DE202011105842U1

DE202011105842U1 - Schließeinheit einer Kunststoffverarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE202011105842U1
Application number: DE201120105842
Authority: DE
Original assignee: Wittmann Battenfeld GmbH
Current assignee: Wittmann Battenfeld GmbH
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2011-11-10
Anticipated expiration: 2021-09-21

Abstract

Schließeinheit (1) einer Kunststoffverarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine, die mindestens eine Gelenkstelle (2) umfasst, an der zwei Bauteile (3, 4) relativ zueinander um eine Achse (a) verschwenkbar angeordnet sind, wobei die Gelenkstelle (2) ein Wellenteil (5) aufweist, das in Aufnahmebohrungen (6, 7) mindestens eines Laschenabschnitts (8, 9) der Bauteile (3, 4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wellenteil (5) und den Aufnahmebohrungen (6, 7) der Laschenabschnitte (8, 9) mindestens eine hohlzylindrisch ausgebildete Lagerhülse (10) angeordnet ist, wobei die Lagerhülse (10) mindestens eine Gleitlagerschicht (11) umfasst, die Kunststoffmaterial aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schließeinheit einer Kunststoffverarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine, die mindestens eine Gelenkstelle umfasst, an der zwei Bauteile relativ zueinander um eine Achse verschwenkbar angeordnet sind, wobei die Gelenkstelle ein Wellenteil aufweist, das in Aufnahmebohrungen mindestens eines Laschenabschnitts der Bauteile angeordnet ist.
Bei gattungsgemäßen Schließeinheiten von insbesondere Spritzgießmaschinen werden häufig Kniehebelschließmechanismen eingesetzt, die eine Anzahl der genannten Gelenkstellen aufweisen. Um einen dauerhaften und verschleißarmen Betrieb zu gewährleisten, muss eine hinreichende Schmierstoffversorgung der Lagerstellen sichergestellt sein. Im Stand der Technik sind daher mannigfaltige Lösungen beschrieben, um dieses Ziel zu erreichen.
Zumeist werden dabei Gleitbuchsen aus Bronze, Messing oder gleichartigen metallischen Werkstoffen eingesetzt, die stets mit einer Schmierung zu versehen sind, um einen verschleißarmen Betrieb zu gewährleisten. Bei einem offenen Schmiersystem ist allerdings der Verschmutzungsgrad der Schließeinheit und insbesondere des Kniehebelsystems relativ groß; es kann bei Öl-Tropfenbildung auch zu einer Zerstäubung von Öl kommen, was insbesondere bei Reinraumanwendungen problematisch bzw. nicht akzeptabel ist.
Es sind daher Systeme bekannt geworden, bei denen mittels einer Druckumlaufschmierung oder mittels einer drucklosen Ölrückführung zu einem Auffangbehälter der Verschmutzungsgrad der Maschine reduziert werden soll.
So offenbart die WO 2005/077639 A1 eine gattungsgemäße Anordnung, wobei eine Schmiermittelversorgung für die Lagerstellen (Gelenkstellen) der Maschine und insbesondere des Kniehebelschließmechanismus vorgesehen ist. Um die Schmierung unter allen Betriebszuständen sicherzustellen und die Schmierwirkung der Kniehebel-Lagerstellen zu gewährleisten, dabei allerdings gleichzeitig den Leckölaustritt zu reduzieren, ist bei der genannten Lösung vorgesehen, dass die hochbelasteten Lagerstellen der Gelenke eine Umlaufschmierung aufweisen, die unabhängig von der Schmiermittelversorgung für die übrigen verlustbehafteten Lagerstellen als geschlossener Schmiermittelförderkreis ausgebildet ist.
Nachteilig ist bei solchen Systemen, dass sie einen abgedichteten Kniehebel benötigten, was sich sehr negativ auf die Kosten und auf die Baugröße der Maschine auswirkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schließeinheit der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich wird, in kostengünstiger Weise einen sauberen Betrieb der Einheit zu gewährleisten.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wellenteil und den Aufnahmebohrungen der Laschenabschnitte mindestens eine hohlzylindrisch ausgebildete Lagerhülse angeordnet ist, wobei die Lagerhülse mindestens eine Gleitlagerschicht umfasst, die Kunststoffmaterial aufweist.
In das Kunststoffmaterial sind bevorzugt Füllstoffe, Hartstoffpartikel und/oder Additive eingelagert. Das Kunststoffmaterial ist bevorzugt ein Fluorpolymer, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE). Die Füllstoffe können aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, aus Kohlenstoff und/oder aus Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsmaterial bestehen.
Die Gleitlagerschicht kann mit einer Trägerschicht verbunden sein, wobei die Trägerschicht aus Metall oder aus Epoxidharz, insbesondere aus Hochtemperatur Epoxidharz, besteht, in das Glas- oder Kohlenstoff-Fasern eingelagert sind.
Die radiale Dicke der Lagerhülse liegt mit besonderem Vorteil zwischen 1,5 mm und 4 mm, vorzugsweise zwischen 2 und 3 mm. Die Lagerhülse weist dabei bevorzugt eine Länge auf, die zwischen 60% und 120%, vorzugsweise zwischen 70% und 100% des Durchmessers der Gleitfläche der Gleitlagerschicht beträgt.
Die Lagerhülse ist bevorzugt am Laschenabschnitt festgelegt und bildet zum Wellenteil eine Gleitfläche.
Die Gleitlagerschicht ist dabei insbesondere frei von Schmiermittel gehalten.
Die Schließeinheit ist dabei insbesondere als eine solche mit Kniehebelschließmechanismus ausgebildet.
Die Erfindung stellt also auf den Einsatz ungeschmierter Trockenlaufbüchsen ab, die zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen.
Gemäß der jedenfalls bevorzugt vorgesehenen erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden Kunststoffbuchsen aus glasfaserverstärkten Hochtemperatur-Epoxydharzen eingesetzt, wie sie als solche im Handel bezogen werden können. Bei Einsatz solcher Buchsen ist es möglich, ohne Schmierung bzw. ohne aufwendige Abdichtung auszukommen. Durch die hohe Tragzahl der Buchsen von bis zu 140 N/mm² und sehr breiten Temperaturgrenzen ist bei einer entsprechenden Auslegung des Verhältnisses Bolzendurchmesser zu Buchsenbreite eine optimale Einsatzmöglichkeit gegeben.
Die besonderen Vorteile der vorgeschlagenen Lösung liegen mithin darin, dass ein sehr hoher Sauberkeitsgrad der Schließeinheit aufrecht erhalten werden kann, ohne hierfür einen übermäßigen Kostenaufwand treiben zu müssen. So kann beispielsweise eine Maschine für Reinräume bereitgestellt werden, die sich durch einen sehr einfachen Aufbau der Kniehebellagerung auszeichnet und kostengünstig ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 eine Schließeinheit einer Spritzgießmaschine in der Seitenansicht,
2 die Schließeinheit gemäß 1 in der Draufsicht, teilweise geschnitten dargestellt,
3 die Einzelheit „Z” gemäß 2 und
4 in vergrößerter Darstellung einen Abschnitt einer Lagerhülse einer Gelenkstelle, gesehen in Richtung der Achse der Gelenkstelle.
In 1 und 2 ist eine Schließeinheit 1 einer Spritzgießmaschine dargestellt, die in an sich bekannter Weise aufgebaut ist. Um eine verschiebliche Werkzeugaufspannplatte 14 relativ zu einer festen Werkzeugaufspannplatte 15 zu verschieben, ist der dargestellte Kniehebelmechanismus vorgesehen. Dieser weist in bekannter Weise eine Anzahl von Gelenkstellen 2 auf, von denen nur eine in den Figuren näher dargestellt bzw. nachfolgend diskutiert ist; allerdings kommt die vorgeschlagene Lösung grundsätzlich an allen Lager- bzw. Gelenkstellen zum Einsatz.
Eine Gelenkstelle erlaubt, dass zwei hier zusammentreffende Bauteil 3 und 4, d. h. Hebelteile des Kniehebelmechanismus, relativ zueinander um eine Achse a verschwenkbar sind; diese Achse steht in 1 senkrecht auf der Zeichenebene. Jede Gelenkstelle 2 umfasst ein Wellenteil 5, das in Aufnahmebohrungen 6 bzw. 7 eingeschoben ist, die in Laschenabschnitten 8 bzw. 9 der Bauteile 3 bzw. 4 eingearbeitet sind, s. hierzu 3 mit der Detaildarstellung des Bereichs „Z” gemäß 2.
Wesentlich dabei ist, dass zwischen dem Wellenteil 5 und den Aufnahmebohrungen 6, 7 der Laschenabschnitte 8, 9 mindestens eine hohlzylindrisch ausgebildete Lagerhülse 10 angeordnet ist. Diese Lagerhülse 10 weist mindestens eine Gleitlagerschicht 11 auf. Die Gleitlagerschicht weist wiederum Kunststoffmaterial auf, d. h. sie besteht zumindest teilweise aus Kunststoffmaterial.
Details zu der Lagerhülse 10 sind gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in den 3 und 4 ersichtlich.
Vorliegend besteht die Lagerhülse 10 aus einer Trägerschicht 12, die mit einer Gleitlagerschicht 11 verbunden ist, über die das Wellenteil 5 gleitgelagert wird. Die Lagerhülse 10 ist dabei in den Aufnahmebohrungen 7 des Laschenabschnitts 9 des Bauteils 4 fixiert, z. B. eingeklebt. Die sich auf der Oberfläche der Gleitlagerschicht 11 bildende Gleitfläche 13 kontaktiert im Betrieb der Schließeinheit also die zylindrische Oberfläche des Wellenteils 5.
Damit die Lagerhülse 10 hohe radial wirkende Kräfte aufnehmen kann, ist sie bevorzugt relativ dünn ausgebildet. Die radiale Dicke d der Lagerhülse 10 beträgt bevorzugt zwischen 2 und 3 mm. Die Länge L der Lagerhülse liegt bevorzugt knapp unter dem Durchmesser D der Gleitfläche 13, nämlich zwischen 70% und 100% dieses Wertes. Typische Werte für den Durchmesser D liegen zwischen 30 und 150 mm, bevorzugt zwischen 50 und 60 mm.
Die Trägerschicht besteht gemäß einer möglichen Ausgestaltung aus einem ausgehärteten Epoxidharz (Hochtemperatur-Epoxidharz), das gewickelte Glasfasern als Verstärkungsmaterial kapselt.
Das Kunststoffmaterial der Gleitlagerschicht ist bevorzugt ein Fluorpolymer, vorzugsweise Polytetrafluorethylen oder fluoriertes Ethylenpropylen. In das Kunststoffmaterial können aber auch weitere Füllstoffe integriert sein, wie z. B. Thermoplaste aus der Gruppe umfassend Polyetheretherketon, Polyphenylensulfid und Polyamid. Des weiteren kommen auch Füllstoffe wie Diamantpulver, Graphit oder Fullerene in Frage.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Lagerhülse sieht einen faserverwobenen und mit Fiberglas imprägnierten Epoxydharzrücken als Trägerschicht 12 vor, wobei eine Gleitlagerschicht 11 der genannten Art eingesetzt wird. Dies verleiht der Lagerhülse 10 eine hohe statische und dynamische Belastbarkeit. Die Beschaffenheit der vorgeschlagenen Werkstoffe trägt weiter dazu bei, dass sich die Lagerhülse auch für den Einsatz in aggressiver bzw. korrosiver Umgebung eignet.
Bezugszeichenliste

1: Schließeinheit
2: Gelenkstelle
3: Bauteil
4: Bauteil
5: Wellenteil
6: Aufnahmebohrung
7: Aufnahmebohrung
8: Laschenabschnitt
9: Laschenabschnitt
10: Lagerhülse
11: Gleitlagerschicht
12: Trägerschicht
13: Gleitfläche
14: verschiebliche Werkzeugaufspannplatte
15: feste Werkzeugaufspannplatte
a: Achse
d: radiale Dicke
L: Länge
D: Durchmesser der Gleitfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2005/077639 A1 [0005]

Claims

Schließeinheit (1) einer Kunststoffverarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine, die mindestens eine Gelenkstelle (2) umfasst, an der zwei Bauteile (3, 4) relativ zueinander um eine Achse (a) verschwenkbar angeordnet sind, wobei die Gelenkstelle (2) ein Wellenteil (5) aufweist, das in Aufnahmebohrungen (6, 7) mindestens eines Laschenabschnitts (8, 9) der Bauteile (3, 4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wellenteil (5) und den Aufnahmebohrungen (6, 7) der Laschenabschnitte (8, 9) mindestens eine hohlzylindrisch ausgebildete Lagerhülse (10) angeordnet ist, wobei die Lagerhülse (10) mindestens eine Gleitlagerschicht (11) umfasst, die Kunststoffmaterial aufweist.
Schließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kunststoffmaterial Füllstoffe, Hartstoffpartikel und/oder Additive eingelagert sind.
Schließeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial ein Fluorpolymer, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE), ist.
Schließeinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, aus Kohlenstoff und/oder aus Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsmaterial bestehen.
Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschicht (11) mit einer Trägerschicht (12) verbunden ist, wobei die Trägerschicht (12) aus Metall oder aus Epoxidharz, insbesondere aus Hochtemperatur Epoxidharz, besteht, in das Glas- oder Kohlenstoff-Fasern eingelagert sind.
Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Dicke (d) der Lagerhülse (10) zwischen 1,5 mm und 4 mm, vorzugsweise zwischen 2 und 3 mm, beträgt.
Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (10) eine Länge (L) aufweist, die zwischen 60% und 120%, vorzugsweise zwischen 70% und 100% des Durchmessers (D) der Gleitfläche (13) der Gleitlagerschicht (11) beträgt.
Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (10) am Laschenabschnitt (8, 9) festgelegt ist und zum Wellenteil (5) eine Gleitfläche (13) bildet.
Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerschicht (11) frei von Schmiermittel gehalten ist.
Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Kniehebelschließmechanismus umfasst.