weitere, um horizontale und senkrecht zur Zeichenebene gelagerte
Achsen rotierbare rad- oder rollenartige Elemente 23 erkennen.
Elemente, die mit bereits in den 1 bis 3 verwendeten Bezugszeichen
charakterisiert werden, offenbaren identische Elemente oder solche
gleicher Wirkungsweise wie dort. Dasselbe gilt zukünftig auch
bezüglich
der 4b bis 5b hinsichtlich der jeweils
vorangegangenen.
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Außerdem ist
in der 4a die Ruheposition der
Kolben-Zylinder-Anordnung 2 außerhalb der Schließeinheit 3 durch
den symbolischen Pfeil 40 und ihre Arbeitsposition zwischen
Gegendruck platte 4 und verfahrbarer Formaufspannplatte 5 durch
den symbolischen Pfeil 41 gekennzeichnet.
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Die
Transportplatte 20 dient in erster Linie dazu, alle für die Erleichterung
der Aus- und Einfahrbewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2, d.h. insbesondere
zur Verminderung der Reibung zwischen Kolben-Zylinder-Anordnung 2 einerseits
und Gegendruckplatte 4 sowie Stützplatte 12 andererseits,
erforderlichen Maßnahmen
nicht unmittelbar an der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 vornehmen
zu müssen,
sondern möglichst
unabhängig
von dieser durchführen
zu können,
so daß die
Vervollständigung der
Gesamtanordnung nach – separater – Fertigstellung
(oder Wartung oder Reparatur) der Transportplatte 20 nur
noch die Herstellung einer – vorzugsweise
lösbaren – kraftschlüssigen Verbindung
zwischen Kolben-Zylinder-Anordnung 2 und Transportplatte 20 erfordert.
Diese Verbindung selbst ist in der vorliegenden Darstellung der 4a allerdings nicht explizit
offenbart worden, da sie einerseits dem Fachmann bekannt ist und
andererseits nur die Übersichtlichkeit
der Zeichnung vermindern würde.
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Die
rad- oder rollenartigen Elemente 22 bilden gemeinsam mit
jeder parallel zur Ein- und Ausfahrbewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 ausgerichteten
Seitenwand von dieser oder der zugehörigen Transportplatte 12 (hier
ist nur die vordere dieser Seitenwände und die dazugehörige Reihe
der rad- und rollenartigen Elemente 22 sichtbar) eine seitliche
Führung
der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 für die Ein- und Ausfahrbewegung
in der Weise aus, daß die
jeweilige Seitenwand eine Abrollfläche 24 für die jeweilige
Reihe von rad- oder rollenartigen Elementen 22 zur Verfügung stellt.
Die Art, Zahl und Anordnung der rad- oder rollenartigen Elemente 22 innerhalb
einer Reihe ist dabei selbstverständlich nicht durch die vorliegende 4a festgelegt, sondern liegt
im Belieben des Fachmanns.
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Die
rad- oder rollenartigen Elemente 23 dienen während der
Einund Ausfahrbewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 (einschließlich der
Transportplatte 20) auf jeden Fall der Verminderung der Reibung
zwischen Kolben-Zylinder-Anordnung 2 bzw.
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Transportplatte 20 einerseits
und der Gegendruckplatte 4 sowie der Stützplatte 12 andererseits und
bilden dabei zumindest eine Führung
der unteren Bodenfläche 25 der
Kolben-Zylinder-Anordnung 2 bzw. der Transportplatte 20 in
ausreichendem Abstand oberhalb der oberen Deckfläche 11 der Gegendruckplatte 4 bzw.
der Stützplatte 12 aus.
Vorteilhafterweise wird die jeweilige Halterung der rad- oder rollenartigen
Elemente 23 dabei so ausgeführt, daß die untere Bodenfläche 25 in
der Arbeitsposition zwischen Gegendruckplatte 4 und verfahrbarer
Formaufspannplatte 5 auf die Gegendruckplatte 4 aufsetzbar
ist – wie
in der folgenden 4b im
einzelnen zu erkennen ist.
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In
der 4b sind neben der
vollständigen seitlichen
Führung
der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 durch die Kombination von
zwei Reihen von rad- oder rollenartigen Elementen 22, deren
Achsenlagerung 27 hier – da grundsätzlich bekannt – nur schematisch angedeutet
ist, mit den Abrollflächen 24 der
Transportplatte 20 weitere mögliche Führungselemente bezüglich der
Ein- und Ausfahrbewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 dargestellt,
die in der Praxis sicher nicht in der dargestellten Vielfalt in
einer einzigen Spritzgießmaschine
zur Anwendung kommen werden, hier jedoch einerseits zur Reduzierung der
Zahl von Zeichnungen und andererseits für eine zusammenfassende Übersicht
der Möglichkeiten
in einer Abbildung zusammengefaßt
worden sind.
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Die
bereits im Zusammenhang mit der 4a angeführte Führung der
unteren Bodenfläche 25 in
vorgegebenem Abstand, für
den eine Größenordnung
von 0,1 mm ≤ a ≤ 5 mm als
durchaus ausreichend anzusehen sein wird, oberhalb der oberen Deckfläche 11 ist
beispielsweise mit der im rechten Bereich der 4b offenbarten Anordnung aus einem rad-
oder rollenartigen Element 23, dessen Achse 28 von
einer in einem in die Gegendruckplatte 4 bzw. Stützplatte 12 eingebrachten
Schacht 29 geführten
Halterung 30 getragen wird, die ihrerseits auf ihrer dem
Element 23 abgekehrten Seite mit einem sich gegen den Schachtgrund 31 abstützenden
mechanischen Federsystem 32 in Wirkverbindung steht, realisierbar.
Dabei ist die Federkraft – zumindest
im Bereich der Arbeitsposition (s. Pfeil 41 in 4a) – so einstellbar, daß sie bei
alleiniger Belastung durch das Gewicht der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 einschließlich der
Transportplatte 20 den vorgenannten Abstand aufrechterhält, bei
der Erzeugung des Schließdrucks
durch die Kolben-Zylinder-Anordnung 2 jedoch deren Aufsetzen
auf die Gegendruckplatte 4 gestattet. Selbstverständlich kann
diese Anordnung auch in der Transportplatte 20 installiert
werden und dann auf der oberen Deckfläche 11 abrollen.
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Eine
weitere mögliche
Anordnung sowohl der Führung
der unteren Bodenfläche 25 im
Abstand zur oberen Deckfläche 11 als
auch zur seitlichen Führung
ist im linken Bereich der vorliegenden 4b dargestellt. Hier ist einerseits der
wesentliche Teil der Anordnung in der Transportplatte 20 untergebracht, was
natürlich
ohne Beschränkung
der Allgemeinheit ebenfalls in der Gegendruckplatte 4 und
der Stützplatte 12 erfolgen
könnte,
und andererseits das mechanische Federsystem 32 durch eine
pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 33 ersetzt worden.
Darüber
hinaus läuft
das rad- oder rollenartige Element 23 in einer in der oberen
Deckfläche 11 angeordneten
Nut 34, die bei anderer Unterbringung (s.o.) selbstverständlich auch
in der Transportplatte 20 angeordnet werden kann.
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Selbstverständlich können jeweils
mehrere der vorgenannten Anordnungen von rad- oder rollenartigen
Elementen 23 auch zu fortlaufenden Rollenbahnen zusammengefaßt werden,
die dann gemeinsam mit ihrem jeweiligen rückwärtigen mechanischen Federsystem
oder einer oder mehreren pneumatischen oder hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten
als ein- oder mehrteilige Einsätze
in entsprechend dimensionierten Ausnehmungen in der Transportplatte 20 oder
der Gegendruckplatte 4 bzw. der Stützplatte 12 montierbar
sind.
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Eine
reine seitliche Führung
der Ein- und Ausfahrbewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 läßt sich
auch mit der im mittleren Bereich der vorliegenden 4b gezeigten Anordnung erzielen, bei der
eine auf der oberen Deckfläche 11 angeordnete Schiene 35 in
eine in die Transportplatte 20 eingebrachte Nut 36 eingreift,
wobei die Höhe
der Schiene 35 derart mit der Tiefe der Nut 36 abgestimmt
ist, daß die
Anordnung aus beiden zumindest im Bereich der Arbeitsposition (s.
Pfeil 41 in 4a)
das Absenken der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 auf die Gegendruckplatte 4 gestattet.
Selbstverständlich
kann die Schiene 35 auch an der Transportplatte 20 angeordnet
und die Nut 36 in die Gegendruckplatte 4 eingebracht
werden. Darüber
hinaus kann die Schiene 35 auch durch mehrere einzelne
Führungszapfen
ersetzt werden, ohne daß das
Ziel der Seitenstabilisierung verfehlt wird. Art, Zahl und Anordnung
solcher Führungszapfen
liegt dabei im Belieben des Fachmanns. Gleiches gilt selbstverständlich auch
für beliebige
Kombinationen aller vorstehend aufgeführten Führungselemente für die horizontale
Ein- und Ausfahrbewegung einer Kolben-Zylinder-Anordnung 2.
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Die 5a und 5b zeigen einerseits die Seitenansicht
einer weiteren Ausführungsform
der Kolben-Zylinder-Anordnung in einer der 4a entsprechenden Darstellungsform ohne
ihren oberen Teil und die verfahrbare Formaufspannplatte sowie andererseits
eine Aufsicht auf die untere Bodenfläche der Kolben-Zylinder-Anordnung
der 5a in geändertem
Maßstab.
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Im
Unterschied zu früheren
Abbildungen offenbart die 5a als
Antriebseinheit 13 explizit eine – vorzugsweise hydraulische – Kolben-Zylinder-Einrichtung 50 mit
horizontaler Wirkungslinie, die im vorliegenden – allerdings nicht zwangsläufigen – Fall auf der
der durch den symbolischen Pfeil 40 gekennzeichneten Ruheposition
der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 gegenüberliegenden Seite der Gegendruckplatte 4 angeordnet
ist. Ihre – verlängerte – Kolbenstange 51 wird
unmittelbar unter der oberen Deckfläche 11 von Gegendruckplatte 4 und
Stützplatte 12 in einem
Rohr 52 mit hinreichender Glätte seiner Innenwand geführt, wobei
dieses Rohr 52 auf einer ausreichenden Länge zwischen
Ruheposition 40 und Arbeitsposition 41 als in
seiner obersten Längslinie
geschlitztes Rohr 53 ausgeführt ist, um hier eine weitgehend
starre Verstrebung 54 zwischen Kolben-Zylinder-Anordnung 2 bzw.
Transportplatte 20 und Kolbenstange 51 frei beweglich
hindurchzulassen. Die starre Verbindung 54 ist dabei so
ausgebildet, daß sie
eine exakte Längsführung der
Kolben-Zylinder- Anordnung 2 sicher stellt, gleichzeitig
jedoch ein geringfügiges
Anheben der unteren Bodenfläche 25 gegenüber der
oberen Deckfläche 11 gestattet,
so daß eine
möglichst
reibungsfreie Ein- und Ausfahrbewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 ermöglicht wird.
Von der Kolben-Zylinder-Einrichtung 50 ist
hier im übrigen
vorausgesetzt, daß sie – wie alle übrigen vorstehend
angeführten
Kolben-Zylinder-Elemente – beidseitig
beaufschlagbar ist und über
Leitungssysteme bekannter Art mit der jeweiligen Quelle eines fluiden
Mediums verbunden ist. Auf eine explizite Darstellung solcher Leitungssysteme
ist daher bisher stets verzichtet worden.
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Mit
dieser Anordnung wird die Ein- und Ausfahrbewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 nicht
nur bewirkt, sondern gleichzeitig seitenstabil geführt – und das
bei einem minimalen Einsatz beweglicher Teile. Dafür muß allerdings
eine verhältnismäßig große Länge der
gesamten Antriebs- und Führungsanordnung
in Kauf genommen werden – unabhängig davon,
ob die Kolben-Zylinder-Einrichtung 50 bezüglich der
Gegendruckplatte 4 auf der gegenüberliegenden Seite der Ruheposition 40 (wie
dargestellt) oder auf derselben Seite wie diese angeordnet ist.
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Darüber hinaus
offenbart die 5a eine weitere
Möglichkeit
zur Verringerung der Reibung zwischen Kolben-Zylinder-Anordnung 2 bzw.
Transportplatte 20 und der Gegendruckplatte 4 bzw.
Stützplatte 12,
indem die untere Bodenfläche 25 der Transportplatte 20 mit
taschenartigen Ausnehmungen 55 versehen ist, in denen mindestens
je eine Düse 56 angeordnet
ist, die über
ein in der Kolben-Zylinder-Anordnung 2 bzw. in der Transportplatte 20 angeordnetes
Leitungssystem 57 mit einem unter hohem Druck stehenden
gasförmigen
Medium, vorzugsweise hochkomprimierter Luft, beaufschlagbar ist.
Eine mögliche
Anordnung solcher taschenartiger Ausnehmungen 55 in der
unteren Bodenfläche 25 zeigt
die 5b, wobei selbstverständlich sowohl die
Form als auch die Anordnung der taschenartigen Ausnehmungen 55 abgeändert werden
kann, wenn dies dem Fachmann geboten erscheint. Außerdem zeigt
die 5b eine Anschlußarmatur 58, über die das
Leitungssystem 57 an eine externe – vorzugsweise flexible – Zuleitung
für das
gasförmige
Medium anschlißbar
ist.
-
Das
vorliegende Patentbegehren bezieht sich selbstveständlich nicht
nur auf die vorstehend explizit erläuterten Ausführungsbeispiele
der ihm zugrundeliegenden erfinderischen Idee, sondern auf alle
denkbaren Ausführungsformem
dieser Idee, die von dem Schutzumfang des nachfolgenden Patentanspruchs
1 erfaßt
werden.
-
- 1
- Spritzgießmaschine
- 2
- Kolben-Zylinder-Anordnung
- 3
- Schließeinheit
- 4
- Gegendruckplatte
- 5
- verfahrbare
Formaufspannplatte
- 6,7
- Formwerkzeug
- 8
- Holme
- 9
- feststehende
Formaufspannplatte
- 10
- Fahrzylinder
- 11
- obere
Deckfläche
- 12
- Stützplatte
- 13
- Antriebseinheit
- 14
- Flachbett
- 20
- Transportplatte
- 21,28
- Achsen
- 22,23
- rad-
oder rollenartige Elemente
- 24
- Abrollfläche
- 25
- untere
Bodenfläche
- 27
- Achsenlagerung
- 29
- Schacht
- 30
- Halterung
- 31
- Schachtgrund
- 32
- mechanisches
Federsystem
- 33
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 34,36
- Nuten
- 35
- Schiene
- 40
- symbolischer
Pfeil für
die Ruheposition
- 41
- symbolischer
Pfeil für
die Arbeitsposition
- 50
- Kolben-Zylinder-Einrichtung
- 51
- Kolbenstange
- 52
- Rohr
- 53
- geschlitztes
Rohr
- 54
- starre
Verstrebung
- 55
- taschenartige
Ausnehmungen
- 56
- Düsen
- 57
- Leitungssystem
- 58
- Anschlußarmatur