DE29513862U1

DE29513862U1 - Schließeinheit einer Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE29513862U1
Application number: DE29513862U
Authority: DE
Original assignee: Engel Maschinenbau GmbH
Current assignee: Engel Maschinenbau GmbH
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2005-08-30
Also published as: ATA166994A; AT402276B

Description

Anmelder: Engel Maschinenbau Gesellschaft m.b.H. Titel: Schließeinheit einer Spritzgießmaschine

Die Neuerung bezieht sich auf eine Schließeinheit einer Spritzgießmaschine mit einem holmlosen Maschinenrahmen, einer ortsfesten und einer bewegbaren Formaufspannplatte, sowie mit einer Stirnplatte, wobei die auftretenden Schließ- und Auftriebskräfte zwischen Stirnplatte und Formaufspannplatte nur über den Maschinenrahmen abgeleitet werden, sowie mit einem aus Hebeln und einem Kreuzkopf gebildeten Kniehebelmechanismus mit vorzugsweise elektro-mechanischem Antrieb, wobei die Hebel an der bewegbaren Formaufspannplatte und an der Stirnplatte drehbar angelenkt sind und wobei die bewegbare Formaufspannplatte in der Verschieberichtung mindestens einen, vorzugsweise zwei, Gleitschuh(e) aufweist, mit denen sie am Maschinenrahmen führbar ist.

Da holmlose Schließsysteme einen besseren Zugang zum Werkzeug bieten, werden derartige Maschinen mit "C-Rahmen" seit vielen Jahren gebaut. In der EP 0 311 133 Bl ist eine Spritzgießmaschine beschrieben, die keine Holme aufweist und die Verformung des Maschinenrahmens durch ein Gelenk ausgleicht.

In der österreichischen Patentschrift AT 397 288 B ist eine holmlose Spritzgießmaschine mit einem einfachen Kniehebelmechanismus beschrieben.

Wegen der exakten Führung der bewegbaren Formaufspannplatte beim Schließvorgang, dem hohen erreichbaren Übersetzungsverhältnis von 1:20 bis 1:25 und der Symmetrie der auftretenden Kräfte werden bei Spritzgießmaschinen mit Holmen fast ausschließlich Doppelkniehebel eingesetzt. Ein besonderer Vorteil ergibt sich beim elektrischen Antrieb mit Doppelkniehebel, da nur geringe Antriebskräfte am Kreuzkopf benötigt werden. Dadurch sind relativ kleine Spindelabmessungen und hohe Geschwindigkeiten beim Schließen möglich. Eine derartige Maschine ist in der EP 0 164 419 Al beschrieben.

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Bei holmlosen Maschinen mit "C-Rahmen" wurde der Doppelkniehebel aus folgendem Grund bisher nicht angewendet: Damit die bewegbare Aufspannplatte während der Schließbewegung parallel zur ortsfesten Aufspannplatte bewegt wird, muß die Geometrie der beiden Hebelzüge gleich sein; dadurch treffen die beiden Werkzeughälften gleichzeitig über die gesamte Trennebene aufeinander. Beim Kraftaufbau nach dem Schließen des Werkzeugs verformt sich der "C-Rahmen". Dies führt bei herkömmlichen Doppelkniehebeln zu einer ungleichmäßigen Zuhaltung des Werkzeuges. Es kommt dadurch bei Spritzgußteilen im oberen Werkzeugbereich zur Gratbildung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein holmloses Schließsystem mit Doppel-Kniehebel zu schaffen, bei dem eine gleichmäßige Flächenpressung über die gesamte Trennebene des Werkzeuges auftritt und die Dichtheit des Werkzeuges gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch erreicht, daß der Kniehebelmechanismus als horizontal angeordneter Doppelkniehebel-Mechanismus ausgebildet ist, wobei die oberen Hebel gleiche Achsabstände aber größer dimensionierte Querschnitte wie die unteren Hebel aufweisen.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Seitenansicht einer holmlosen Spritzgießmaschine mit Doppelkniehebel und elektro-mechanischem Schließmechanismus bei geschlossener Form, ohne Schließkraftaufbau;

Fig. 2 den Grundriß der Spritzgießmaschine, Fig. 3 schematisch den unverformten Rahmen; Fig. 4 schematisch den verformten Rahmen nach dem Schließkraftaufbau ;

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine, bei dem ein zusätzliches Federelement eingebaut ist und die Fig. 6 und 7 zeigen Seitenansichten eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine.

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Der die Belastung aufnehmende Maschinenrahmen 1 ist aus zwei Wangen aufgebaut und stützt die ortsfeste Formaufspannplatte und die Stirnplatte 4 ab. Die bewegbare Formaufspannplatte 3 wird über einen Doppelkniehebelmechanismus und einen elektromagnetischen Antrieb verschoben und dadurch werden die Schließbewegung und der Kraftaufbau erzeugt. Der elektro-magnetische Antrieb umfaßt einen Servomotor 20, der über den Zahnriementrieb 17, 18, 19 die Mutter 15 antreibt, dadurch werden die Spindel 16 und der Kreuzkopf 10 axial verschoben. Der Kreuzkopf 10 ist auf den Führungsholmen 26, 26' geführt, die in der bewegbaren Aufspannplatte 3 befestigt und in der Stirnplatte 4 gelagert sind. Die Bewegung des Kreuzkopfes 10 wird über die Laschen 9, 9' auf die oberen und unteren Haupthebel 5, 6 bzw. 11, 12 übertragen. Die Haupthebel 5, 6, 11, 12 stützen sich über die Anschlußhebel 7, 8 bzw. 13, 14 an der bewegbaren Formaufspannplatte 3 und an der Stirnplatte 4 ab. Die Einstellung auf unterschiedliche Formhöhen erfolgt über die Muttern 27, den Kettentrieb 28, 30 und den Getriebemotor 29. Dabei stützt sich die Stirnplatte 4 über die Spindeln 21, 21' und 22, 22' und Abstützplatten 25 am Rahmen 1 ab. Die Stirnplatte 4 kann auf der Gleitbahn 31 verschoben werden.

Fig. 3 zeigt, daß nach dem Schließen der Formhälften 23, 24 die Haupthebel 5, 6, 11, 12 noch um die Winkel ao bzw. ßo von der Totlage entfernt sind. Durch weiteres Verschieben des Kreuzkopfes 10 beginnt der Kraftaufbau und die Verformung des Schließsystems setzt ein. Die Haupthebel 5, 6 und 11, 12 werden bis auf wenige Winkelminuten vor der Totlage durchgedrückt und befinden sich am Ende des Krafthubes in Selbsthemmung. Daher ist keine Kraft für die Aufrechterhaltung der Schließkraft weiterhin notwendig.

Fig. 4 zeigt das Schließsystem nach dem Schließkraftaufbau. Die Rahmenaufweitung &Dgr;V wird durch unterschiedliche Stauchung &Dgr;H₁, AH₂ bzw. AH₁, AH₂ der Haupthebel 5, 6 und 11, 12 ausgeglichen. Der obere Hebelzug hat die Querschnitte A₁, A₂, der untere die Querschnitte A₁, A₂, dadurch ergeben sich bei gleichen Hebellängen Z unterschiedliche Federkonstante C = ^$~ (^{E =} Elastizi-

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tätsmodul). Mit der Bedingung, daß der obere Hebelzug und der untere gleich mit halber Schließkraft Fs/2 auf das Werkzeug drücken müssen, wird die unterschiedliche Dimensionierung der Haupthebelquerschnitte durchgeführt. Nach dem Aufbringen der Schließkraft gilt:

+&Dgr;&EEgr;₂ + 2AV =&Dgr;&eegr;_&khgr; + &Dgr;&EEgr;2
&Dgr;H₁, &Dgr; H₂ .... Verkürzung der oberen Haupthebel 5, 6 &Dgr; V .... Aufweitung des Rahmens am

Hebelangriffspunkt &Dgr; H₂, &Dgr; H₁ .... Verkürzung der unteren Haupthebel 11, 12

Es ist ferner:

5^s = Cg (AH₁₁AH₂) oder ^| = &Dgr;&EEgr;_&khgr; +&Dgr;&EEgr;₂ und ^Jj =&Dgr;&EEgr;₁ +&Dgr;H₂ und Fs = 2C_VAV

daher folgt für die Federkonstanten die Beziehung: 1,2. l

^ü<3 ^cv Cg

Cg ... resultierende Federkonstante für die oberen

Haupthebel 5,6
Cg ... resultierende Federkonstante für die unteren

Haupthebel 11, 12
C_v ... Federkonstante für die Rahmenaufweitung &Dgr;V ohne Rahmenverlängerung &Dgr; R.

Der obere Hebelzug muß also steifer sein, d.h. er muß einen größeren Querschnitt A₁ und A₂ als der untere Hebelzug (A^, aufweisen: CG > Cg.

Zu beachten ist, daß im unteren Hebelzug die zulässige Spannung nicht überschritten wird.

Fig. 5 zeigt, daß bei großer RahmenaufweitungAV im unteren Hebelzug ein zusätzliches elastisches Element 34 (Federkonstante C₁) beim Anschlußhebel 13 und 14 eingebaut werden kann.

Fig. 6 und 7 zeigen die Möglichkeit, die Abstützung der Stirnplatte 4 und der ortsfesten Formaufspannplatte 2 am Rahmen 1 so durchzuführen, daß beide Formaufspannplatten 2, 3 beim Kraftaufbau keine Kippbewegung machen. Bei gleich dimensionierten

Haupthebeln 5, 6 und 11, 12 (auch Anschlußhebel 7, 8 und 13, 14) wird die Rahmenaufweitung durch Abstützungen der Stirnplatte 4 und der ortsfesten Fontiaufspannplatte 3 mit unterschiedlichen Federkonstanten ausgeglichen. Die Abstützungen 21, 21' sind steifer, wie die am unteren Hebelangriffspunkt 22, 22'. Die ortsfeste Formaufspannplatte 2 liegt oben am Rahmen 1 und wird z.B. in der Mitte und beim unteren Hebelangriffspunkt durch Abstützungen 32, 32' und 33, 33' abgestützt. Die Abstützungen 32, 32', 33, 33' sind so dimensioniert, daß beim Aufbringen der Schließkraft die unteren Abstützungen 33, 33' um &Dgr;&ngr; und die mittleren Abstützungen 32, 32' um ^r verkürzt werden. Bei den Spindeln 21, 21', 22, 22' der Stirnplatte 4 werden die unteren Spindeln 22, 22' um AV mehr verkürzt als die oberen Spindeln 21, 21'. Werden bei einer Schließeinheit mit Kolben und Zylinder die Zylinderplatte und die ortsfeste Formaufspannplatte 2 entsprechend den erfindungsgemäßen Ausführungen abgestützt, kann das System auch für eine Schließeinheit mit Kolben- und Zylinder ohne zusätzliches Gelenk verwendet werden.

In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen Ljjl' ^h2' %I3 *** ^un~ belastete Hebellängen der Haupthebel 5, 6, 11, 12.

Claims

Schutzansprüche :

1. Schließeinheit einer Spritzgießmaschine mit einem holmlosen Maschinenrahmen, einer ortsfesten und einer bewegbaren Formaufspannplatte, sowie mit einer Stirnplatte, wobei die auftretenden Schließ- und Auftriebskräfte zwischen Stirnplatte und Formaufspannplatte nur über den Maschinenrahmen abgeleitet werden, sowie mit einem aus Hebeln und einem Kreuzkopf gebildeten Kniehebelmechanismus mit vorzugsweise elektro-mechanischem Antrieb, wobei die Hebel an der bewegbaren Formauf spannplatte und an der Stirnplatte drehbar angelenkt sind und wobei die bewegbare Formaufspannplatte in der Verschieberichtung mindestens einen, vorzugsweise zwei, Gleitschuh (e) aufweist, mit denen sie am Maschinenrahmen führbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kniehebelmechanismus als horizontal angeordneter Doppelkniehebel-Mechanismus ausgebildet ist, wobei die oberen Hebel (5, 6) gleiche Achsabstände (Ljii/ L^) ^a^^er größer dimensionierte Querschnitte (A₁, A₂) wie die unteren Hebel (11, 12) aufweisen.

2. Schließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Formaufspannplatte (3) mit zwei horizontalen Führungsstangen (2 6, 26') verbunden ist, auf welchen der Kreuzkopf (10) führbar ist.

3. Schließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Hebelzug zwischen der Stirnplatte (4) und derem anschließenden Hebel (12) und/oder zwischen der bewegbaren Formaufspannplatte (3) und derem anschließenden Hebel (11) jeweils ein Druckfeder-Element (34) vorgesehen ist.

4. Schließeinheit einer Spritzgießmaschine mit einem holmlosen Maschinenrahmen, einer ortsfesten und einer bewegbaren Formaufspannplatte, sowie mit einer Stirnplatte und einem Schließmechanismus, wobei die auftretenden Schließ- und Auftriebskräfte zwischen Stirnplatte und Formaufspannplatte nur über den Maschinenrahmen abgeleitet werden, wobei die bewegbare Formaufspannplatte in der Verschieberichtung mindestens

einen, vorzugsweise zwei, Gleitschuh(e) aufweist, mit denen sie am Maschinenrahmen führbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (4) mit verschieden dimensionierten oberen (21, 21') und unteren Abstützungen (22, 22') versehen ist und die ortsfeste Formaufspannplatte (2) oben am Rahmen (1) aufliegt und ferner über mindestens zwei, vorzugsweise über vier verschieden dimensionierte Abstützungen (32, 32' bzw. 33, 33') am Rahmen (1) abgestützt wird.

5. Sprxtzgießmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen (21, 21' und 22, 22') der Stirnplatte (4) als Gewindespindeln ausgeführt sind und über die angetriebenen Muttern (27) die Formhöhe eingestellt wird.