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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Schnellspannsystem, insbesondere
zum Ankoppeln eines Werkzeugs an eine Spritzgießmaschine.
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Solche
Schnellspannsysteme sind vorteilhaft, wenn es darum geht, Werkzeuge
in kurzer Zeit zu wechseln. Hierbei ist zu beachten, dass aufgrund der
extrem hohen Drücke
im Spritzgießbereich
eine sehr feste und gut ausgerichtete Verbindung gegeben sein muss,
welche aber dennoch händisch schnell
gelöst
werden sollte.
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Bestehende
Systeme nach dem Stand der Technik haben hierbei den Nachteil, dass
beispielsweise durch Einstecken eines Spannhebels direkt in einen
Spannring bzw. in dessen Gegenstück
relativ hohe Kräfte
erforderlich sind. Außerdem
ist insbesondere bei großen Maschinen
der Nachteil gegeben, dass der zu bewegende Winkelbereich relativ klein
ist, da aufgrund der Tiefe der Maschine und der entsprechenden notwendigen
Länge des
Hebels lediglich ein kleiner Winkelbereich nutzbar ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schnellspannsystem
zu schaffen, welches eine sichere Ankopplung von Werkzeugen bei
Spritzgussmaschinen ermöglicht und
dennoch mit geringem Kraftaufwand händisch schnell zu lösen bzw.
zu schließen
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Schnellspannsystem nach Anspruch 1 gelöst. Dies
ist ein Schnellspannsystem, insbesondere zum Ankoppeln eines Werkzeugs
an eine Spritzgießmaschine,
wobei das Schnellspannsystem einerseits mindestens einen Zentrierspannring
sowie andererseits eine damit verspannbare Aufspannplatte aufweist.
Die Aufspannplatte weist weiterhin mindestens ein Drehelement zum
bereichsweisen Hintergreifen des Zentrierspannringes auf. Das Drehelement
ist über
ein Getriebe mit einem Spannhebel der Aufspannplatte kraftübertragbar
verbunden.
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Die
Aufspannplatte hat also ein in ihr drehbares Drehelement, an welches
ein Getriebe, vorzugsweise ein einfaches einstufiges Zahnradgetriebe,
angreift. Der Spannhebel greift in dieses Getriebe wiederum ein
und ist von außen
bedienbar. Hierdurch kann zum einen die aufgebrachte Verschlusskraft praktisch
beliebig klein gehalten werden am Hebel, da dies durch die entsprechend
gewählte Übersetzung
zu beeinflussen ist. Außerdem
kann durch das Getriebe der Hebel soweit von der Kupplung selbst "nach außen" verlegt werden,
dass eine freie Bewegung des Hebels in einem möglichst großen Winkelbereich möglich ist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das Drehelement erste
Hintergreifabschnitte und der Zentrierspannring dazu korrespondierende zweite
Hintergreifabschnitte aufweist. Hierzu sind das Drehelement bzw.
der Zentrierspannring vorteilhafterweise ringförmig ausgeführt mit jeweils fluchtenden
inneren Öffnungen.
Hierbei kann beispielsweise das Drehelement im Randbereich seiner
inneren Öffnung
nach innen weisende Hintergreifabschnitte haben, während der
Zentrierspannring an seiner Außenseite,
also von der Innenöffnung
abweisend, korrespondierende Abschnitte aufweist. Diese sind vorteilhafterweise
kreisringsegmentförmig
ausgebildet. Vorzugsweise haben diese Hintergreifabschnitte auch
korrespondierende Keilflächen,
welche vorzugsweise in Fügerichtung
ansteigen bzw. abfallen, um somit eine feste Verbindung in Fügerichtung herzustellen.
Die Anzahl der über
den Ringumfang verteilten Hintergreifabschnitte kann unterschiedlich sein,
vorzugsweise sind dieses 3 bis 6, insbesondere vorzugsweise 4 Hintergreifabschnitte,
wobei die Zahl der ersten und zweiten Hintergreifabschnitte vorzugsweise
gleich ist.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass bei einem Zentrierspannring, welcher auf ein
Werkzeug aufschraubbar ist, die zweiten Hintergreifabschnitte nach
außen
abstehen und zwischen Hintergreifabschnitten und innerer Zentralöffnung Schraubkopföffnungen
angebracht sind. Hierdurch wird es im Falle einer Havarie, also
wenn die Schnellspannkupplung von Hand nicht mehr zu lösen ist,
beispielsweise von einer Spritzgussmaschi ne direkt aus möglich, durch die Öffnung des
Drehelementes hindurch die Verschraubung zu lösen und auf diese Weise den
Zentralspannring von dem Werkzeug zu lösen. Später kann dann beispielsweise
die Aufspannplatte von der Maschine getrennt werden und einzeln
repariert werden.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das in der Aufspannplatte
angebrachte Drehelement auf einer Flachseite formschlüssig in
einem Absatz der Aufspannplatte gelagert ist. Auf der anderen Flachseite
ist eine Verliersicherung vorzusehen. Dies kann beispielsweise dadurch
geschehen, dass ein weiterer Absatz eingefräst wird, in welchen eine Schraube
bereichsweise eingreift. Hierdurch kann zum einen ein Endanschlag
gewährleistet
sein für
ein Drehen des Drehelementes, vor allem wird aber eine Verliersicherung
gegen Herausfallen des Drehelementes aus der Aufspannplatte bereitgestellt.
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Die
Aufspannplatte kann darüber
hinaus Schrauböffnungen
zum Aufschrauben der Aufspannplatte auf einen Gegenstand, vorzugsweise
eine Spritzgießmaschine,
aufweisen. Zusätzlich
kann die Aufspannplatte Nuten und/oder Passstifte zum Ausrichten
der Aufspannplatte an einer Maschine und/oder an einem Werkzeug
aufweisen. Hierdurch wird ein definiertes Ineinandergreifen der
einzelnen Hintergreifabschnitte gewährleistet und der Verschleiß somit
minimiert.
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Besonders
wichtig ist das Getriebe zum Drehen des Drehelementes in der Aufspannplatte.
Hierzu ist vorzugsweise eine Spannhebelhalterung vorgesehen, welche
mit dem oben genannten Spannhebel verbindbar ist oder diesen fest
enthält.
Die Spannhebelhalterung ist hierbei schwenkbar in der übrigen Aufspannplatte
ge lagert, beispielsweise mittels eines Drehgelenkes, welches durch
einen Spannring gesichert ist. Vorzugsweise ist diese Spannhebelhalterung
in einer Ausnehmung mit Endanschlägen angebracht. Die Spannhebelhalterung sowie
der Außenumfang
des Drehelements weisen vorzugsweise komplementäre Reib- und/oder formschlüssige Abschnitte,
vorzugsweise Verzahnungen, auf. Vorzugsweise ist die Spannhebelhalterung
durch Federbolzen in einer bestimmten Lage, vorzugsweise der Endlage "Offenstellung", fixierbar. Hierdurch wird
ein "Herunterfallen" des Spannhebels
verhindert, welcher zu einem unnötigen
Anstoß der
Hintergreifabschnitte führen
könnte.
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Vorteilhafterweise
hat die Spannhebelhalterung außerdem
eine Einstanzung und/oder Farbmarkierung, welche so angebracht ist,
dass sie erst ab einem bestimmten Drehwinkel, von der Endlage "Offenstellung" ausgesehen, sichtbar
ist. Hierdurch wird es für
eine Bedienperson leicht möglich,
ab einem bestimmten Drehzustand festzustellen, dass das nötige Anzugsmoment
erreicht ist. Es müssen
hier keine komplizierten elektrischen Messverfahren zur Anwendung
kommen. Vorteilhafterweise kann außerdem eine Sperrklinke etc.
vorgesehen werden, um ein unbeabsichtigtes Lösen, das heißt eine
unbeabsichtigte Bewegung des Spannhebels in Richtung "Offenstellung", zu verhindern.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann das Getriebe beliebig viele Übersetzungsstufen
haben. Hierbei können
auch unterschiedliche kraftübertragende Element
dazwischengeschaltet sein, beispielsweise mehrere Zahnräder bzw.
Zahnriemen, Zahnstangen oder auch Pendelstäbe. Besonders vorteilhaft ist beim
gleichzeitigen Antrieb mehrerer Drehelemente, dass eine Zahnstange
vorgesehen wird, welche jeweils gleichzeitig am Au ßenumfang
der Drehelemente kämmt
und somit beispielsweise einen gleichzeitigen Verschluss zweier
Drehelemente mit korrespondierenden Zentrierspannringen ermöglicht.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen werden in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird nun anhand mehrer Figuren erläutert. Es zeigen:
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1a bis 1c Ansichten
bzw. einen Schnitt eines Schnellspannsystems, welches zwischen einer
Spritzgussmaschine und einem Werkzeug angebracht ist,
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2 eine
Draufsicht einer erfindungsgemäßen Aufspannplatte,
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3a und 3b Ansichten
eines erfindungsgemäßen Zentrierspannringes
und
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4 eine
weitere Ausführungsform
mit zwei parallelen Drehelementen.
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1a zeigt
ein erfindungsgemäßes Schnellspannsystem
im gefügten
Zustand. Hierbei wird mit dem Schnellspannsystem eine Spritzgussmaschine 3 mit
einem Werkzeug 2 kraft- und formschlüssig verbunden. Eine Aufspannplatte 5 ist
im Grenzbereich zwischen beiden zusehen.
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1b zeigt
die Anordnung aus 1a im gelösten Zustand, wobei ein Teil
des Werkzeugblockes 2 frei geschnitten zu sehen ist.
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1c zeigt
eine Vorderansicht, bei der die Aufspannplatte 5 sowie
der Zentrierspannring 4 von vorne zu sehen sind.
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So
sind beispielsweise Nuten 11 an der Spritzgussmaschine 3 bzw.
Aufspannplatte 5 angebracht. Hierin kann eine korrespondierende
Feder 17 eingreifen, welche am Werkzeug 2 angebracht
ist. Hierdurch werden die ersten Hintergreifabschnitte 6a sowie
die zweiten Hintergreifabschnitte 4a in der hier gezeigten
Offenstellung zueinander so positioniert, dass diese durch entsprechende
Ausnehmungen hintereinander verschieblich sind und bei einem Herunterdrücken des
Spannhebels 7 ein Hintergriff und somit ein Schließen der
Kupplung entsteht. Zusätzlich
sind Schrauben 18 an der Aufspannplatte befestigt, mit
welchen diesen an der Spritzgießmaschine 3 befestigt
werden. Passstifte, welche beispielsweise in 1c innerhalb
der Nuten 11 angedeutet sind, sorgen für eine Ausrichtung der Aufspannplatte 5 zur Spritzgießmaschine 3.
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Gezeigt
ist also hier ein Schnellspannsystem 1, insbesondere zum
Ankoppeln eines Werkzeugs 2 an eine Spritzgießmaschine 3,
wobei das Schnellspannsystem einerseits mindestens ein Zentrierspannring 4 sowie
andererseits eine damit verspannbare Aufspannplatte 5 aufweist.
Die Aufspannplatte weist außerdem
mindestens ein Drehelement 6 zum bereichsweise Hintergreifen
des Zentrierspannringes auf und das Drehelement 6 ist außerdem über ein
Getriebe mit einem Spannhebel 7 der Aufspannplatte kraftübertragbar
verbunden.
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Im
Folgenden werden Details dieser Anordnung nochmals näher beschrieben.
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2 zeigt
eine Draufsicht der Aufspannplatte 5. Hierbei ist das Drehelement 6 von
seiner "Rückseite" aus zu sehen, also
von der in 1c nicht sichtbaren Seite aus.
Zu sehen ist hierbei das Drehelement 6, welches im wesentlichen
ringförmig ausgebildet
ist. Dieses liegt in einem Ringabsatz der übrigen Aufspannplatte. Ein
Absatz 6b, welcher diesem Absatz gegenüber angeordnet ist, ist so
ausgebildet, dass eine eingeschraubte Schraube 10 diesen übergreift
und somit für
eine Verliersicherung sorgt.
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Außerdem gut
zu sehen ist eine Spannhebelhalterung 12, welche zusammen
mit einer Außenverzahnung
des Drehelementes 6 ein "Getriebe" bildet. Die Spannhebelhalterung 12 ist
hierbei schwenkbar in der übrigen
Aufspannplatte gelagert, und zwar durch ein Gelenk, welches mit
einem Spannring gesichert ist. In 2 ist die
so genannte "Offenstellung" gezeigt. In dieser
Stellung ist der Spannhebel 7, welcher in die übrige Spannhebelhalterung 12 einsteckbar
ist, durch einen Federbolzen 15 gesichert, wie Schnitt
A-A zeigt. Die Spannhebelhalterung 12 ist in einer Ausnehmung
der Aufspannplatte untergebracht, so dass sich ein Endanschlag 13 (Endanschlag "Offenstellung") sowie ein Endanschlag 14 (Endanschlag "Geschlossenstellung") ergibt.
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Zu
sehen ist außerdem
eine Einstanzung 16 (alternativ bzw. zusätzlich kann
diese auch mit einem Farbpunkt markiert sein), welche bei herunterdrücken des
Spannhebels 7 und Hintergriff der entsprechenden Hintergreifabschnitte
des Drehelementes 6 und des Zentrierspannrings 4 für eine Bedienperson sichtbar
ist, da diese Einstanzung bzw. Farbmarkierung aus dem Spaltraum,
wie in 1a dargestellt ist, heraus rutscht.
Diese Lage entspricht einem Mindestmoment bzw. einer Mindestaxialkraft,
welche ein sicheres Fügen
zwischen dem Drehelement und dem Zentrierspann ring sichert.
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3a und 3b zeigen
nochmals Details des erfindungsgemäßen Zentrierspannringes. Dieser wird
beispielsweise auf ein Werkzeug 2 aufgeschraubt, wobei
die entsprechenden Schrauben durch Schraubkopföffnungen 8 geführt werden.
Nach einem Aufstecken bis zum axialen Endanschlag (wie in 1a gezeigt)
erfolgt ein Herunterdrücken
des Spannhebels 7, welcher zu einem Hintergreifen der ersten
Hintergreifabschnitte 6a und der zweiten Hintergreifabschnitte 4a führt. Hierbei
gleiten Keilflächen K
(siehe 3b) aneinander ab, so dass mit
stärkerem
Drehwinkel auch eine stärkere
Axialkraft zwischen diesen hintergreifenden Abschnitten gegeben ist.
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In 3a ist
auch gut zu sehen, wie am Außenrand
des Zentrierspannringes kreissegmentförmig verteilt insgesamt 4 Hintergreifabschnitte
aufweist.
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Besonders
gut sind in 3a auch die Schraubkopföffnungen 8 zu
sehen, mit welchen ein Anschrauben des Zentrierspannringes 4 an
einem Werkzeug 2 erzeugen kann. Die Schrauben sind hierbei
im Zusammenspiel mit dem Drehelement 6 so angebracht, dass
im Falle des Verklemmens des Spannsystems im gefügtem Zustand ein Herausdrehen
der Schrauben von der Maschinenseite her erfolgen kann, um somit
den Zentrierspannring 4 von dem Werkzeug 2 zu
lösen.
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4 zeigt
schließlich
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Hierbei ist eine Maschine gezeigt, welche zwei parallel
geschaltete Drehelemente 6' aufweist.
Diese werden durch einen gemeinsamen Hebel 7' bewegt. Der gelenkig gelagerte Hebel
lenkt über
einen Pendelstab eine axial gleitende Zahnstange an, welche gleichzeitig
den Außenumfang
von Drehelementen 6' (diese
entsprechen in ihrem Aufbau dem Drehelement 6 aus 2)
kämmen.
Hierdurch wird gleichzeitig für
beide Drehelemente eine Bewegung erzeugt, so dass auch gleichzeitig
entsprechende Zentrierspannringe auf einmal verspannbar sind. Dies
bietet sich insbesondere bei kleinen Maschinen und hohen gewollten
Stückzahlen an.
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Die
vorliegende Erfindung soll nicht auf den Anwendungsbereich begrenzt
sein. Auch ist das gezeigte Getriebe lediglich beispielhaft zu verstehen, hier
können
noch weitere kraftübertragende
Elemente dazwischen geschaltet sein, beispielsweise weitere Zahnräder, Zahnstangen,
Pendelstäbe
etc.