DE4403079C1 - Formschließeinrichtung für Kunststoff-Spritzgießmaschinen zur Aufnahme großer und schwerer Formwerkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formschließeinrichtung zur Auf­ nahme großer und schwerer Formwerkzeuge mit einer Masse von bis zu 130 t für Spritzgießmaschinen zur Kunststoffverar­ beitung mit einer festen Werkzeugaufspannplatte und einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte. Die bewegliche Werkzeug­ aufspannplatte ist auf einem Maschinenschlitten angeordnet, der aus zwei Längsholmen besteht, die durch ein Mittelstück verbunden sind. Die feste Werkzeugaufspannplatte ist auf einem Maschinengestell abgestützt, und die bewegliche Werk­ zeugaufspannplatte ist über die Längsholme des Maschinen­ schlittens mittels Wälzführungen und Führungsschienen auf dem Maschinengestell verfahrbar aufgenommen. Beide Werk­ zeugaufspannplatten nehmen je eine Formhälfte des Form­ werkzeuges auf und sind über freitragende oder durchgehende Säulen miteinander verbindbar oder verbunden. Die Säulen sind in Abhängigkeit von der Werkzeugeinbauhöhe durch eine Werkzeughöhenverstellvorrichtung einstellbar. Zum Zusammen- oder Auseinanderfahren der Formhälften des Formwerkzeuges wird die bewegliche Werkzeugaufspannplatte mit Hilfe eines oder mehrerer Eilgangzylinder in die Öffnungs- oder Schließstellung gefahren. Durch Schließzylinder wird in dieser Position die Schließ- und Zuhaltekraft und die Aufreißkraft aufgebracht.

Gattungsgemäße Lösungen sind aus der DE 31 45 973 C1, der DE-OS 19 31 432 oder der JP 2241715 A Iu: Patent Abstracts of Japan, Vol. 14, Nr. 567 (M-1059) vom 17. 12. 1990 bekannt. So wird in der DE 31 45 973 C1 die bewegliche Werkzeugaufspannplatte zur Seite und vertikal über in Winkelstücken befindliche Laufrollen, die in Kassetten angeordnet sind, abgestützt. Jedes Stützorgan umfaßt eine seitliche und vertikale Rollengruppe, die in einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen wird und durch Ein­ stellschrauben zur Führungsschiene einstellbar sind. In der DE-OS 19 31 432 wird eine Wälzführung vorgeschlagen, durch die die unterschiedlich wirkenden senkrechten Kräfte im geöff­ neten und im geschlossenen Zustand des Formwerkzeuges durch entgegenwirkende Federkräfte oder Arbeitszylinder, deren Druck einstellbar ist, kompensiert werden sollen. Eine ähn­ liche Wälzführung ist auch in der JP 2241715 A beschrieben, die eine Wälzlager-Abstützung betrifft, zum Abfangen der unterschiedlichen Vertikalkräfte. Durch zusätzliche Ein­ stellmöglichkeiten sind die Säulen in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Belastung durch die Formhälften des Form­ werkzeuges auf eine Durchbiegung von f≈0 einstellbar, um dadurch Parallelitätsabweichungen zwischen beiden Werkzeug­ aufspannplatten zu vermeiden.

Der Nachteil aller bisher bekannten Wälzführungen besteht nun darin, daß sie nur entsprechend der zulässigen Tragzahl der Wälzkörper belastbar sind. In der Praxis des Spritzgieß­ prozesses treten jedoch drei unterschiedliche Belastungs­ fälle auf, bei denen die Wälzführungen so ausgelegt werden müssen, daß sie den höchsten Belastungen noch gerade stand­ halten. Die geringste Belastung ruht auf den Wälzführungen, wenn sich die bewegliche Werkzeugaufspannplatte mit der Formhälfte in der Öffnungsstellung im statischen Betriebs­ zustand befindet. Im dynamischen Betriebszustand, wenn die bewegliche Werkzeugaufspannplatte mit der Formhälfte in die Schließ- oder Öffnungsstellung verfahren wird, erhöht sich die Belastung durch die wirkenden Beschleunigungskräfte. Die auf die Wälzführungen einwirkenden Kräfte sind jedoch am größten, wenn sich die Werkzeugaufspannplatten mit den Form­ hälften der Formwerkzeuge in der Schließstellung befinden und die Schließkräfte oder die Aufreißkräfte auf das Form­ werkzeug einwirken. In diesem Betriebszustand müssen zum Beispiel Unparallelitäten in der Werkzeugteilfuge zwischen den Formhälften des Formwerkzeuges, die aus maßlich beding­ ten Toleranzen der zueinander bewegten Teile und der Füh­ rungsungenauigkeit mit der die Teile zueinander bewegt werden, resultieren, durch zusätzliche Kräfte überwunden werden. Diese zusätzlichen Kräfte müssen ebenfalls von den Wälzführungen aufgenommen werden. Durch das Eigengewicht des Maschinenschlittens mit der beweglichen Werkzeugaufspann­ platte und dem Formwerkzeug mit einer Masse von bis zu 130 t können sich dadurch rechnerisch Belastungswerte für die Wälzführungen ergeben, die ca. 40 bis 50% über den Belastungswerten der Wälzführungen in der Öffnungsstellung der Formschließeinrichtung im statischen oder dynamischen Betriebszustand liegen. Für derartige extreme Belastungsun­ terschiede sind Wälzführungen entweder sehr teuer oder aber nicht mehr beschaffbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, für einen verfahrbaren Maschi­ nenschlitten, der an seinen vier Eckpunkten Wälzführungen besitzt und im statischen Betriebszustand bei geschlossenem Formwerkzeug höhere Belastungskräfte aufnimmt als im stati­ schen Betriebszustand bei geöffnetem Formwerkzeug oder im dynamischen Betriebszustand, eine Lastausgleichseinrichtung und eine Lastbegrenzungseinrichtung zu schaffen, durch die die Wälzführungen im statischen Betriebszustand bei ge­ schlossenem Formwerkzeug entlastet werden, und durch die in den übrigen Betriebszuständen eine sehr sichere Auflage des Maschinenschlittens in mindestens vier Auflagepunkten zu gewährleisten ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß an den Eckpunkten des Maschinenschlittens Lagerstellen zur mittigen Aufnahme von Pendeltraversen angeordnet sind. An den Enden der Pendeltraversen sind in Gleitlagern, die als Kalottenla­ ger ausgebildet sind, die Wälzführungen, bestehend aus an sich bekannten Rollenumlaufschuhen längs- und quer drehbe­ weglich gelagert. Die vorderen Pendeltraversen, die an der der festen Werkzeugaufspannplatte zugewandten Seite des Ma­ schinenschlittens angebracht sind, sind direkt in einem Gleitlager an der Unterseite der Längsholme des Maschinen­ schlittens drehbeweglich gelagert. Die Pendeltraversen, die sich an der rückwärtigen Seite der beweglichen Werkzeug­ aufspann­ platte am Maschinenschlitten befinden, werden von jeweils einem Exzenter einer Exzenterwelle aufgenommen. Die zur Längsmittelachse des Maschinenschlittens gerichteten äußeren zentrischen Ab­ schnitte der Exzenterwellen sind fest über einen Torsions­ stab so miteinander verbunden, daß die Exzentrizität der beiden Exzenter in der Horizontalebene eine entgegengesetzte Richtung zueinander hat. Die beiden zum Exzenter benachbarten zentrischen Abschnitte jeder Exzenterwelle sind in Gleitla­ gern des jeweiligen Längsholmes vom Maschinenschlitten ge­ lagert. Auf jedem Exzenter ist beidseitig von jeder Pendel­ traverse ein Tragrahmen drehbeweglich angeordnet, der an seiner Unterseite Druckplatten besitzt, die auf dem Maschi­ nengestell abstützbar sind. Zur Aufnahme des Kippmomentes während der Anfahr- und Bremsbewegung des Maschinenschlit­ tens sind die Tragrahmen über Federn an den Pendeltraversen abgestützt.

Ferner sind an der Unterseite der Längsholme des Ma­ schinenschlittens weitere Druckplatten zur statischen Ab­ stützung angeordnet. In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckplatten zur Entlastung der Wälzfüh­ rungen an der Unterseite vom Maschinenschlitten in der Nähe vom Massenschwerpunkt der bewegten Masse und an der Vor­ derseite vom Maschinenschlitten angeordnet. Bei einer An­ ordnung von mehreren Rollenumlaufschuhen in den Pendeltra­ versen wird jeder Rollenumlaufschuh mittig in einem Kalot­ tenlager aufgenommen. Bei einer Einzelanordnung der Rollen­ umlaufschuhe, wenn nur geringere Kräfte aufzunehmen sind, ist jeder Rollenumlaufschuh an seinen beiden Enden in je einem Kalottenlager längs- und quer drehbeweglich gelagert. Die Vorteile der erfinderischen Lösung bestehen darin, daß bei sehr großen und schweren Maschinenschlitten, die in einem extremen statischen Betriebszustand um ca. 50% höhere Vertikalkräfte aufnehmen müssen, die vorhandenen Wälzfüh­ rungen durch die Lastbegrenzungseinrichtung vor Überbelastung geschützt werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die bei großen und schweren Maschinen­ schlitten, Werkzeugaufspannplatten und Formhälften der Form­ werkzeuge vorhandenen Unebenheiten und Maßabweichungen an den Führungsflächen im geöffneten statischen und im dy­ namischen Betriebszustand mit Hilfe der Lastausgleichsein­ richtung so überwunden werden, daß einerseits immer eine sichere Auflage der Wälzführungen an den vier Eckpunkten des Maschinenschlittens gewährleistet ist und andererseits eine Schiefstellung der beweglichen Werkzeugaufspannplatte ver­ mieden wird. Schließlich ist es mit Hilfe der erfinderischen Lösung möglich, Rollenumlaufschuhe einzusetzen, bei denen nur die Kräfte aus dem dynamischen Betriebszustand der zu­ lässigen Tragfähigkeit entsprechen müssen. Durch die Last­ ausgleichs- und Lastbegrenzungseinrichtung wird somit die Lebensdauer der Wälzführung erhöht und werden die Herstel­ lungskosten gesenkt, wodurch die Lösung sehr ökonomisch ist.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen ist darge­ stellt:

Fig. 1 Formschließeinrichtung mit Formwerkzeug im geöffneten Zustand,

Fig. 2 Formschließeinrichtung mit Formwerkzeug im geschlossenen Zustand,

Fig. 3 bewegliche Werkzeugaufspannplatte mit Maschinen­ schlitten in der Draufsicht,

Fig. 4 schematische Darstellung des Maschinenschlittens gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 3,

Fig. 5 vordere Pendeltraverse mit zwei Rollenumlaufschu­ hen am Maschinenschlitten, die der festen Werk­ zeugaufspannplatte zugewandt sind,

Fig. 6 Schnitt durch die Lagerstelle eines Rollenumlauf­ schuhs gemäß Linie B-B in Fig. 5,

Fig. 7 hintere Pendeltraverse mit Tragrahmen für zwei Rollenumlaufschuhe am Maschinenschlitten für die rückwärtige Seite der beweglichen Werkzeugauf­ spannplatte,

Fig. 8 Vertikalschnitt durch die Lagerstellen des Maschinenschlittens an der rückwärtigen Seite der beweglichen Werkzeugaufspannplatte gemäß der Linie C-C in Fig. 3,

Fig. 9 Horizontalschnitt durch die Lagerstellen des Ma­ schinenschlittens gemäß der Linie D-D in Fig. 8

Fig. 10 Schnitt durch den Torsionsstab nach der Linie E-E in Fig. 8,

Fig. 11 Schnitt durch den Torsionsstab nach der Linie F-F in Fig. 10,

Fig. 12 vordere Pendeltraverse mit einem Rollenumlaufschuh,

Fig. 13 hintere Pendeltraverse mit einem Rollenumlaufschuh,

Fig. 14 Belastungsschema für die vordere Wälzführung bei verspanntem Formwerkzeug,

Fig. 15 Belastungsschema für die hintere Wälzführung bei verspanntem Formwerkzeug,

Fig. 16 Durchfederung infolge Verdrehung im Torsionsstab,

Fig. 17 vergrößerte Einzelheit x gemäß Figur S,

Fig. 18 Vertikalschnitt durch die Lagerstelle 4.5 gemäß der Linie G-G in Fig. 5.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Formschließeinrichtung für eine Spritzgießmaschine zur Kunststoffverarbeitung von ihrem grundsätzlichen Aufbau her erkennbar, wobei die Spritzein­ heit nicht dargestellt ist. Die Formschließeinrichtung be­ steht aus einer festen Werkzeugaufspannplatte 2 und einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3. Die bewegliche Werk­ zeugaufspannplatte 3 ist auf einem Maschinenschlitten 4 angeordnet, der aus zwei Längsholmen 4.1 besteht, die durch ein Mittelstück 4.2 verbunden sind, was aus Fig. 3 näher ersichtlich ist. Die feste Werkzeugaufspannplatte 2 ruht auf einem Maschinengestell 1. Die Längsholme 4.1 des Maschinen­ schlittens 4 sind mit der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 1 auf Führungsschienen, die nicht erkennbar sind, ver­ fahrbar. Beide Werkzeugaufspannplatten 2, 3 nehmen je eine Formhälfte eines Formwerkzeuges 5 auf und werden im Aus­ führungsbeispiel durch freitragende Säulen 6 miteinander verbunden. Die Säulen 6 werden in Abhängigkeit von der Werk­ zeugeinbauhöhe H_W durch eine Werkzeughöhenverstellvorrich­ tung 7 eingestellt. Zum Zusammen- oder Auseinanderfahren der Formhälften des Formwerkzeuges 5 wird die bewegliche Werk­ zeugaufspannplatte mit Hilfe von einem oder mehreren Eil­ gangzylindern 8 in die Öffnungsstellung gefahren, die in Fig. 1 erkennbar ist oder in die Schließstellung gebracht, die in Fig. 2 dargestellt ist. In der Schließstellung wird dann nach einem Verriegelungsvorgang, der nicht erkennbar ist, mit Hilfe der Schließzylinder 9 die Schließ- und Auf­ reißkraft aufgebracht. In der Fig. 2 ist in einer über­ triebenen Darstellung veranschaulicht, daß in der Schließ­ stellung zwischen den beiden Formhälften des Formwerkzeuges 5 ein Keilspalt 5.1 vorhanden ist und keine Planparalleli­ tät besteht. Wie bereits eingangs erwähnt wurde, muß dieser Keilspalt 5.1, der aus Ebenheitsabweichungen der Führungs­ bahnen und vorhandenen Maßtoleranzen resultiert, mit Hilfe der Schließkraft, die durch die Schließzylinder 9 aufge­ bracht wird, überwunden werden. Bis die beiden Werkzeug­ hälften des Formwerkzeuges 5 planparallel aneinander liegen, können gegenüber dem statischen Betriebszustand bei geöff­ netem Formwerkzeug bis zu 50% höhere Vertikalkräfte auf­ treten, die bei sehr großen und schweren Formwerkzeugen von den Wälzführungen 10, 14 nicht mehr aufgenommen werden kön­ nen oder aber zu einem vorzeitigen Verschleiß führen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung werden nun die Wälz­ führungen 10, 14 in dem Betriebszustand in dem die größte Belastung auftritt, durch eine Lastbegrenzungseinrichtung entlastet.

In Fig. 3 ist in einer Draufsicht und in Fig. 4 in einer Schnittdarstellung nach Linie A-A in Fig. 3 in der Vor­ deransicht der Maschinenschlitten 4 mit der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 3 ohne Formwerkzeughälfte schematisch mit den an den Eckpunkten angeordneten Wälzführungen 10 erkennbar. Aus der Darstellung in Fig. 3 ist ersichtlich, daß sich der Schwerpunkt S_o der bewegten Masse auf der Längsmittelachse 4.3 des Maschinenschlittens 4 zwischen den Säulen 6 befindet. Daraus ergibt sich, daß die vorderen Wälzführungen 10 bzw. 14 in allen geschilderten Betriebs­ zuständen am höchsten belastet sind. In den Fig. 4, 5 und 7 ist erkennbar, daß die Wälzführungen 10 aus an sich be­ kannten Rollenumlaufschuhen 10.1 bestehen, die vorzugsweise paarweise hintereinander in einer Pendeltraverse 10.2 dreh­ beweglich gelagert sind. Ferner sind an der Unterseite der Längsholme 4.1 des Maschinenschlittens 4 an dessen Vorder­ seite und unter dem Schwerpunkt der bewegten Masse S_o Druck­ platten 4.8 angeordnet, deren Unterseite im entlasteten Zu­ stand um das Spiel f₁ über der Führungsebene des Maschi­ nengestelles 1 liegt.

In Fig. 5 ist eine vordere, der festen Werkzeugaufspann­ platte 2 zugewandte Pendeltraverse 10.2 und in Fig. 7 eine an der rückwärtigen Seite von der beweglichen Werkzeugauf­ spannplatte 3 angeordnete Pendeltraverse 10.2 dargestellt, wobei der Maschinenschlitten 4 nur angedeutet ist.

An der vorderen Seite vom Maschinenschlitten 4, die sich dichter am Schwerpunkt S_o von der bewegten Masse befindet, ist eine möglichst stabile und konstante Höhenposition er­ forderlich. Erreicht wird diese nahezu konstante Lage da­ durch, daß die Pendeltraversen 10.2 an der vorderen Seite des Maschinenschlittens 4 unmittelbar und direkt in ihrer Mitte in einem Gleitlager 4.5 im Maschinenschlitten 4 in einer Lagerstelle 4.4 gelagert sind, was aus Fig. 5 und 18 ersichtlich ist. Das Gleitlager 4.5 besteht aus dem Lager­ bolzen 4.51, der drehfest in der Lagerstelle 4.4 des Maschi­ nenschlittens 4 angeordnet ist, und der Lagerbuchse 10.21, die in der Pendeltraverse 10.2 fest aber auf dem Lagerbol­ zen 4.51 drehbeweglich ist. Die mehrfach hintereinander angeordneten Rollenumlaufschuhe 10.1 werden an den Enden der Pendeltraversen 10.2 in besonderen Gleitlagern 10.4 aufge­ nommen. Dazu ist an jedem Rollenumlaufschuh 10.1 an der Oberseite ein Lagerbock 10.3 vorhanden. Der Lagerbock 10.3 mit dem Rollenumlaufschuh 10.1 ist an beiden Enden der Pen­ deltraverse 10.2 längs- und quer drehbeweglich gelagert. In Fig. 6 sind in einer vergrößerten Schnittdarstellung gemäß Linie B-B in Fig. 5 die Einzelheiten der Gleitlagerung er­ kennbar. Das Gleitlager 10.4 besteht aus dem Lagerbolzen 10.41, der in der Pendeltraverse 10.2 mittels einer Preß­ passung aufgenommen ist. Auf dem Lagerbolzen 10.41 ist mittig auf einer Lagerbuchse 10.42 das Kalottenlager 10.43 angeordnet. Das Kalottenlager 10.43 besteht aus einer äußeren Lagerschale 10.431, die an der Innenseite konkav ge­ formt ist und einer inneren Lagerschale 10.432, die an der Außenseite konvex geformt ist. Das Kalottenlager 10.43 wird im Lagerbock 10.3 der am Rollenumlaufschuh 10.1 befestigt ist, aufgenommen. Durch diese Lagerung der Rollenumlauf­ schuhe 10.1 in der Pendeltraverse 10.2 besteht eine Längs- und Querelastizität, so daß vorhandene Unebenheiten in zwei Richtungen automatisch ausgeglichen und jegliche Kanten­ pressungen vermieden werden. Die äußere Lagerschale 10.432 wird durch Sicherungsringe 10.44 axial arretiert.

Die beiden hinteren am Maschinenschlitten 4 angeordneten Wälzführungen 10 (Fig. 7) bestehen ebenfalls aus paarweise hintereinander angeordneten Rollenumlaufschuhen 10.1. Die Rollenumlaufschuhe 10.1 werden wiederum in Gleitlagern 10.4, die als Kalottenlager 10.43 ausgebildet sind und an den Enden der Pendeltraverse 10.2 angeordnet sind, aufgenommen. Wie aus den Fig. 3, 7, 8 und 9 erkennbar ist, werden die beiden hinteren Pendeltraversen 10.2 auf einem Exzenter 11.1 einer Exzenterwelle 11 gelagert. Aus der Draufsicht in Fig. 3 und den Schnittdarstellungen in Fig. 8 und 9 ist er­ sichtlich, daß die beiden Exzenterwellen 11 über einen Tor­ sionsstab 12 fest miteinander verbunden sind und die Exzen­ trizitäten e der beiden Exzenterwellen 11 in der Horizon­ talebene entgegengesetzt zueinander gerichtet sind und mit +e bzw. -e bezeichnet sind. Die zur Längsmittelachse 4.3 des Maschinenschlittens 4 gerichteten zentrischen Abschnitte 11.2 von der Exzenterwelle 11 sind mit dem Torsionsstab 12 drehfest verbunden. Die Einzelheiten dieser drehfesten Ver­ bindung sind in Fig. 10 und 11 dargestellt. Der zur Längs­ mittelachse 4.3 des Maschinenschlittens 4 zeigende zentri­ sche Abschnitt 11.2 der Exzenterwelle 11 besitzt am Ende ein Mitnahmeprofil 11.3 (vorzugsweise ein Evolventenprofil), über das die Verbindung zu einem Flansch 11.4 mit einem Evolventen-Nabenprofil hergestellt wird. Der Torsionsstab 12 besteht aus einem Rohr, das an beiden Enden ebenfalls je einen Flansch 12.1 besitzt. Die jeweils aneinanderliegenden Flansche 11.4 und 12.1 sind über Schraubverbindungen 12.2 fest miteinander verbunden und durch Stiftverbindungen 12.3 gegen Verdrehung gesichert.

Die unmittelbar neben jedem Exzenter 11.1 beidseitig vorhan­ denen zentrischen Abschnitte 11.5 von der Exzenterwelle 11 sind in Gleitlagern 4.6 des Maschinenschlittens 4 drehbe­ weglich gelagert (Fig. 9 und 17). Das Gleitlager 4.6 wird aus den zentrischen Abschnitten 11.5 der Exenterwelle 11 und den Lagerbuchsen 4.61 und 4.62 gebildet, die fest in der Lagerstelle 4.4 des Maschinenschlittens angeordnet sind. Auf dem Exzenter 11.1 ist außerdem beidseitig von der Pendel­ traverse 10.2 ein Tragrahmen 13 gelagert, auf dem der Ma­ schinenschlitten 4 in dem Betriebszustand, wo die höchste Belastung auftritt, abgestützt wird. Dabei werden die Rol­ lenumlaufschuhe dann entlastet, was an anderer Stelle noch ausführlich erläutert wird. In Fig. 17 ist der Tragrahmen 13 als vergrößerte Einzelheit x nach Fig. 8 erkennbar.

Jeder Tragrahmen 13 besteht aus zwei Seitenblechen 13.1 und stirnseitig und in der Mitte angeordneten Verbindungsblechen 13.2, die fest miteinander verbunden sind. An der Unterseite des Tragrahmens 13 sind Druckplatten 13.3 befestigt. Aus Fig. 7 ist erkennbar, daß zwischen der Pendeltraverse 10.2 und dem Tragrahmen 13 zur Sicherung der Gleichgewichtslage bei Beschleunigung bzw. bei Verzögerung der bewegten Masse Druckfedern 13.4 angeordnet sind. Weiter ist aus Fig. 17 ersichtlich, daß die Exzenterwelle 11 an den Außenseiten der Längsholme 4.1 vom Maschinenschlitten 4 durch einen Siche­ rungsring 4.7 gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Der Tragrahmen 13 und die Pendeltraverse 10.2 werden auf dem Exenter 11.1 in Lagerbuchsen 10.21 und 13.5 aufgenommen. In dieser Schnittdarstellung werden die Rollenumlaufschuhe 10.1, die an den beiden Enden der Pendeltraverse 10.2 an­ geordnet sind, durch den Tragrahmen 13, der sich auf dem Ma­ schinengestell 1 abstützt, verdeckt und sind daher nicht erkennbar.

In Fig. 12 und 13 sind die vordere und hintere Wälzführung 14 mit einem einzelnen Rollenumlaufschuh 14.1 in einer Pen­ deltraverse 14.2 dargestellt, die für geringere statische und dynamische Belastungen des Maschinenschlittens 4 vorge­ sehen sind. Der vordere Rollenumlaufschuh 14.1 ist an der Unterseite eines Lagerbockes 14.3 befestigt, der an seinen beiden äußeren Enden in jeweils einem Gleitlager 14.4 in der Pendeltraverse 14.2 aufgenommen wird. Das Gleitlager 14.4 entspricht dem Gleitlager 10.4 und ist ebenfalls als Ka­ lottenlager ausgebildet und hat den gleichen konstruktiven Aufbau, der bereits in Fig. 6 vergrößert dargestellt und entsprechend erläutert wurde. Die Pendeltraversen 14.2 wer­ den in analoger und bereits beschriebener Weise mittels Gleitlagern 4.5 in Lagerstellen 4.4 des Maschinenschlittens 4 drehbeweglich aufgenommen.

Die hintere Anordnung des Rollenumlaufschuhes 14.1 am Ma­ schinenschlitten 4 unterscheidet sich von der vorderen da­ durch, daß die Pendeltraverse 14.2 in analoger Weise wie bei der Tandemanordnung mittels Gleitlager 14.4 drehbar auf dem Exzenter 11.1 von der Exzenterwelle 11 gelagert ist und dazu benachbart auf dem Exzenter 11.1 der Tragrahmen 15 mittels Lagerbuchse 15.5 drehbar gelagert ist. Bei der Beschreibung der Fig. 7, 8 und 9 wurde die prinzipielle Anordnung bereits erläutert. Der Tragrahmen 15 besteht ebenfalls aus Seitenblechen 15.1 und stirnseitig angeordneten Verbin­ dungsblechen 15.2 und Druckplatten 15.3, die an der Unter­ seite befestigt sind.

Der Tragrahmen 15 wird auch bei dieser Anordnung während der Beschleunigung oder Verzögerung des Maschinenschlittens 4 mittels Druckfedern 15.4, die wie bereits beschrieben, zwischen Pendeltraverse 14.2 und Tragrahmen 15 angeordnet sind, im Gleichgewicht gehalten.

Nachstehend soll die Wirkungsweise der Erfindung in der Tan­ demanordnung der Pendeltraversen 10.2 beschrieben werden. Bereits bei der Montage des Maschinenschlittens 4 auf dem Maschinengestell 1 ist eine maximale Unebenheit vorhanden, wodurch nur eine der beiden Wälzführungen 10 von der hin­ teren Seite des Maschinenschlittens 4 Berührung mit der Führungsbahn des Maschinengestells 1 hat. Das hat zur Folge, daß sich der Torsionsstab 12 ohne Belastung in den Gleitla­ gern 4.6 zu drehen beginnt und die eine Pendeltraverse 10.2 um das halbe Maß der Unebenheit angehoben wird, während an der anderen berührungslosen Seite des Maschinenschlittens 4 eine entsprechende Absenkung der anderen Pendeltraverse 10.2 erfolgt, so daß unter Einbeziehung der Querdrehbewegung aller Kalottenlager 10.43 der vollständige Lastausgleich hergestellt ist. Damit die Wälzführung 10 während dieser Lastausgleichsbewegung nicht außer Funktion gerät, ist der Tragrahmen 13 mit auf dem Exzenter 11.1 gelagert, wodurch das Spiel f₁ zwischen der Lauffläche der Rollenumlauf­ schuhe 10.1 und der Auflagefläche der Druckplatten 13.3 vom Tragrahmen 13 bei dieser Lastausgleichsbewegung immer konstant bleibt (Fig. 7). Um zu verhindern, daß während der Verfahrbewegung des Maschinenschlittens 4 mit der beweg­ lichen Werkzeugaufspannplatte 3 und der Formhälfte des Formwerkzeuges 5 die Druckplatten 13.3 vom Tragrahmen 13 die Führungsbahn berühren, wird dieser mit Druckfedern 13.4 an der Pendeltraverse 10.2 abgestützt. Durch die Druckfedern 13.4 wird das Kippmoment aufgenommen, das durch die Be­ schleunigungs- bzw. Verzögerungsbewegungen auf den Tragrah­ men 13 wirkt. In der Öffnungsstellung der Formschließ­ einrichtung (Fig. 1) und während der Verfahrbewegung durch die Eilgangzylinder 8 aus bzw. in die Schließstellung biegen sich im elastischen Bereich die vorderen Pendeltraversen 10.2, die in Fig. 4 und 14 schematisch dargestellt sind, um einen Teilbetrag Y_v durch. Zwischen den Druckplatten 4.8 und dem Maschinengestell 1 ist noch ein Spiel f₁ vorhanden, wodurch die Rollenumlaufschuhe 10.1 noch rollfähig sind (Fig. 4). Dabei sind die hinteren Rollenumlaufschuhe 10.1 infolge der Lastverteilung der auf dem Maschinenschlitten 4 bewegten Masse geringer belastet als die vorderen (Fig. 15). In diesem Betriebszustand biegen sich die hinteren Pendeltraversen 10.2 um einen kleineren Betrag Y_H1 durch als die vorderen Pendeltraversen 10.2. Dazu überlagert erfolgt eine weitere Teilabsenkung der hinteren Pendeltraverse 10.2 infolge der elastischen Verdrehung des Torsionsstabes 12 um einen Betrag Y_H2 (Fig. 16). Die Summe der Teilbeträge Y_H1 + Y_H2 ist die Gesamtdurchbiegung der hinteren Pen­ deltraversen, die zugleich der vorderen Durchbiegung Y_v entspricht.

Durch die Lastausgleichseinrichtung ändert sich in den beiden o. g. Betriebszuständen (Öffnungsstellung und Fahrbewegung) die Neigung der beweglichen Werkzeugauf­ spannplatte 3 nicht. Auch an den hinteren Wälzführungen 10 bleibt noch ein Spiel f₁ zwischen den Druckplatten 13.3 und der Wälzebene auf dem Maschinengestell 1 vorhanden, wodurch auch die hinteren Rollenumlaufschuhe 10.1 rollfähig bleiben (Fig. 4). Im entlasteten Zustand liegen am Torsionsstab 12 die zentrischen Lagerstellen und die exzentrischen Dreh­ punkte der Pendeltraversen 10.2 auf einer geraden Linie. Bei Belastung der Pendeltraversen 10.2 kommt es zu einer Ver­ drehung des Torsionsstabes 12, wodurch dann die genannten drei Punkte auf einer mehr oder weniger geknickten Linie liegen. Der Verdrehwinkel des Torsionsstabes 12 beträgt 2 α (Fig. 16). Zu dieser Verdrehung des Torsionsstabes 12 überlagert sich eine Drehbewegung desselben als Lastaus­ gleichsbewegung infolge vorhandener Unebenheiten bzw. einer ungleichmäßigen Kraftverteilung.

Erst unter den Bedingungen der statischen Verspannung des Formwerkzeuges 5 im geschlossenen Zustand der Formschließ­ einrichtung (Fig. 2) treten statische Zusatzkräfte auf, die die Kräfte aus den zuvor geschilderten Betriebszuständen um ca. 50% überschreiten können. Bei dieser Krafteinwirkung federn die Pendeltraversen 10.2 mit den Rollenumlaufschuhen 10.1 soweit durch, daß das Restspiel f₁ = 0 wird (Fig. 14 und 15). Damit erfolgt eine exakte Lastbegrenzung für die Rollenumlaufschuhe 10.1, da nun die Druckplatten 4.8 und 13.3 auf den Führungsbahnen vom Maschinengestell 1 aufsetzen und die auftretenden Zusatzkräfte übernehmen. Aus diesem Grunde haben die Druckplatten 4.8 und 13.3 keine Gleitfunktion, sondern nur eine reine statische Aufgabe zu erfüllen. Bei den beiden hinteren Wälzführungen befinden sich die Druckplatten 13.3 an der Unterseite des Tragrah­ mens 13. Der Tragrahmen 13 ist sehr formstabil ausgebildet und mit der Pendeltraverse 10.2 auf dem Exzenter 11.1 von der Exzenterwelle 11 drehbar gelagert. Im Gegensatz dazu weist der Torsionsstab 12 in den Betriebszuständen mit geringer Belastung einen Verdrehwinkel auf, der mit der Durchfederung der hinteren Pendeltraversen 10.2 zusammen die gleiche Durchfederung ergibt, wie die Durchfederung aus den vorderen Pendeltraversen allein. Damit wird erreicht, daß der Maschinenschlitten 4 in den Betriebszuständen, in denen die Wälzführung 10 in Funktion ist, seine Horizontallage beibehält. In der Fig. 4 wurde außerdem ein Spiel f₂ darge­ stellt, das eine konstruktiv gewählte Größe ist. Das Spiel f₂ ist der Abstand zwischen der Unterkante des Maschinen­ schlittens 4 und der Lauffläche der Rollenumlaufschuhe auf dem Maschinengestell. Durch das Spiel f₂ wird die Verträg­ lichkeit der Wälzführung gegen maximal zu erwartende Maß- und Lageabweichungen der Führungsbahn des Maschinengestells und der Lagerpunkte im Maschinenschlitten 4 bestimmt.

Bezugszeichenliste

1 - Maschinengestell
2 - Werkzeugaufspannplatte (fest)
3 - Werkzeugaufspannplatte (beweglich)
4 - Maschinenschlitten
4.1 - Längsholm
4.2 - Mittelstück
4.3 - Längsmittelachse
4.4 - Lagerstelle
4.5 - Gleitlager
4.51 - Lagerbolzen
4.6 - Gleitlager
4.61 - Lagerbuchse
4.62 - Lagerbuchse
4.7 - Sicherungsring
4.8 - Druckplatte
5 - Formwerkzeug
5.1 - Keilspalt
6 - Säule
7 - Werkzeughöhenverstellvorrichtung
8 - Eilgangzylinder
9 - Schließzylinder
10 - Wälzführung
10.1 - Rollenumlaufschuh
10.2 - Pendeltraverse
10.21 - Lagerbuchse
10.3 - Lagerbock
10.4 - Gleitlager
10.41 - Lagerbolzen
10.42 - Lagerbuchse
10.43 - Kalottenlager
10.431 - Lagerschale
10.432 - Lagerschale
10.44 - Sicherungsring
11 - Exzenterwelle
11.1 - Exzenter
11.2 - äußerer zentrischer Abschnitt
11.3 - Mitnahmeprofil
11.4 - Flansch
11.5 - zentrischer Abschnitt
12 - Torsionsstab
12.1 - Flansch
12.2 - Schraubverbindung
12.3 - Stiftverbindung
13 - Tragrahmen
13.1 - Seitenblech
13.2 - Verbindungsblech
13.3 - Druckplatte
13.4 - Druckfeder
13.5 - Lagerbuchse
14 - Wälzführung
14.1 - Rollenumlaufschuh
14.2 - Pendeltraverse
14.3 - Lagerbock
14.4 - Gleitlager
15 - Tragrahmen
15.1 - Seitenblech
15.2 - Verbindungsblech
15.3 - Druckplatte
15.4 - Druckfeder
15.5 - Lagerbuchse
e - Exzentrizität
S_o - Schwerpunkt der bewegten Masse
H_w - Werkzeugeinbauhöhe
f₁ - Spiel zwischen der Lauffläche der Rollenumlauf­ schuhe und der Auflagefläche der Druckplatten
f₂ - Spiel zwischen der Unterkante des Maschinen­ schlittens 4 und der Lauffläche der Rollenumlauf­ schuhe auf dem Maschinengestell
Y_v - Durchbiegung der vorderen Pendeltraversen durch Teilabsenkung
Y_H1 - Durchbiegung der hinteren Pendeltraversen durch Belastung
Y_H2 Durchbiegung der hinteren Pendeltraversen durch Teilabsenkung infolge der elastischen Verdrehung des Torsionsstabes
Y_H - Gesamtdurchbiegung ist Summe aus Y_H1 + Y_H2
α - 1/2 Verdrehwinkel des Torsionsstabes

Claims (5)

1. Formschließeinrichtung zur Aufnahme großer und schwerer Formwerkzeuge (5) für Kunststoffspritzgießmaschinen mit einer festen Werkzeugaufspannplatte (2) und einer beweg­ lichen Werkzeugaufspannplatte (3), die bewegliche Werk­ zeugaufspannplatte (3) auf einem Maschinenschlitten (4) angeordnet ist der aus zwei Längsholmen (4.1) besteht, die durch ein Mittelstück (4.2) verbunden sind, die feste Werkzeugaufspannplatte (2) auf einem Maschinengestell (1) abgestützt ist und die bewegliche Werkzeugaufspannplatte über die Längsholme 4.1 des Maschinenschlittens 4 mittels Wälzführungen (10) und Führungsschienen auf dem Maschi­ nengestell (1) verfahrbar aufgenommen sind, beide Werk­ zeugaufspannplatten je eine Formhälfte eines Formwerk­ zeuges (5) aufnehmen und über freitragende oder durchge­ hende Säulen (6) miteinander verbindbar oder verbunden sind, die Säulen in Abhängigkeit von der Werkzeugeinbau­ höhe (H_w) durch eine Werkzeughöhenverstellvorrichtung (7) einstellbar sind, zum Zusammen- oder Auseinanderfahren der Formhälften des Formwerkzeuges (5) die bewegliche Werkzeugaufspannplatte (3) mit Hilfe von einem oder mehreren Eilgangzylindern (8) in die Öffnungs- oder Schließstellung gefahren wird und durch Schließzylinder (9) die Schließ- und Zuhaltekraft und die Aufreißkraft aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• - an den Eckpunkten des Maschinenschlittens (4) Lager­ stellen (4.4) zur mittigen Aufnahme von Pendeltra­ versen (10.2, 14.2) angeordnet sind und an den Enden der Pendeltraversen (10.2, 14.2) in Gleitlagern (10.4, 14.4), die als Kalotterlager (10.43) ausge­ bildet sind, die Wälzführungen (10), bestehend aus an sich bekannten Rollenumlaufschuhen (10.1, 14.1), längs- und quer drehbeweglich gelagert sind,
• - die vorderen Pendeltraversen (10.2, 14.2), die an der der festen Werkzeugaufspannplatte (2) zugewandten Seite des Maschinenschlittens (4) angebracht sind, an der Unter­ seite des Maschinenschlittens (4) in je einem Gleitlager (4.5) drehbeweglich gelagert sind,
• - die Pendeltraversen (10.2, 14.2), die sich an der rück­ wärtigen Seite der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (3) am Maschinenschlitten (4) befinden, von jeweils einem Exzenter (11.1) einer Exzenterwelle (11) aufge­ nommen werden,
• - die zur Längsmittelachse (4.3) des Maschinenschlittens (4) gerichteten zentrischen Abschnitte (11.2) der Ex­ zenterwellen (11) fest über einen Torsionsstab (12) so miteinander verbunden sind, daß die Exzentrizität (e) der beiden Exzenter (11.1) in der Horizontalebene eine entgegengesetzte Richtung zueinander hat,
• - die beiden zum Exzenter (11.1) benachbarten zentrischen Abschnitte (11.5) jeder Exzenterwelle (11) in Gleitla­ gern (4.6) des jeweiligen Längsholmes (4.1) vom Ma­ schinenschlitten (4) gelagert sind,
• - auf jedem Exzenter (11.1) beidseitig von jeder Pendel­ traverse (10.2, 14.2) ein Tragrahmen (13, 15) dreh­ beweglich angeordnet ist, der an seiner Unterseite Druckplatten (13.3, 15.3) besitzt, die auf dem Ma­ schinengestell (1) abstützbar sind und
• - an der Unterseite von den Längsholmen (4.1) des Maschi­ nenschlittens (4) weitere Druckplatten (4.8) angeordnet sind.

2. Formschließeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die an der Unterseite vom Maschinenschlit­ ten (4) vorhandenen Druckplatten (4.8) in der Nähe vom Schwerpunkt (S_o) der bewegten Masse und am der Vorder­ seite vom Maschinenschlitten (4) angeordnet sind.

3. Formschließeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Tandemanordnung der Rollenumlauf­ schuhe (10.1) in den Pendeltraversen (10.2) jeder Rollen­ umlaufschuh (10.1) mittig in einem Kalottenlager (10.43) aufgenommen wird.

4. Formschließeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Einzelanordnung der Rollenumlauf­ schuhe (14.1) in den Pendeltraversen (14.2) jeder Rollen­ umlaufschuh (14.1) an seinen beiden Enden in je einem Ka­ lottenlager (10.43) gelagert ist.

5. Formschließeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tragrahmen (13, 15) durch Druckfedern (13.4, 15.4) an den Pendeltraversen (10.2, 14.2) abstütz­ bar sind.