DE4436568A1

DE4436568A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schließen des Werkzeugs einer Kunststoffverarbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE4436568A1
Application number: DE19944436568
Authority: DE
Inventors: Stanislaus Kandula
Original assignee: Battenfeld GmbH
Current assignee: Battenfeld GmbH
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1996-04-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schließen des Werkzeugs einer Kunststoffverarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschi ne, die aufweist:

- ein mindestens zweiteiliges Werkzeug, das geöffnet und geschlossen werden kann,
- mindestens zwei Werkzeugaufspannplatten und
- mindestens eine die Schließkraft erzeugende Krafterzeugungseinheit.

Desweiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Schließverfahren bzw. -vorrichtungen für Kunststoffverarbeitungsma schinen, insbesondere für Spritzgießmaschinen, sind bekannt. Meistens ist - gemäß dem Oberbegriff der vorliegenden Erfindung - ein zweiteiliges Werkzeug von zwei zugehörigen Werkzeugaufspannplatten aufgenommen. Zur Vorbereitung eines Spritzgießzyklus wird das Werkzeug geschlossen und mit einer Schließkraft beaufschlagt, die von einer Krafterzeugungseinheit aufgebracht wird. Hierbei wirkt die Krafterzeugungseinheit meist zwischen der einen Werkzeug aufspannplatte (Schließplatte) und einer Stirnplatte, die in Verlängerung der Achse der Schließbewegung des Werkzeugs hinter der Schließplatte angebracht ist. Diese Ausführungsform kommt häufig auch bei der Ausgestaltung der Schließeinheit als sog. holmlose Maschine zum Einsatz.

Nachteilhaft bei all diesen Konzeptionen ist, daß ein nicht unerheblicher Platzbedarf besteht, da sich hinter der einen Werkzeugaufspannplatte (Schließplatte) die Krafterzeugungseinheit mit der Stirnplatte befindet; die Länge der Maschine wird unweigerlich sehr groß.

Wird andererseits eine kürzere Bauart, z. B. die einer holmlosen Maschine, gewählt, ist stets ein hoher apparativer Aufwand nötig, um kurze Baulängen zu erzielen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schließeinheit der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sich sowohl durch geringen Platzbedarf als auch durch geringen apparativen Aufwand auszeichnet. Weiterhin sollen sich wirtschaftliche Vorteile ergeben, wenn mehrere nebeneinander angeordnete gleichartige Kunststoffverarbei tungsmaschinen eingesetzt werden.

Die Lösung der Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen der Schließkraft (F) auf die Werkzeugaufspannplatten (4, 5) die Krafterzeugungseinheit (6, 7), die sich vor dem Schließen des Werkzeugs (2, 3) mit den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) in einem entkoppelten Zustand befand, mit den Aufspannplatten (4, 5) durch eine Koppelbewegung gekoppelt wird, bevor die Schließkraft (F) erzeugt wird.

Werden mehrere gleichartige Kunststoffverarbeitungsmaschinen neben einander angeordnet betrieben, ist vorgesehen, daß mindestens eine Krafterzeugungseinheit (6) wechselweise für mindestens zwei Kunststoff verarbeitungsmaschinen (1, 11) eingesetzt wird.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, daß eine Kopplung bzw. Entkopplung der beiden Einheiten Krafterzeugungseinheit auf der einen Seite und Werkzeugaufspannplatten auf der anderen Seite stattfindet, also eine vollständige mechanische Trennung von Krafterzeugungseinheit und Werkzeugaufspannplatten: Nur zum Aufbringen der Schließkraft zwischen den beiden Werkzeugaufspannplatten wird die Krafterzeugungseinheit wirkungsmäßig mit den Aufspannplatten verbunden. Ansonsten besteht die Möglichkeit, daß sich die Aufspannplatten, von der Krafterzeugungseinheit entkoppelt, frei zueinander bewegen können. Hierbei ist vorteilhafterweise insbesondere vorgesehen, daß während dieser Zeit die Krafterzeugungseinheit dazu benutzt wird, die Schließkraft an einer benachbarten Kunststoffver arbeitungsmaschine aufzubringen, wozu sie mit den Aufspannplatten dieser Maschine gekoppelt wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Koppelbewegung, mit der die Krafterzeugungseinheit (6, 7) mit den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) gekoppelt wird, aus einer Verschiebung der Krafterzeugungseinheit (6, 7) relativ zu den Werkzeug aufspannplatten (4, 5) besteht. Hierbei kommen insbesondere zwei Varianten in Betracht:
Gemäß der einen wird die Verschiebebewegung der Krafterzeugungs einheit (6, 7) relativ zu den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) durch eine Schwenkbewegung eines Trägerelements (8) für die Krafterzeugungs einheit (6, 7) bewerkstelligt.

Alternativ dazu ist es möglich, daß die Verschiebebewegung der Krafterzeugungseinheit (6, 7) relativ zu den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) durch eine Translationsbewegung eines Trägerelements (8) für die Krafterzeugungseinheit (6, 7) durchgeführt wird.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß zwecks momentenfreier Statik für mindestens eine Kunststoffverarbeitungsmaschine (1) mindestens zwei Krafterzeugungseinheiten (6, 7) vorhanden sind, die vorzugsweise symmetrisch an den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) angreifen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Krafterzeugungseinheit (6, 7) durch die Schwenk- und/oder Translationsbewegung eines Trägerelements (8) von einer mit den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) entkoppelten zu einer gekoppelten Position und zurück bewegt wird.

Vorteile in Bezug auf die Zugänglichkeit des Maschinenraumes ergeben sich gemäß einer Weiterbildung dann, wenn das Trägerelement (8) in der entkoppelten Position zusammen mit der vom Trägerelement (8) aufgenommenen Krafterzeugungseinheit (6, 7) in Richtung der Schließ bewegung des Werkzeugs (2, 3) verfahren werden kann.

Sinnvollerweise ist zwecks Unfallverhütung das Trägerelement (8) mit einem Verkleidungselement (9) versehen ist.

Vor allem bei einer erfindungsgemäßen (holmlosen) Ausführungsform der Maschine ist es angebracht, mindestens eine der Werkzeug aufspannplatten (4) auf einem Führungselement (10) relativ zu mindestens einer anderen Werkzeugaufspannplatte (5) verschiebbar anzuordnen.

Aus der erfindungsgemäßen Lösung resultieren verschiedene Vorteile:

- Es werden nur zwei Platten (Werkzeugaufspannplatten schließ- und düsenseitig) benötigt; eine Stirnplatte ist nicht erforderlich. Der apparative Aufwand sinkt. Die Krafterzeugungseinheit ersetzt die Holme der Maschine.
- Es ergibt sich eine kurze Maschinenbauform und dadurch ein geringerer Platzbedarf.
- Durch die holmlose Ausführung ergibt sich eine gute Zugänglichkeit zum Werkzeugraum und großflächig nutzbare Aufspannplatten.
- Zum Werkzeugwechsel kann das gesamte Trägerelement zusammen mit der Krafterzeugungseinheit aus dem Werkzeugbereich herausgefahren werden. Dadurch ergibt sich ein freier Zugang zum Werkzeug.
- Die Werkzeugzuhaltung kann leicht momenten- und querkraftfrei ausgestaltet werden.
- Es ist die Nutzbarkeit einer Krafterzeugungseinheit für zwei nebeneinander angeordnete Maschinen möglich.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Schließvorrichtungen gemäß der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch die Vorderansicht einer Kunststoffverarbeitungs maschine (Spritzgießmaschine),

Fig. 2 die zugehörige Draufsicht,

Fig. 3 die zugehörige Seitenansicht einer ersten Ausgestaltung,

Fig. 4 die zugehörige Seitenansicht einer zweiten Ausgestaltung,

Fig. 5 die Vorderansicht des Werkzeugbereichs mit einer modifi zierten Schließkrafterzeugungseinheit und

Fig. 6 die erfindungsgemäße Ausgestaltung beim Einsatz mehrerer Kunststoffverarbeitungsmaschinen.

In Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 ist eine Kunststoffverarbeitungsmaschine 1 dargestellt, und zwar eine Spritzgießmaschine. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch in anderen Maschinen als bei Spritzgießmaschinen zum Einsatz kommen. Ein zweiteiliges Werkzeug 2, 3 ist von zwei Werkzeugaufspannplatten 4, 5 aufgenommen. Die Werkzeugaufspannplatte 4 ist die bewegliche Schließplatte, die Aufspannplatte 5 ist die Düsenplatte. In einer Plastifiziereinheit 12, der Kunststoffgranulat über einen Einfülltrichter zugeführt worden ist, wird Kunststoffschmelze produziert, die in das Werkzeug eingespritzt wird.

Dabei muß das Werkzeug mit einer definierten Schließkraft F zugehalten werden. Hierfür dienen zwei Krafterzeugungseinheiten 6 und 7. Diese erzeugen gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Kraft mittels eines hydraulischen Kolben-Zylinder-Systems. Natürlich können aber auch andere Systeme zum Einsatz kommen, also neben hydraulischen auch pneumatische, elektrische oder mechanische, wobei in letzterem Falle insbesondere Kniehebelsysteme in Frage kommen.

Erfindungsgemäß sind die Werkzeugaufspannplatten 4 und 5 und die Krafterzeugungseinheiten 6 und 7 vor der Aufbringung der Schließkraft F mechanisch entkoppelt. Das Werkzeug 2, 3 kann daher (zum Entformen des fertigen Spritzgießteils) ungehindert geöffnet und (zur Vorbereitung des nächsten Spritzzyklus) geschlossen werden. Nach dem Schließen des Werkzeugs 2, 3 wird die Schließkraft F aufgebracht. Hierzu werden die Krafterzeugungseinheiten 6 und 7 zunächst mit den Werkzeugaufspann platten 4 und 5 gekoppelt; es wird eine Koppelbewegung ausgeführt (siehe Pfeile in Fig. 3 und Fig. 4): Die Krafterzeugungseinheiten 6 und 7, die je mit einem Trägerelement 8 verbunden sind, werden in mechanische Kopplung mit den Aufspannplatten 4 und 5 gebracht.

Gemäß Fig. 3 kann hierfür eine Schwenkbewegung der Trägerelemente 8 um einen Drehpunkt erfolgen; die Drehung wird durch einen Schwenkzylinder 13 bewerkstelligt. Alternativ ist - siehe Fig. 4 - vorgesehen, daß die Krafterzeugungseinheiten 6 und 7 durch eine translatorische Verfahrbewegung, ausgelöst durch einen Verfahrzylinder 14, mit den Aufspannplatten gekoppelt werden.

Jede Krafterzeugungseinheit 6, 7 weist neben dem eigentlichen Kraft zylinder auch zwei Klemmplatten 15, 16 auf. Das Kolben-Zylinder- System erstreckt sich durch Ausnehmungen 17 an den Werkzeugauf spannplatten 4, 5. Es ist mit den Klemmplatten 15, 16 verbunden, so daß diese beim Erzeugen der Schließkraft F diese auf die Aufspannplatten 4, 5 aufbringen können, um dadurch das Werkzeug 2, 3 zusammenzu pressen. Durch diese Ausgestaltung wird eine querkraft- und momentenfreie Kraftübertragung auf die Werkzeugaufspannplatten gewährleistet. Zur lagegenauen Positionierung der Klemmplatten können Zentrierdorne 18 (siehe Fig. 1) und zugehörige Zentrierbohrungen 19 (siehe Fig. 3) vorgesehen sein.

Besonders vorteilhaft ist die holmlose Bauart der erfindungsgemäßen Schließeinheit. Damit läßt sich ein freier Zugang zum Werkzeugbereich erreichen. Die bewegliche Schließplatte 4 ist dabei auf einem Führungselement 10 (siehe Fig. 1) geführt.

Zum leichteren Wechsel des Werkzeugs 2, 3 können die Krafterzeugungseinheiten 6 und 7 zunächst durch ihre Trägerelemente 8 in die mit den Werkzeugaufspannplatten 4 und 5 entkoppelte Position gefahren werden (siehe Fig. 2: Doppelpfeil in Richtung der Koppel- Entkoppelrichtung). Dann kann die gesamte Einheit des Krafterzeugungselements 6 bzw. 7 zusammen mit der Trägerplatte 8 und den Klemmplatten 15 und 16 in Richtung der Schließbewegung des Werkzeugs mittels nicht dargestellter Bewegungselemente verfahren werden (siehe Fig. 2: Doppelpfeil parallel zur Kraftrichtung F). Dann ist ein ungehinderter Zugang zum Werkzeugraum der Maschine möglich.

Zur Vermeidung von Unfällen kann das Trägerelement 8 mit einem Verkleidungselement 9 versehen sein (siehe Fig. 2).

Eine Variation des Aufbaus der Krafterzeugungseinheit 6 bzw. 7 ist in Fig. 5 zu sehen. Sie besteht aus einem Holm 20 der auf der einen Seite mit einer Trägerplatte 21 fest verbunden ist und auf der anderen Seite ein Gewinde 22 trägt. Die Trägerplatte 21 trägt zwei Kurzhubzylinder 23, die einen kurzen Bewegungshub ausführen können und dadurch die Schließkraft auf die Werkzeugaufspannplatte 4 aufbringen. Auf der anderen Seite ist eine Einstellmutter 24 auf das Gewinde 22 aufgeschraubt. Mit ihr kann die jeweils erforderliche Einbauhöhe des Werkzeugs eingestellt werden; hierfür kann ggf. ein Einstellmotor 25 eingesetzt werden, der über ein Zahnrad die Mutter dreht.

In Fig. 6 ist der Fall dargestellt, daß mehrere nebeneinander angeordnete Kunststoffverarbeitungsmaschinen 1, 11 wechselweise von Krafterzeu gungseinheiten 6, 7, 7′ bedient werden, um das Werkzeug zuzuhalten.

Die Maschine 1 sei zum Kunststoffverarbeitungszyklus vorbereitet worden. Ihr Werkzeug ist geschlossen worden und muß nun mit der Schließkraft beaufschlagt werden. Hierzu wird die Krafterzeugungs einheit 7 durch ihr Trägerelement 8 so verfahren, daß es in die Ausnehmungen 17 der Werkzeugaufspannplatten 4, 5 eingreift und so die Kopplung zwischen Werkzeugaufspannplatten und Krafterzeugungs einheit herstellt. Analog hierzu wird die Krafterzeugungseinheit 6 durch eine Verschiebebewegung des Trägerelements 8′ nach links gekoppelt.

Während nun der eigentliche Spritzgießprozeß in der Maschine 1 stattfindet, kann die neben ihr angeordnete Maschine 11 beispielsweise entformt und für den nächsten Zyklus vorbereitet werden. Ist der Spritzgießprozeß in Maschine 1 abgeschlossen und soll dort nun das Werkzeug geöffnet werden, wird die Krafterzeugungseinheit 6 verwendet, um das Werkzeug der Maschine 11 zuzuhalten. Hierzu wird die Einheit 6 mittels ihres Trägerelements 8′ nach rechts verschoben, wodurch die Einheit 6 nun in die Ausnehmung 17 der Werkzeugaufspannplatte 4′ eingreift. Von der rechten Seite her wird die Krafterzeugungseinheit 7′ mittels des Trägerelements 8′′ gekoppelt. Während der Spritzgießprozeß jetzt in Maschine 11 durchgeführt werden kann, wird Maschine 1 entformt und für den nächsten Zyklus vorbereitet. Der Prozeß wiederholt sich dann in analoger Weise. Die zwischen zwei Maschinen 1, 11 angeordnet Krafterzeugungseinheit 6 wird also wechselweise für beide Maschinen eingesetzt. Vorteilhafterweise können mit diesem Verfahren Zykluszeit und damit Kosten eingespart werden.

Das Verfahren bietet sich auch an und wird analog ausgeführt, wenn mehr als zwei Kunststoffverarbeitungsmaschinen "in Reihe" neben einander arbeiten.

Bezugszeichenliste

1, 11 Kunststoffverarbeitungsmaschine (Spritzgießmaschine)
2, 3 Werkzeug
4, 4′, 5 Werkzeugaufspannplatten
6, 7, 7′ Krafterzeugungseinheiten
8, 8′, 8′′ Trägerelement
9 Verkleidungselement
10 Führungselement
12 Plastifiziereinheit
13 Schwenkzylinder
14 Verfahrzylinder
15, 16 Klemmplatten
17 Ausnehmung an der Werkzeugaufspannplatte
18 Zentrierdorn
19 Zentrierbohrung
20 Holm
21 Trägerplatte
22 Gewinde
23 Kurzhubzylinder
24 Einstellmutter
25 Einstellmotor
F Schließkraft

Claims

1. Verfahren zum Schließen des Werkzeugs einer Kunststoff verarbeitungsmaschine, insbesondere einer Spritzgießmaschine (1), die aufweist:

- ein mindestens zweiteiliges Werkzeug (2, 3), das geöffnet und geschlossen werden kann,
- mindestens zwei Werkzeugaufspannplatten (4, 5) und
- mindestens eine die Schließkraft erzeugende Krafterzeugungseinheit (6, 7),

dadurch gekennzeichnet,
daß zum Aufbringen der Schließkraft (F) auf die Werkzeugauf spannplatten (4, 5) die Krafterzeugungseinheit (6, 7), die sich vor dem Schließen des Werkzeugs (2, 3) mit den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) in einem entkoppelten Zustand befand, mit den Aufspannplatten (4, 5) durch eine Koppelbewegung gekoppelt wird, bevor die Schließkraft (F) erzeugt wird.

2. Verfahren zum Schließen der Werkzeuge mindestens zweier nebeneinander angeordneter Kunststoffverarbeitungsmaschinen, insbe sondere Spritzgießmaschinen (1, 11), die jeweils aufweisen:

dadurch gekennzeichnet,
daß zum Aufbringen der Schließkraft (F) auf die Werkzeugauf spannplatten (4, 5) die Krafterzeugungseinheit (6, 7), die sich vor dem Schließen des Werkzeugs (2, 3) mit den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) in einem entkoppelten Zustand befand, mit den Aufspannplatten (4, 5) durch eine Koppelbewegung gekoppelt wird, bevor die Schließkraft (F) erzeugt wird, wobei mindestens eine Krafterzeugungseinheit (6) wechselweise für mindestens zwei Kunststoffverarbeitungsmaschinen (1, 11) eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelbewegung, mit der die Krafterzeugungseinheit (6, 7) mit den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) gekoppelt wird, aus einer Verschiebung der Krafterzeugungseinheit (6, 7) relativ zu den Werkzeug aufspannplatten (4, 5) besteht.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebebewegung der Krafterzeugungseinheit (6, 7) relativ zu den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) durch eine Schwenkbewegung eines Trägerelements (8) für die Krafterzeugungs einheit (6, 7) bewerkstelligt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebebewegung der Krafterzeugungseinheit (6, 7) relativ zu den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) durch eine Translationsbewegung eines Trägerelements (8) für die Krafterzeugungs einheit (6, 7) bewerkstelligt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für mindestens eine Kunststoffverarbeitungs maschine (1) mindestens zwei Krafterzeugungseinheiten (6, 7) vorhanden sind, die vorzugsweise symmetrisch an den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) angreifen.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem mindestens eine Kunststoffverarbeitungs maschine, insbesondere eine Spritzgießmaschine (1) zum Einsatz kommt, die jeweils aufweist:

dadurch gekennzeichnet,
daß jede Krafterzeugungseinheit (6, 7) durch die Schwenk- und/oder Translationsbewegung eines Trägerelements (8) von einer mit den Werkzeugaufspannplatten (4, 5) entkoppelten zu einer gekoppelten Position und zurück bewegt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (8) in der entkoppelten Position zusammen mit der vom Trägerelement (8) aufgenommenen Krafterzeugungseinheit (6, 7) in Richtung der Schließbewegung des Werkzeugs (2, 3) verfahren werden kann.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (8) mit einem Verkleidungs element (9) versehen ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Werkzeugaufspannplatten (4) auf einem Führungselement (10) relativ zu mindestens einer anderen Werkzeugaufspannplatte (5) verschoben wird.