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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft einen Auswurf-/Antriebsmechanismus einer Spritzgießmaschine,
bei dem der Spritzguss der Kunststoffmasse nach der Förderung
in die Form erfolgt, um die Motorbelastung zu verringern und die
Ausbeuterate des Spritzgießproduktes zu erhöhen.
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In
der
US 5129808 ist eine
Spritzgießmaschine mit Servoantrieb offenbart, in der zwei
Kugelgewindespindeln von einem einzelnen Antriebsmotor angetrieben
werden, um einen hinteren Maschinensitz, einen Speisemotor und die
zugehörigen Mechanismen mitzuführen. Da die Auswurf-/Antriebseinrichtung
eine Vielzahl von Bewegungsachsenlinien aufweist, sind das Aufrechterhalten
der Parallelität der Achsenlinien, die Synchronisation
sowie die eine zufriedenstellende Regelungsgenauigkeit nur schwer zu
erzielen. Außerdem hat die große Masse der Auswurf-/Antriebseinrichtung
eine enorme Leistungsaufnahme beim Betrieb zur Folge.
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Aus
der
US 4693676 ist eine
andere Spritzgießmaschine mit Servoantrieb bekannt, deren
hinterer Maschinensitz fest ist. Dabei werden zwei Kugelgewindespindeln
von einem Auswurfmotor angetrieben, um eine Druckplatte sowie eine
Schraubenspindel mitzuführen. Ein Speisemotor treibt die
Schraubenspindel zum Umdrehen an.
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Eine
Auswurf-/Antriebseinrichtung einer Spritzgießmaschine ist
aus
TW M270033 bekannt, bei
der ein Ende einer Zapfenwelle per Gleitverbindung mit einer Zapfenmutter
der Kugelgewindespindel verbunden ist, so dass die Zapfenwelle zur
Verringerung der Trägheit lediglich eine Drehbewegung um eigene
Achse und keine axiale Bewegung mit der Kugelgewindespindel durchführt.
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Bezüglich
der Gestaltung unterliegen die Auswurf-/Antriebseinrichtungen der
oben genannten Spritzgießmaschinen den Mängeln
wie komplizierter Konstruktion, hoher Betriebsbelastung und so weiter.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Auswurf-/Antriebsmechanismus
einer Spritzgießmaschine zu schaffen, bei dem der Spritzguss der
Kunststoffmasse nach der Förderung in die Form erfolgt,
um die Motorbelastung zu verringern und die Ausbeuterate des Spritzgießproduktes
zu erhöhen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Auswurf-/Antriebsmechanismus einer Spritzgießmaschine,
der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Im
Wesentlichen wird die Kunststoffmasse zunächst von einer
Vorschubspindel eines Speisemechanismus in eine Form gefördert.
Nach dem vollständigen Befüllen des Materialrohrs
von der Kunststoffmasse entsteht eine gegen die Vorschubspindel gerichtete
Rückkraft, die für die Verschiebung der Vorschubspindel
und eines an die Vorschubspindel gekoppelten Führungsmechanismus
nach hinten sorgt. Anschließend wird ein Auswurfmechanismus von
dem nach hinten verfahrenen Führungsmechanismus so angetrieben,
dass der Auswurfmechanismus seine Antriebsspindel und zugleich den
mit der Antriebsspindel verschraubten Führungsmechanismus
mitführt. Die Vorschubspindel wird vorwärts geschoben
und das Spritzgießen der Kunststoffmasse wird durchgeführt.
Da das Fördern der Kunststoffmasse in die Form und das
Spritzgießen der Kunststoffmasse mit zeitlicher Reihenfolge
erfolgt, kann die Motorbelastung effektiv reduziert und die Ausbeuterate
des Spritzgießproduktes erhöht werden.
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Zeichnung
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Im
Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der
Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 einen
Schnitt durch die gesamte Konstruktion eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Auswurf-/Antriebsmechanismus einer
Spritzgießmaschine;
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2 einen
Schnitt entlang der Linie A-A in 1;
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3 einen
Schnitt durch die gesamte Konstruktion des ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Auswurf-/Antriebsmechanismus einer
Spritzgießmaschine im Betriebszustand;
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4 einen
Schnitt durch die gesamte Konstruktion eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Auswurf-/Antriebsmechanismus einer
Spritzgießmaschine;
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5 einen
Schnitt entlang der Linie B-B in 4;
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6 einen
Schnitt durch die gesamte Konstruktion des zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Auswurf-/Antriebsmechanismus einer
Spritzgießmaschine im Betriebszustand;
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7 einen
Schnitt durch die gesamte Konstruktion eines dritten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Auswurf-/Antriebsmechanismus einer
Spritzgießmaschine;
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8 einen
Schnitt entlang der Linie C-C in 7; und
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9 einen
Schnitt durch die gesamte Konstruktion des dritten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Auswurf-/Antriebsmechanismus einer
Spritzgießmaschine im Betriebszustand.
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Erläuterung der bevorzugten
Ausführungsform
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Ein
erfindungsgemäßer Auswurf-/Antriebsmechanismus
einer Spritzgießmaschine ist in 1 gezeigt,
der aus einem Maschinentisch 1 sowie einem im Maschinentisch 1 eingebauten Speisemechanismus 2,
Führungsmechanismus 3 und Auswurfmechanismus 4 besteht.
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Der
Speisemechanismus 2 weist einen fest mit dem Maschinentisch 1 verbundenen
Speisesockel 21 auf. Eine Speiseöffnung 211 und
eine Zuführbohrung 212 sind jeweils in einem oberen
Bereich bzw. in der Mitte des Speisesockels 21 vorgesehen, die
ineinander münden. Eine Vorschubspindel 22 ist durch
die Zuführbohrung 212 hindurch geführt.
Ein Vorschubmotor 23 ist mit dem Maschinentisch 1 befestigt,
wobei ein Antriebsriemen 25 zwischen der Antriebswelle 231 und
der Drehscheibe 24 eingebaut ist.
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Bezug
nehmend auf 2 ist der Führungsmechanismus 3 mit
einem an einen Endabschnitt der Vorschubspindel 22 gekoppelten
Führungssekundärteil 31 versehen, wobei
das Führungssekundärteil 31 mit einem
Führungsprimärteil 32 zusammenwirkt. Das
Führungsprimärteil 32 in der Form eines
Polygons (Sechskant) gestaltet. Darüber hinaus ist ein
Fixierelement 33 mit einer Bohrung 331 verwendet,
wobei die Bohrung 331 zum Hindurchführen und Positionieren
des Führungsprimärteils 32 dient und
deren Form (Polygon bzw. Senkkanten) an die Form des Führungsprimärteils 32 angepasst
ist. Ein Ende des Fixierelementes 33 ist in einem Achsloch 11 des
Maschinentischs 1 eingesteckt, wobei ein Lager 34 an der
Einsteckstelle des Fixierelementes 33 im Achsloch 11 eingebaut
ist. Das andere Ende des Fixierelementes 33 ist mit der
Drehscheibe 24 des Speisemechanismus 2 befestigt.
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Der
Auswurfmechanismus 4 ist zum Koppeln an das Führungsprimärteil 32 des
Führungsmechanismus 3 mit einer Spindelhülse 41 ausgestattet.
Um die Mittellinie der Spindelhülse 41 sind Gewindelöcher 411 ausgebildet,
mit denen eine Antriebsspindel 42 in der Spindelhülse 41 angeordnet
ist. Ein anderes Ende der Antriebsspindel 42 ragt aus einem
im Maschinentisch 1 vorgesehenen Achsloch 12 heraus und
steht in Verbindung mit einer Drehscheibe 43. An der Stelle,
wo die Antriebsspindel 42 durch das Achsloch 12 hindurch
geführt ist, ist ein Lager 44 eingebaut. Ein Auswurfmotor 45 ist
mit dem Maschinentisch 1 befestigt, wobei ein Antriebsriemen 46 zwischen
der Antriebswelle 451 und der Drehscheibe 46 eingebaut
ist.
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Wie
aus 1 bis 3 ersichtlich, wird die geschmolzene
Kunststoffmasse über die Speiseöffnung 211 des
Speisemechanismus 2 durch den Speisemechanismus 2 in
eine Form eingespritzt. Beim Einspritzen der Kunststoffmasse wird
die Drehscheibe 24 von dem Vorschubmotor 23 des
Speisemechanismus 2 über den Antriebsriemen 25 zum
Umdrehen angetrieben.
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Anschließend
wird das Fixierelement 33 des Führungsmechanismus 3 von
der sich drehenden Drehscheibe 24 mitgeführt.
Gleichzeitig wird das mit dem Fixierelement 33 gekoppelte
Führungsprimärteil 32 in Drehbewegung
gesetzt. Darüber hinaus treibt das mit dem Führungsprimärteil 32 zusammenwirkende
Führungssekundärteil 31 die mit ihm in
Verbindung stehende Vorschubspindel 22 zum Drehen an, um
die Kunststoffmasse flüssig in die Form zu fördern.
Der Auswurfmotor 45 des Führungsmechanismus 3 dreht
sich dabei synchron mit, um die mit ihm verbundene Antriebsspindel 42 anzutreiben.
Da die Drehbewegung der Antriebsspindel 42 der Drehbewegung
der von dem Führungsprimärteil 32 angetriebenen
Spindelhülse 41 angepasst ist, entsteht ein Leerlauf
zwischen der Antriebsspindel 42 und der mit der Antriebsspindel 42 verschraubten
Spindelhülse 41.
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Wenn
der Innenraum der Form fast vollständig von der von der
Vorschubspindel 22 geförderten Kunststoffmasse
gefüllt wird, ergibt sich eine Rückkraft aus der
gefüllten Kunststoffmasse, die die Vorschubspindel 22 rückwärts
schiebt. Dabei übt das mit der Vorschubspindel 22 gekoppelte
Führungssekundärteil 31 beim rückwärts
Verfahren der Speisemechanismus 2 eine Schubkraft auf das
Führungsprimärteil 32 aus, so dass das
Führungsprimärteil 32 durch die Bohrung 331 des
Fixierelementes 33 nach hinten verschoben wird.
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Das
nach hinten verfahrene Führungsprimärteil 32 drückt
die Spindelhülse 41 des Auswurfmechanismus 4,
die mit dem Führungsprimärteil 32 fest
verbunden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Auswurfmotor 45 des
Auswurfmechanismus 4 derart aktiviert, dass die Antriebsspindel 42 zum
Verschieben der mit ihr per Schraubenverbindung gekoppelten Spindelhülse 41 nach
hinten zu einer Drehbewegung in entgegen gesetzter Richtung angetrieben
wird.
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Nachdem
die Spindelhülse 41 eine vorgegebene Position
erreicht hat, wird die Antriebsspindel 42 zum Umdrehen
in einer positiven Richtung von dem Auswurfmotor 45 des
Auswurfmechanismus 4 angetrieben. Beim Umdrehen führt
die Antriebsspindel 42 die Spindelhülse 41 nach
vorne mit.
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Beim
Vorwärtsverfahren treibt die Spindelhülse 41 das
mit ihr fest verbundene Führungsprimärteil 32 mit
nach vorne an, so dass das mit dem Führungsprimärteil 32 zusammenwirkende
Führungssekundärteil 31 und die Vorschubspindel 22 ebenfalls
nach vorne verschoben werden. Auf diese Weise wird die Kunststoffmasse
weiter in die Form gedrückt und die Form wird vollständig
mit der eingespritzten Kunststoffmasse gefüllt. Somit werden
das Spritzgießen und die Formgebung beendet.
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Das
in zeitlicher Reihenfolge realisierte Fördern und Spritzengießen
der Kunststoffmasse tragen zu der Reduzierung der Motorbelastung
und der Reduzierung des Energieverbrauchs des Antriebsmotors bei.
Bei der Ausführung wird die Kunststoffmasse von dem Spritzgießen
bereits vollständig in die Form gefördert, was
zur Erhöhung der Ausbeuterate des Spritzgießproduktes
führt.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Auswurf-/Antriebsmechanismus einer Spritzgießmaschine ist
in 4 bis 6 dargestellt, in dem das zwischen
dem Führungssekundärteil 31 und der Spindelhülse 41 fest
eingebaute Führungsprimärteil 32 aus
wenigstens zwei Führungsstangen ausgeführt ist.
Dem Führungsprimärteil 32 entsprechend
sind wenigstens zwei Bohrungen 331 im Fixierelement 33 ausgebildet,
durch die das Führungsprimärteil 32 hindurch
geführt ist. Auf diese Weise wird die oben erläuterte
Kopplung des Speisemechanismus 2 mit dem Auswurfmechanismus 4 realisiert.
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In
den 7 und 8 ist ein drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Auswurf-/Antriebsmechanismus
einer Spritzgießmaschine gezeigt. Das zwischen dem Führungssekundärteil 31 und
der Antriebsspindel 42 verbindende Führungsprimärteil 32 ist
als Polygonstange (Sechskantstange) ausgeführt. Eine Bohrung 331 ist
mittig im Fixierelement 33 ausgebildet, deren Form der
Polygonform des Führungsprimärteils 32 angepasst
ist. Darüber hinaus ist die Spindelhülse 41 des
Auswurfmechanismus 4 mit der Drehscheibe 43 zusammengebaut.
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Bezug
nehmend auf 1 bis 9 wird die Drehscheibe 24 von
dem Vorschubmotor 23 über den Antriebsriemen 25 zum
Drehen angetrieben. Dabei wird das mit der Drehscheibe 24 verbundene
Fixierelement 33 mitgeführt. Da die Form der Polygonstange
der Form der Bohrung angepasst ist, treibt das im Fixierelement 33 eingebaute
Führungsprimärteil 32 beim Umdrehen des
Fixierelementes 33 das Führungssekundärteil 31 und
die Vorschubspindel 22 an, die mit dem Führungsprimärteil 32 in
Kopplung stehen. Somit wird eine Drehbewegung mit gleichzeitiger
Mischung der Kunststoffmasse durchgeführt und die Kunststoffmasse
wird flüssig in die Form eingespritzt.
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Wenn
die Form knapp vollständig von der Kunststoffmasse gefüllt
wird, wird die Vorschubspindel 22 von einer von der Kunststoffmasse
erzeugten Rückkraft nach hinten verschoben. Das von der
Vorschubspindel 22 mitgeführte Führungssekundärteil 31 und
Führungsprimärteil 32 werden nach hinten verfahren,
so dass die mit dem Führungsprimärteil 32 gekoppelte
Antriebsspindel 42 ebenfalls nach hinter verschoben wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Auswurfmotor 45 aktiviert,
der die Drehscheibe 43 und die auf der Drehscheibe 43 befestigte
Spindelhülse 41 zum Umdrehen in eine entgegen
gesetzte Richtung antreibt, bis die Antriebsspindel 42 zu
einer vorgegebenen Position verfahren wird.
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Anschließend
wird die Drehscheibe 43 über den Antriebsriemen
von dem Auswurfmotor 45 angetrieben. Dabei dreht sich die
mit der Drehscheibe 43 befestigte Spindelhülse 41 mit,
um die mit der Spindelhülse 41 per Schraubenverbindung
gekoppelte Antriebsspindel 42 nach vorne zu verfahren.
Das Führungsprimärteil 32 und das mit
dem Führungsprimärteil 32 fest verbundene
Führungssekundärteil 31 werden dann nach
vorne verschoben, so dass die mit dem Führungssekundärteil 31 fest
verbundene Vorschubspindel 22 zum Ausführen einer
Spritzgieß-Bewegung nach vorne verschoben wird.
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Zusammengefasst
lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Mechanismus
beispielsweise folgende Vorteile realisieren:
- 1.
Der erfindungsgemäße Auswurf-/Antriebsmechanismus
einer Spritzgießmaschine weist einen Speisemechanismus,
einen Führungsmechanismus und einen Auswurfmechanismus
auf. Die Kunststoffmasse wird von einer Vorschubspindel des Speisemechanismus
flüssig in eine Form gefördert. Wenn die Form
knapp vollständig von der Kunststoffmasse gefüllt
wird, entsteht eine gegen die Vorschubspindel gerichtete Rückkraft.
Zugleich wird der mit der Vorschubspindel gekoppelte Führungsmechanismus
unter Einwirkung der Rückkraft nach hinter verfahren, um
die Rückkraft zu dämpfen. Anschließend
wird die Antriebsspindel von dem Auswurfmechanismus derart angetrieben,
dass die die Vorschubspindel zur Durchführung des Spritzgusses
der Kunststoffmasse von dem Führungsmechanismus nach vorne
geschoben wird. Das mit zeitlicher Reihenfolge erfolgte Fördern
der Kunststoffmasse in die Form und das Spritzgießen der
gefüllten Kunststoffmasse tragen zu der Reduzierung der
Motorbelastung bei.
- 2. Der erfindungsgemäße Auswurf-/Antriebsmechanismus
einer Spritzgießmaschine weist einen Speisemechanismus,
einen Führungsmechanismus und einen Auswurfmechanismus
auf. Beim Betrieb wird die Kunststoffmasse zunächst von dem
Speisemechanismus in die Form gefördert. Danach wird der
Auswurfmechanismus zum Ausführen des Spritzgusses der Kunststoffmasse
aktiviert. Da das Spritzgießen erst nach dem vollständigen
Fördern der Kunststoffmasse in die Form erfolgt, wird die
Ausbeuterate des Spritzgießproduktes erhöht.
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Die
Erfindung betrifft somit einen Auswurf-/Antriebsmechanismus einer
Spritzgießmaschine, wobei die Kunststoffmasse von einer
Vorschubspindel eines Speisemechanismus flüssig in eine Form
gefördert wird. Wenn die Form vollständig von der
Kunststoffmasse gefüllt wird, entsteht eine gegen die Vorschubspindel
gerichtete Rückkraft. Dementsprechend werden die Vorschubspindel
und ein mit der Vorschubspindel gekoppelter Führungsmechanismus
unter Einwirkung der Rückkraft nach hinter gefahren. Anschließend
wird ein Auswurfmechanismus von dem nach hinten gefahrenen Führungsmechanismus
angetrieben und betätigt seine Antriebsspindel. Der mit
der Antriebsspindel verschraubte Führungsmechanismus schiebt
die Vorschubspindel nach vorne, um den Spritzguss der Kunststoffmasse durchzuführen.
Das in zeitlicher Reihenfolge erfolgte Fördern der Kunststoffmasse
in die Form und das Spritzgießen der gefüllten
Kunststoffmasse tragen sowohl zu der Reduzierung der Motorbelastung
als auch zu der Erhöhung der Ausbeuterate des Spritzgießproduktes
bei.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5129808 [0002]
- - US 4693676 [0003]
- - TW 270033 [0004]