DE3228434A1 - Kupplungsvorrichtung fuer die energiezufuhr zu auswechselbaren arbeitseinheiten einer spritzgiessmaschine - Google Patents

Description

• Kupplungsvorrichtung für die Energiezufuhr
• zu auswechselbaren Arbeitseinheiten einer Spritzgiessmaschine Gegenstand der Erfindung ist eine Kupplungsvorrichtung für die Energiezufuhr zu auswechselbaren Arbeitseinheiten einer Spritzgiessmaschine. Beispielsweise zum Erzeugen eines anders geformten Spritzlings und/oder zum Verspritzen eines andern Materials müssen die Werkzeugeinheit und/oder die Plastifizier- und Spritzeinheit einer Spritzgiessmaschine auswechselbar sein. Dies setzt lösbare Kupplungsvorrichtungen in den Anschlüssen dieser Einheiten für die Energiezufuhr, z.3. für die Heizstrom- bzw. Heizmediumzufuhr zur Plastifiziereinheit und für die Heiz- bzw. Kühlmediumzufuhr zur Werkzeugeinheit, voraus. Die bei bekannten Spritzgiessmaschinen vorgesehenen Kabel- bzw. Schlauchanschlüsse müssen meist von Hand bedient werden, was eine Automatisierung des Einheitenwechsels sehr erschwert.
• Die vorliegende Erfindung bezweckt demgegenüber die Schaffung einer Kupplungsvorrichtung der genannten Art, die dank genauer Positionierung der zu kuppelnden Anschlussteile und entsprechend# einfacher Aus- bzw. Einrückbewegung dieser Teile leicht zu automatisieren und damit auch dort verwendbar ist, wo der ganze Vorgang des Einheitenauswechsels automatisch vorgenommen wird.
• Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemässe Kupplungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Paar von axial in und ausser Kupplungseingriff bringbaren Kupplungsteilen vorgesehen ist, von welchen das eine von einer ersten, maschinenseitig feststehenden Grundplatte und das andere von einer an der auswechselbaren Einheit befestigten zweiten Grundplatte getragen ist, welche Grundplatten bei in der Maschine montierter Einheit mit axial fluchtenden Kupplungsteilen im Abstand parallel zueinander angeordnet sind, wobei die maschinenseitig feststehende Grundplatte Mittel zum achsialen In- und Aussereingriffbringen der Kupplungsteile sowie Mittel zum Ver- und Entriegeln des Kupplungseingriffs aufweist.
• Es hat sich als besonders zweckmässig erwiesen, die Vorrichtung mit sogenannten Schnellschlusskupplungen auszurüsten, deren Kupplungsteile durch eine Steckerhülse und einen achsial in diese einführbaren Steckstift gebildet sind, wobei die Verriegelungsmittel durch in eine Umfangsnut des Steckerstiftes eingreifende Sperrkugeln gebildet sein können, die z.B. durch eine entgegen Federwirkung achsial bewegbare Hülse in Eingrifflage gehalten sind. Solche Schnellschlusskupplungen sind in der Hydraulik an sich bekannt; nachteilig ist jedoch, dass die bekannten Aüsführungen von Hand entriegelt und ein- bzw. ausgefahren werden müssen. Dank der erfindungsgemässen Anordnung der achsial fluchtenden Kupplungsteile an Tragplatten mit vorbestimmter Relativlage, wovon die maschinenseitig feststehende Tragplatte auch die Betätigungsmittel zum Entriegeln und zum achsialen In- und Aussereingriffbringen der Kupplungsteile trägt, lässt sich sowohl das Ver- und Entriegeln als auch das Ein- und Ausrücken der Kupplungsteile automatisieren, so dass keinerlei Handbetätigung mehr erforderlich ist. Es können mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch arbeitende Betätigungsmittel vorgesehen sein.
• In der beliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Darin zeigt: Fig. 1 in Seitenansicht den die Werkzeugeinheit aufweisenden Teil einer Spritzgiessmaschine mit die Energiezufuhr zu den Formhälften gewährleistenden Kupplungsvorrichtungen, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 in grösserem Massstab die Kupplungspartie aus Fig. 2, die ausgerückte Kupplungsvorrichtung teilweise im Schnitt zeigend, Fig. 4 einen Schnitt analog Fig. 3 bei eingerückter Kupplungsvorrichtung, und Fig. 5 in grösserem Matstab eine beispielsweise Ausführung der Schnellschlusskupplung.
• In Fig. 1 ist 1 das Gestell einer Kunststoff-Spritzgiessmaschine mit auswechselbarer Werkzeugeinheit 2, deren Formw hälften 2a, 2b in bekannter Weise an einer feststehenden und einer beweglichen Formträgerplatte 3a bzw. 3b lösbar fixiert sind. Die bewegliche Formträgerplatte 3b ist in üblicher Weise auf Zugankern 4 geführt und durch eine nicht näher dargestellte, im Gehäuse 5 angeordnete Schliesseinheit betätigbar. Die beiden Formhälften 2a, 2b der Werkzeugeinheit 2 sind mittels Leitungsteilen 7a über Kupplungsvorrichtungen 6 an Heiz- bzw. Kühlmediumleitungen 7 angeschlossen. In jeder der beiden, den Formhälften 2a, 2b zugeordneten Kupplungsvorrichtungen 6 sind die für die jeweils zwei Zuleitungen 7 vorgesehenen Kupplungen 8 paarweise zusammengefasst, so dass jedes Kupplungspaar gleichzeitig, und, wie im folgenden beschrieben, durch gemeinsame Mittel in und ausser Eingriff bringbar sind.
• In gleicher Weise könnten aber die Kupplungsvorrichtungen 6 auch nur mit einer oder mit mehr als zwei Kupplungen 8 bestückt sein.
• Jede der gezeichneten Kupplungsvorrichtungen 6 besitzt einen an der betreffenden Formhälfte 2a bzw. 2b befestigten Ausleger 9a mit Grundplatte lOa, die bei montierter Werkzeugeinheit im Abstand und parallel zu einer Grundplatte lOb an einem Auslager 9b angeordnet ist, der seinerseits an der betreffenden Formhälfte 2a bzw. 2b zugeordneten Formtragplatte 3a bzw. 3b befestigt ist. In der Grundplatte lOa sind die an die Leitungsteile 7a angeschlossenen, als Steckerstifte ausgebildeten beiden Kupplungsteile 8a ( in den Fig. 2 bis 4 jedweils nur einer sichtbar) mit zur (hier horizontalen) Plattenebene rechtwinkliger Achse und nach unten gerichtetem Kupplungsstift 11 befestigt; zweckmässig erfolgt diese Befestigung unter Zwischenlage eines Federringes, der dem Kupplungsteil 8a einen, wenn auch kleinen achsialen Federungsweg gestattet. An der Grundplatte lob ist eine nach unten ragende Kolbenstange 12a befestigt, deren Kolben 12a in einem an das Hydrauliksystem der Maschine angeschlossenen Zylinder 12c geführt ist. Der Zylinder 12c ist an der Unterseite einer zur Grundplatte lOb parallelen Zufuhrplatte 13 befestigt, durch welche die Kolbenstange 12a hindurchführt. An diese Zuführplatte 13 sind mit zur Plattenebene senkrechter Achse und nach oben gerichteter Kupplungshülse 14 die Kupplungsteile 8b befestigt. An der Unterseite der Zuführplatte 13 ist ausserdem der Zylinder 15c c einer weiteren Hydraulikvorrichtung angeschlossen, deren Kolben 15b am Ende einer nach oben durch die ZuSührplatte 13 und die Grundplatte lOb hindurch ragenden Kolbenstange 15a vorgesehen ist, die als Zentrierbolzen dient und bei eingerückter Kupplung 8 in eine Zentrierbohrung lOc der Grundplatte lOa eingreift. An der Kolbenstange 15a ist eine mit Mitnehmern 16a versehene Entriegelungsplatte 16 befestigt, die am Aussenumfang je einer dem Kupplungsteil 8b zugeordneten Sicherungshulse 17 angreift (Fig. 5). Diese Sicherungshülse 17 sitzt auf einer abgesetzten Endpartie der Kupplungshülse 14 des Kupplungsteils 8b. Die Sicherungshülse 17 ist mit einem Innenbund 17a versehen, der bei eingerückt er Kupplung in Wandausnehmungen der abgesetzten Endpartie der Kupplungshülse 14 liegende Kugeln 18 in Eingriff mit einer Ringnut 19 des Kupplungsstiftes 11 hält.
• Eine an einer Schulter der Kupplungshülse 14 abgestützte Feder 20 hält die Sicherungshülse 17 in dieser die Eingriffslage der Kugeln 18 sichernden Lage. Wird die Hülse 17 entgegen der Wirkung der Feder 20 achsial (in Fig. 5 nach unten) verschoben, gelangt eine gegenüber dem Innenbund 17a erweiterte Hülsenpartie 17b in den Bereich der Kugeln 18, so dass diese unter einer achsialen Trennkraft zwischen den beiden Kupplungsteilen 8a, 8b radial aus der Ringnut 19 austreten können und so das Trennen der Kupplungsteile ermöglichen.
• Dieser Aufbau bzw. diese Arbeitsweise der beschriebenen Schnellschlusskupplungen 8 ist an sich bekannt, wobei das zur Entriegelung des Kupplungseingriffs der Kugeln 18 erforderliche Verschieben der Sicherungshülse 17 jeweils von Hand erfolgte.
• Zu beachten ist, dass die zusammenwirkenden Teile 8a, 8b der hier paarweise vorgesehenen Kupplungen 8 so an der Grundplatte lOa bzw. der Zuführplatte 13 fixiert sind, dass sie beiden oben erfolgenden Einbau der Werkzeugeinheit 2 in die Maschine sich achsial fluchtend gegenüber liegen, wie dies in Fig. 3 ersichtlich ist. Das Einrücken der Kupplungen 8 erfolgt dabei für alle Kupplungen 8 gleichzeitig und zwar wie folgt: Wie Fig. 3 zeigt, befindet sich der Kolben 15b in seiner unteren und der Kolben 12b in seiner oberen Endlage, sodass sich die Zuführplatte 13 und mit ihr die beiden Zylinder 12c und 15c ebenfalls in ihrer unteren Endlage befinden, während der Zentrierbolzen 15a ausser Eingriff mit der Zentrierbohrung lOc und der Kupplungsstift 11 der Kupplungsteile 8a ausser Eingriff mit der Kupplungshülse 14 dieser Kupplungsteile ist. Durch entsprechende Druckmediumbeaufschlagung ist, wie gesagt, der Kolben 15b und mit ihm die Kolbenstange 15a und die Entriegelungsplatte 16 (z.B.
• entgegen einer im Zylinder 15c angeordneten Feder) in ihrer unteren Endlage gehalten. Dadurch ist über den zugeordneten Mitnehmer 16a die Sicherungshülse 17 jeder Kupplung entgegen der Wirkung der Feder 20 nach unten verschoben, was der Entriegelungslage entspricht. Nun wird durch entsprechende Druckmediumbeaufschlagung des Kolbens 12b die Zuführplatte 13 und mit ihr der Kupplungsteil 8b achsial gegen den Kupplungsteil 8a hin geschoben, so dass der Kupplungsstift 11 in die Kupplungshülse 14 eindringt (Fig. 4), wobei gleichzeitig auch der Zentrierbolzen 15a in die Zentrierbohrung lOc der Grundplatte lOa eindringt. Durch entsprechendes Entlasten des Kolbens 15b vom Mediumdruck wird unter Wirkung der genannten Feder 20 ( und eventuell einer nicht gezeichneten Feder im Zylinder 15c) die Kolbenstange 15a und mit ihr die Entriegelungsplatte 16 in die obere Endlage (Fig.
• 4) zurückgedrückt, in welcher die Mitnehmer 16a die Sicherungshülse 17 in der die Kugeln 18 im Eingriff mit der Ringnut 19 des Kupplungsstiftes 11 sichernden Lage halten.
• Damit ist, wie in Fig. 5 gezeigt, der Kupplungseingriff der Kupplungsteile 8a, 8b verriegelt. Zum Ausrücken der Kupplungen wird entsprechend umgekehrt verfahren.
• Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, dass durch die ausschliesslich achsialen Relativbewegungen der miteinander fluchtend angeordneten Kupplungsteile und die das Ver- und Entriegeln bewirkenden Mittel eine besonders einfache, voll automatisierbare Kupplungsvorrichtung erhalten wird. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der Wechsel der betrefbeenden Arbeitseinheit ebenfalls z.B. hydraulisch automatisch gesteuert wird, sodass ein solcher Wechsel ohne jeden zusätzlichen Handeingriff des Personals vollautomatisch durchgeführt werden kann.
• Wie aus Fig. 5 leicht zu erkennen ist, kann die beschriebene Schnellschlusskupplung sowohl zur Druckleitung eines Heiz-oder Kühlmediums (bei geeigneter Abdichtung der Kupplungsverbindung von Hülse und hohlem Steckerstift) als auch zur Steckverbindung von elektrischen Kabeln verwendet werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRUECHE Kupplungsvorrichtung für die Energiezufuhr zu auswechselbaren Arbeitseinheiten einer Spritzgiessmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Paar von axial in und ausser Kupplungseingriff bringbaren Kupplungsteilen (8a, 8b) vorgesehen ist, von welchen das eine von einer ersten, maschinenseitig feststehenden Grundplatte (mob) unddas andere von einer an der auswechselbaren Einheit (2) befestigten zweiten Grundplatte (lOa) getragen ist, welche Grundplatten bei in der Maschine montierter Einheit (2) mit axial fluchtenden Kupplungsteilen (8a,8b) im Abstand parallel zueinander angeordnet sind, wobei die maschinenseitig feststehende Grundplatte (mob) Mittel (12a, 12b, 12c, 13) zum achsialen In- und Aussereingriffbringen der Kupplungsteile sowie Mittel (15a, 15b, 15c, 16) zum Ver-und Entriegeln des Kupplungseingriffs aufweist.
2. 2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum In- und Aussereingriffbringen der Kupplungsteile (8a, 8b) eine zu den Grundplatten (lOa, lOb) parallele Zuführplatte (13) aufweisen, die durch eine Kolbenvorrichtung (12a, 12b, 12c) mit der erstgenannten Grundplatte (mob) verbunden ist und ihrerseits den erstgenannten Kupplungsteil (8b) trägt, wobei mittels der Kolbenvorrichtung (12a, 12b, 12c) die Zuführplatte (13) relativ zu den Grundplatten (lOa, lOb) bewegbar und dadurch die Kupplungsteile (8a, 8b) in und ausser Eingriff bringbar sind.
3. 3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ver- und Entriegeln des Kupplungseingriffs der Kupplungsteile (8a, 8b) eine zweite Kolbenvorrichtung (15a, 15b, 15c) sind, deren Zylinder (15c) an der Zuführplatte (13) und deren Kolbenstange (15a) an einer zu den Grundplatten (lOa, lOb) parallelen Entriegelungsplatte (16) befestigt ist, die mit Mitnehmern (16a) an einem achsial bewegbaren Sicherungselement am an der Zuführplatte (13) befestigten Kupplungsteil (8b) angreift.
4. 4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (15a) der zweiten Kolbenvorrichtung als mit einer Bohrung (lOc) der an der Arbeitseinheit (2) befestigten Grundplatte (lOa) zusammenwirkender Zentrierbolzen ausgebildet ist.
5. 5. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Grundplatten (lOa,lOb) zwei zueinander achsparallele, gleichzeitig betätigbare Kupplungen (8) zugeordnet sind.