EP1677963A1 - Antriebseinheit - Google Patents

Antriebseinheit

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Publication number
EP1677963A1
EP1677963A1 EP04802619A EP04802619A EP1677963A1 EP 1677963 A1 EP1677963 A1 EP 1677963A1 EP 04802619 A EP04802619 A EP 04802619A EP 04802619 A EP04802619 A EP 04802619A EP 1677963 A1 EP1677963 A1 EP 1677963A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
drive unit
clamping
intermediate part
unit according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04802619A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Dantlgraber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Bosch Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10355328A external-priority patent/DE10355328A1/de
Application filed by Bosch Rexroth AG filed Critical Bosch Rexroth AG
Publication of EP1677963A1 publication Critical patent/EP1677963A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/64—Mould opening, closing or clamping devices
    • B29C45/68—Mould opening, closing or clamping devices hydro-mechanical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/68—Mould opening, closing or clamping devices hydro-mechanical
    • B29C2045/685—Mould opening, closing or clamping devices hydro-mechanical using mechanical drive means for mould closing to obtain the hydraulic clamping pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C45/40—Removing or ejecting moulded articles
    • B29C45/4005—Ejector constructions; Ejector operating mechanisms
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B29C45/50—Axially movable screw
    • B29C45/5008—Drive means therefor

Definitions

  • the invention relates to a drive unit, in particular for a clamping unit, an injection unit or an ejector, an injection molding machine according to the preamble of patent claim 1.
  • Such requirements occur, for example, with a clamping unit or an injection unit or when actuating ejectors of a plastic injection molding machine.
  • a plasticizing screw is moved towards the mold at a relatively high axial speed until the mold is completely filled with plastic.
  • a high force must be applied via the injection unit without substantial axial advance of the plasticizing screw.
  • a closing unit for closing the mold of an injection molding machine The requirements for a closing unit for closing the mold of an injection molding machine are similar, the movable clamping plate for closing the Tool is first moved quickly via the electric drive and then only a short remaining stroke has to be carried out to completely close and hold the tool with the required closing force.
  • a drive unit of an injection molding machine in which the comparatively large axial forces are applied during the closing of the injection molding tool or during the holding pressure phase during injection via a hydraulic force translator.
  • This hydraulic power converter has a piston unit with a comparatively small effective area, which is actuated via a spindle arrangement.
  • the smaller piston unit together with another piston unit with a larger effective area and an axially displaceable cylinder, limits a pressure space.
  • the cylinder can be locked to apply large axial forces so that the axial movement of the smaller piston unit reduces the pressure chamber and, depending on the area difference between the smaller and larger piston units, the latter exerts a high axial force on the unit to be acted on
  • the cylinder of the force converter is fixed axially by bulging a cylinder wall radially outwards due to the pressure rising in the pressure chamber, so that the cylinder is non-positively fixed in a guide of the cylinder and thus no longer undergoes axial movement. can lead.
  • the invention has for its object to provide a drive unit for an injection molding machine, in which the guidance and the non-positive fixing of an intermediate part of a power converter of the drive unit are improved compared to the prior art.
  • the drive unit according to the invention has a force booster with two piston units which are movable relative to one another and have different active surfaces. Together with a displaceably guided intermediate part, these delimit a pressure space.
  • the intermediate part can be fixed via a clamping part to a support element supported on the frame of the injection molding machine. That the elements which form-fit the intermediate part - support element / clamping part - are formed separately from the guidance of the intermediate part, so that these components can be optimally designed for the respective task (guiding / clamping) and no functional compromises are required.
  • the support element supported on the frame of the injection molding machine has a support anchor, along which a radially deformable clamping sleeve can be displaced.
  • This clamping sleeve is operatively connected to the intermediate part in such a way that a fixing of the clamping sleeve on the support anchor, the intermediate part is locked in the axial direction.
  • the radial deformation in the clamping sleeve is preferably carried out hydraulically via the pressure in the pressure chamber.
  • the clamping sleeve is received in a clamping cylinder, the annular pressure chamber of which is connected to the pressure chamber of the force converter via a pressure line.
  • the intermediate part and also the clamping sleeve or the clamping cylinder are preferably guided via a guide plate which can be guided on spars of the injection molding machine.
  • this guide plate rests on the one hand on the clamping cylinder and on the other hand on the intermediate part.
  • the outlay in terms of device technology for realizing the invention can be further reduced if the support anchor and / or the clamping sleeve are resiliently prestressed in the direction of their respective support position.
  • the construction according to the invention allows the guide plate to be lubricated, so that the service life of the device was not possible compared to the conventional solution, in which the lubrication of the guide was considerably impaired, since otherwise the clamping effect would have been negatively influenced.
  • the intermediate part of the force intensifier is preferably designed as a cylinder in which the pistons of the two piston units are designed with a smaller and larger effective area and the pressure chamber.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of a clamping unit of an injection molding machine. In the figure, only the upper half of the symmetrically constructed drive unit 1 is shown.
  • the drive unit 1 shown in the single figure is used to actuate the clamping unit of an injection molding machine, with a movable platen 2 initially being moved in the closing direction at a high speed (rapid traverse) and then when the movable half of the mold runs onto the half of the mold clamped on a fixed platen, the remaining stroke and the locking of the tool should be carried out with great force.
  • the drive unit 1 has a force booster 4, which has a piston unit 6 with a smaller effective area and a force booster piston 8 with a larger effective area.
  • a cylinder 16 of the power converter 4 is guided via a guide plate 10 to spars 12 which are mounted on a frame 14 of the injection molding machine and on which the movable mold mounting plate 2 is also mounted.
  • the cylinder 16 of the force converter 4 can be fixed with a holding device 18 with reference to the frame 14.
  • the force translator 4 is actuated via a spindle drive with a spindle 20 which is driven via an electrical drive (not shown) with a gear wheel or belt drive. is driven.
  • the spindle 20 fixed in the axial direction meshes with a spindle nut 22.
  • the spindle drive is designed as a recirculating ball drive.
  • the spindle nut 22 has a radially projecting support flange 24 on which a plurality of pistons 26 of the piston unit 6 are supported. Instead of a plurality of pistons 26, a single piston can also be used.
  • the individual partial pressure spaces 30 of the force booster 4 are hydraulically connected to one another and are part of a pressure space, the volume of which can be changed by axially displacing the pistons 26.
  • the cylinder 16 encompasses the spindle nut 22 and rests with a contact shoulder 32 on the end face of the support flange 24.
  • a clutch 34 preferably an electromagnetic clutch, is provided in the cylinder 16, via which the cylinder 16 can be coupled to the spindle nut 22, so that its axial displacement is transmitted to the cylinder 16.
  • annular space 36 is formed on the end face, in which a guide section 38 of the force transmission piston 8 designed as a hollow piston is guided.
  • the latter delimits, with the annular space 36, a force booster space 40, which is connected to the partial pressure spaces 30 via a pressure line 42, so that the pressure space of the force booster 4 is formed by these and the force booster space 40.
  • the annular end face of the force booster piston 8 removed from the guide section 38 acts directly or indirectly on the movable platen 2.
  • the force booster piston 8 is biased in the direction of a minimum volume of the force booster chamber 40 via a spring 44 arranged in the annular space 36 and engaging on the guide section 38.
  • the cylinder 16 has at its right end portion a radially projecting 'driving shoulder 46 to which the cylinder 16 is the encompassing guide plate 10 is supported in the axial direction.
  • the guide plate 10 has one or more recesses 50 offset with respect to its central axis 48, into each of which a clamping cylinder 52 of the holding device 18 is inserted. It is preferred to distribute several of the clamping cylinders 52 around the circumference; in principle, a single clamping cylinder 52 is sufficient with lower closing forces, which, however, should then act coaxially to the cylinder 16.
  • the clamping cylinder 52 dips with a stepped-down end section 54 into the recess 50 of the guide plate 10.
  • a spring 56 for example a plate spring arrangement, is placed on the end section 54 of the clamping cylinder 52, which is supported on the one hand on a ring 58 and on the other hand engages the guide plate 10, so that the clamping cylinder 52 is biased against the guide plate 10 with a shoulder 60.
  • the recess 50 is formed with a certain clearance to the outer circumference of the end section 54 of the clamping cylinder 52, so that a certain adjustment of the axial position (axis 62) of the clamping cylinder 52 is made possible by means of the spring 56.
  • a clamping sleeve 64 is inserted which, together with the jacket of the clamping cylinder 52, delimits an annular space 66 which is connected to the partial pressure spaces 30 via a connecting channel 68.
  • the connecting channel 68 extends from the cylinder 16 into the clamping cylinder 52 via the guide plate 10.
  • the annular space 66 is sealed off from the outside via sealing arrangements 70, 72.
  • the clamping sleeve 64 is designed such that it can be deformed in the radial direction when the annular space 66 is subjected to a predetermined minimum pressure and can thus be clamped on a support anchor 74. This positive connection is designed in such a way that the supporting forces resulting from the locking force can be transmitted.
  • the clamping sleeve 64 engages around the rod-shaped support anchor 74, the end section of which on the right in the illustration also passes through the guide plate 10.
  • the support anchor 74 is supported on one side by a support device 76 on the frame 14 of the injection molding machine.
  • the support device 76 has a support bracket 78 anchored to the frame 14, on which a biasing spring 80 is supported. This engages on a support ring 82 which is placed on the support armature 74 and is supported there, for example via a spring ring 84, in the axial direction.
  • the end face of the support armature 74 which is on the left in the illustration, is prestressed against a contact face 86 of the frame 14 by means of the prestressing spring 80.
  • the resilient positional positioning of the support armature 74 and the clamping cylinder 52 makes it easy to compensate for manufacturing tolerances, since the springs allow centering along the common axis 62.
  • the springs 56, 80 must be designed so strong that when opening the forces occurring due to friction on the form and in the guide are overcome.
  • a plurality of pistons 26 are used. Instead of these pistons, a single hollow piston can also be used, the annular end face of which has a substantially smaller effective area than the end face of the force transmission piston 8 received in the annular space 36.
  • the clutch 34 is first engaged so that the cylinder 16 is connected to the spindle nut 22.
  • the drive motor of the spindle 20 is actuated and the latter is rotated, so that the spindle nut 24 accordingly carries out an axial feed to the right (illustration).
  • the cylinder 16 is carried along via the clutch 34, so that the entire force converter 4 is shifted to the right and the tool mounting plate 2 is moved in the closing direction. This closing movement takes place at a comparatively high speed, with only a small force being transmitted via the spindle drive.
  • Force translator chamber 40 formed pressure chamber of the cylinder not 16, so that accordingly the pressure in the pressure chamber remains constant.
  • the cylinder 16 In order to prevent the cylinder 16 from moving to the left, it is clamped in place via the holding device 18. In the exemplary embodiment shown, this is done in that the clamping sleeve 66 is deformed radially inwards and positively on the outer circumference of the support rod 74 by the pressure rising in the pressure chamber (partial pressure chambers 28, force transmission chamber 40), which is also present in the annular chamber 66 via the connecting channel 68 is set.
  • the preloaded spring 44 ensures that a clamping force is built up before the closing force occurs. The clamping action is sufficient to fix the cylinder 16 to build up the locking force in the axial direction.
  • the force booster piston 8 which has a much larger effective area than the pistons 26, is subjected to a large force in the closing direction of the tool, depending on the area ratio of the effective areas, the stroke correspondingly being reduced
  • the cylinder 16 is guided exactly on the rigid bars 12 via the guide plate 10.
  • the force translator 4 through the pressure in the force Setzerraum 40 generated, acting on the movable tool half supporting force is transmitted via the cylinder 16, the driving shoulder 46, the guide plate 10 and over the shoulder 60 to the clamping cylinder 52 and further via the clamping sleeve 64 to the support anchor 74 and via the contact surface 86 in the Frame 14 of the injection molding machine initiated, so that a secure locking of the tool is guaranteed even with high closing forces.
  • the construction according to the invention is distinguished by an extremely simple construction, wherein high tolerance requirements for the construction can be avoided by the loose mounting of the support armature 74 and the clamping cylinder 52 with prestressed springs 80, 56.
  • the requirements for these springs 56, 80 are comparatively low, since they only have to transmit the frictional force and the forces for opening the tool. Since the leadership of the cylinder 16 is functionally different from that
  • the guides between the guide plate 10 and the spars 12 can be lubricated in an optimal manner.
  • the cylinder 16 is fixed, the deformations of the bars 12 are minimal, since the geometric accuracy of the holding device 18 is very high and the clamping cylinder 52 and the support anchors 74 can be optimally adjusted to one another and to the bars 12 by the loose mounting.
  • the illustrated one-sided mounting of the components furthermore enables good access to the drive unit and simple assembly and disassembly, so that maintenance is made easier.
  • a drive unit in particular for a clamping unit, an injection unit or an evaluation fer, an injection molding machine in which a large axial force can be applied via a hydraulic force intensifier.
  • a cylinder of the force intensifier can be fixed in relation to a frame of the injection molding machine by means of a holding device which is functionally separate from the guidance of the cylinder on the frame of the injection molding machine.

Landscapes

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Abstract

Offenbart ist eine Antriebseinheit, insbesondere für eine Schliesseinheit, eine Einspritzeinheit oder einen Auswerfer, einer Spritzgiessmaschine, bei der eine grosse Axialkraft über einen hydraulischen Kraftübersetzer aufbringbar ist. Ein Zylinder (16) des Kraftübersetzers (4)lässt sich mit Bezug zu einem Gestell (14) der Spritzgießmaschine über eine Halteeinrichtung (18) festlegen, die funktional getrennt von der Führung (10, 12) des Zylinders (16) am Gestell (14) der Spritzgießmaschine ist.

Description

Beschreibung Antriebseinheit
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, insbesondere für eine Schließeinheit, eine Einspritzeinheit oder einen Auswerfer, einer Spritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.-•
In jüngster Zeit geht man dazu über, Spritzgießmaschinen mit elektrischen und hydraulischen Antrieben zu versehen, wobei über den elektrischen Antrieb Stellbewe- gungen mit hoher Geschwindigkeit bei vergleichsweise geringen Kräften durchgeführt werden, während der hydraulische Antrieb besonders vorteilhaft ist, wenn hohe Axialkräfte bei vergleichsweise geringfügigen Stellbewegungen aufgebracht werden müssen.
Derartige Anforderungen treten beispielsweise bei einer Schließeinheit oder einer Einspritzeinheit oder beim Betätigen von Auswerfern einer Kunststoffspritzgießma- schine auf. Beispielsweise wird zum Einspritzen von Kunststoff in eine Werkzeugkavitat eine Plastifizier- schnecke mit relativ hoher Axialgeschwindigkeit in Richtung auf die Form bewegt bis die Form vollständig mit Kunststoff gefüllt ist. Während der sich anschließenden Nachdruckphase, in der der Formteilschwund durch Zuführen von Formmasse ausgeglichen wird, muss über die Einspritz- einheit eine hohe Kraft ohne wesentlichen Axialvorschub der Plastifizierschnecke aufgebracht werden.
Ähnlich sind die Anforderungen bei einer Schließein- heit zum Schließen des Werkzeuges einer Spritzgießmaschine, wobei die bewegliche Aufspannplatte zum Schließen des Werkzeuges zunächst über den elektrischen Antrieb schnell bewegt wird und dann zum vollständigen Zufahren und Zuhalten des Werkzeuges mit der erforderlichen Schließkraft nur ein kurzer Resthub durchfahren werden muss .
Aus der DE 101 21 024 AI der Anmelderin ist eine Antriebseinheit einer Spritzgießmaschine bekannt, bei der die vergleichsweise großen Axialkräfte während des Zuhal- tens des Spritzgießwerkzeuges oder während der Nachdruck- phase beim Einspritzen über einen hydraulischen Kraft- Übersetzer aufgebracht werden. Dieser hydraulische Kraftübersetzer hat eine Kolbeneinheit mit vergleichsweise geringer Wirkfläche, die über eine Spindelanordnung betätigt wird. Die kleinere Kolbeneinheit begrenzt ge- meinsam mit einer weiteren Kolbeneinheit mit größerer Wirkfläche und einem axial verschiebbaren Zylinder einen Druckraum. Der Zylinder lässt sich zum Aufbringen großer Axialkräfte verriegeln, so dass durch die Axialbewegung der kleineren Kolbeneinheit der Druckraum verkleinert und entsprechend der Flächendifferenz zwischen kleinerer und größerer Kolbeneinheit über Letztere eine hohe Axialkraft auf die zu beaufschlagende Einheit
(Schließeinheit/Einspritzeinheit/Auswerfer) aufgebracht wird. Die axiale Festlegung des Zylinders des Kraftüber- setzers erfolgt bei der bekannten Lösung dadurch, dass eine Zylinderwandung durch den im Druckraum ansteigenden Druck radial nach außen ausgewölbt wird, so dass der Zylinder kraftschlüssig in einer Führung des Zylinders festgelegt wird und somit keine Axialbewegung mehr durch- führen kann.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Führungs- flächen für den Zylinder einerseits im Hinblick auf eine optimale Führung und andererseits jedoch auch im Hinblick auf die formschlüssige Verriegelung des Zylinders ausgelegt werden müssen. Es muss daher ein Kompromiss zwischen optimaler Führung und guter Klemmwirkung gefunden werden, so dass die Konstruktion weder auf die Erfüllung der einen noch der anderen Funktion (Klemmen, Führung) optimal ausgelegt werden kann.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit für eine Spritzgießmaschine zu schaffen, bei der die Führung und die kraftschlüssige Festlegung eines Zwischenteils eines Kraftübersetzers der Antriebseinheit gegenüber dem Stand der Technik verbessert sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit hat einen Kraftübersetzer mit zwei relativ zueinander beweglichen Kol- beneinheiten mit unterschiedlichen Wirkflächen. Diese begrenzen gemeinsam mit einem verschiebbar geführten Zwischenteil einen Druckraum. Zum Aufbringen einer großen Axialkraft ist das Zwischenteil über ein Klemmteil an einem am Gestell der Spritzgießmaschine abgestützten Abstützelement festlegbar. D.h. die das Zwischenteil formschlüssig festlegenden Elemente - Abstützele- ment/Klemmteil - sind getrennt von der Führung des Zwischenteils ausgebildet, so dass diese Bauelemente optimal auf die jeweilige Aufgabe (Führen/Klemmen) ausgelegt werden können und keinerlei funktionalen Kompromisse erforderlich sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das am Gestell der Spritzgießmaschine abgestützte Abstützelement einen Stützanker, entlang dem eine radial verformbare Klemmhülse verschiebbar ist . Diese Klemmhülse steht derart mit dem Zwischenteil in Wirkverbindung, dass bei einem Festlegen der Klemmhülse auf dem Stützanker auch das Zwischenteil in Axialrichtung verriegelt ist.
Die radiale Verformung in der Klemmhülse erfolgt vorzugsweise hydraulisch über den im Druckraum anliegenden Druck. Hierzu ist bei einer bevorzugten Lösung der Erfindung die Klemmhülse in einem Klemmzylinder aufgenommen, dessen ringförmiger Druckraum über eine Druckleitung mit dem Druckraum des Kraftübersetzers verbunden ist.
Die Führung des Zwischenteils und auch der Klemmhülse bzw. des Klemmzylinders erfolgt vorzugsweise über eine Führungsplatte, die an Holmen der Spritzgießmaschine geführt sein kann.
Diese Führungsplatte liegt bei einem besonders einfach aufgebauten Ausführungsbeispiel einerseits am Klemmzylinder und andererseits am Zwischenteil an. Der vorrichtungstechnische Aufwand zur Realisierung der Erfindung lässt sich weiter verringern, wenn der Stützanker und/oder die Klemmhülse federnd in Richtung ihrer jeweiligen Abstützposition vorgespannt sind. Die er indungsgemäße Konstruktion lässt es zu, die Führung der Führungsplatte zu schmieren, so dass die Standzeiten der Vorrichtung gegenüber der herkömmlichen Lösung, bei der das Schmieren der Führung ganz erheblich beeinträchtigt war, nicht möglich war, da ansonsten die Klemmwirkung negativ beeinflusst worden wäre.
Das Zwischenteil des Kraftübersetzers wird vorzugsweise als Zylinder ausgeführt, in dem die Kolben der beiden Kolbeneinheiten mit kleinerer und größerer Wirk- fläche und der Druckraum ausgebildet sind. Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt eine schematisierte Schnittdarstellung einer Schließeinheit einer Spritzgießmaschine. In der Figur ist lediglich die obere Hälfte der symmetrisch aufgebauten Antriebseinheit 1 dargestellt.
Die in der einzigen Figur dargestellte Antriebseinheit 1 dient zum Betätigen der Schließeinheit einer Spritzgießmaschine, wobei eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte 2 zunächst mit einer hohen Geschwindigkeit (Eilgang) in Schließrichtung bewegt werden soll und dann beim Auflaufen der beweglichen Werkzeughälfte auf die auf einer feststehenden Werkzeugaufspannplatte aufgespannte Werkzeughälfte, der verbleibende Resthub und das Zuhalten des Werkzeuges mit großer Kraft durchgeführt werden soll .
Die Antriebseinheit 1 hat einen Kraftübersetzer 4, der eine Kolbeneinheit 6 mit kleinerer Wirkfläche und einen Kraftübersetzerkolben 8 mit größerer Wirkfläche aufweist. Ein Zylinder 16 des Kraftübersetzers 4 ist über eine Führungsplatte 10 an Holmen 12 geführt, die an einem Gestell 14 der Spritzgießmaschine gelagert sind und auf denen auch die bewegliche Werkzeugaufspannplatte 2 gelagert ist . Zum Aufbringen großer Axialkräfte auf die Werkzeugspannplatte 2 lässt sich der Zylinder 16 des Kraftübersetzers 4 über eine Halteeinrichtung 18 mit Bezug zum Gestell 14 festlegen.
Die Betätigung des Kraftübersetzers 4 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Spindeltrieb mit einer Spindel 20, die über einen nicht dargestellten elektrischen Antrieb mit Zahnrad oder Riementrieb ange- trieben wird. Die in Axialrichtung festgelegte Spindel 20 kämmt mit einer Spindelmutter 22. Bei der dargestellten Lösung ist der Spindeltrieb als Kugelumlauftrieb ausgeführt. Die Spindelmutter 22 hat einen radial vorspringen- den Stützflansch 24, an dem eine Vielzahl von Kolben 26 der Kolbeneinheit 6 abgestützt sind. Anstelle mehrerer Kolben 26 kann auch ein einziger Kolben verwendet werden.
Der in der Figur rechte Endabschnitt der Kolben 26 taucht jeweils in einen Zylinderraum 28 ein, so dass dieser gemeinsam mit dem zugeordneten Kolben 26 einen Teildruckraum 30 begrenzt. Die einzelnen Teildruckräume 30 des Kraftübersetzers 4 sind hydraulisch miteinander verbunden und sind Teil eines Druckraums, dessen Volumen durch Axialverschiebung der Kolben 26 veränderbar ist.
Gemäß der Figur umgreift der Zylinder 16 die Spindel- mutter 22 und liegt mit einer Anlageschulter 32 an der Stirnfläche des Stützflansches 24 an. Im Bereich dieser Anlageschulter 32 ist im Zylinder 16 eine Kupplung 34, vorzugsweise eine Elektromagnetkupplung vorgesehen, über die der Zylinder 16 an die Spindelmutter 22 ankoppelbar ist, so dass deren Axialverschiebung auf den Zylinder 16 übertragen wird.
In dem von der Kupplung 34 entfernten Endabschnitt des Zylinders 16 ist stirnseitig ein Ringraum 36 ausgebildet, in dem ein Führungsabschnitt 38 des als Hohlkolben ausgeführten Kraftübersetzerkolbens 8 geführt ist . Dieser begrenzt mit dem Ringraum 36 einen Kraftübersetzerraum 40, der über eine Druckleitung 42 mit den Teildruckräumen 30 verbunden ist, so dass durch diese und den Kraftübersetzerraum 40 der Druckraum des Kraftübersetzers 4 gebildet ist. Die vom Führungsabschnitt 38 entfernte Ringstirnfläche des Kraftübersetzerkolbens 8 greift mittelbar oder unmittelbar an der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 2 an. Der Kraftübersetzerkolben 8 ist über eine im Ringraum 36 angeordnete und am Führungsabschnitt 38 angreifende Feder 44 in Richtung eines minimalen Volumens des Kraftübersetzerraumes 40 vorgespannt.
Gemäß der Abbildung hat der Zylinder 16 an seinem rechten Endabschnitt eine radial auskragende' Mitnahmeschulter 46, an der die den Zylinder 16 umgreifende Führungsplatte 10 in Axialrichtung abgestützt ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Führungsplatte 10 eine oder mehrere zu ihrer Mittelachse 48 versetzte Ausnehmungen 50, in die jeweils ein Klemmzylinder 52 der Halteeinrichtung 18 eingesetzt ist. Es wird bevorzugt, mehrere der Klemmzylinder 52 am Umfang zu verteilen; prinzipiell ist bei geringern Schließkräften auch ein einziger Klemmzylinder 52 ausreichend, der dann allerdings koaxial zum Zylinder 16 angreifen sollte.
Der Klemmzylinder 52 taucht mit einem zurückgestuften Endabschnitt 54 in die Ausnehmung 50 der Führungsplatte 10 ein. Auf den Endabschnitt 54 des Klemmzylinders 52 ist eine Feder 56, beispielsweise eine Tellerfederanordnung aufgesetzt, die einerseits an einem Ring 58 abgestützt ist und andererseits an der Führungsplatte 10 angreift, so dass der Klemmzylinder 52 mit einer Schulter 60 gegen die Führungsplatte 10 vorgespannt ist. Die Ausnehmung 50 ist dabei mit einem gewissen Spiel zum Außenumfang des Endabschnittes 54 des Klemmzylinders 52 ausgebildet, so dass über die Feder 56 eine gewisse Justierung der Achs- lage (Achse 62) des Klemmzylinders 52 ermöglicht ist. In diesem Klemmzylinder 52 ist eine Klemmhülse 64 eingesetzt, die gemeinsam mit dem Mantel des Klemmzylinders 52 einen Ringraum 66 begrenzt, der über einen Verbindungskanal 68 mit den Teildruckräumen 30 verbunden ist. Bei der dargestellten Ausführung erstreckt sich der Verbindungskanal 68 vom Zylinder 16 über die Führungs- platte 10 in den Klemmzylinder 52 hinein. Der Ringraum 66 ist über Dichtungsanordnungen 70, 72 nach außen hin abgedichtet. Die Klemmhülse 64 ist so ausgeführt, dass sie bei Beaufschlagen des Ringraumes 66 mit einem vorbestimmten Mindestdruck in Radialrichtung verformbar ist und somit auf einem Stützanker 74 geklemmt werden kann. Diese formschlüssige Verbindung ist derart ausgelegt, dass die aus der Zuhaltekraft resultierenden Stützkräfte übertragbar sind.
Die Klemmhülse 64 umgreift den stangenförmigen Stütz- anker 74, dessen in der Abbildung rechter Endabschnitt auch die Führungsplatte 10 durchsetzt. Der Stützanker 74 ist einseitig über eine Stützeinrichtung 76 am Gestell 14 der Spritzgießmaschine abgestützt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Stützeinrichtung 76 eine an dem Gestell 14 verankerte Stützkonsole 78, an der eine Vorspannfeder 80 abgestützt ist. Diese greift an einem Stützring 82 an, der auf den Stützanker 74 aufgesetzt ist und dort beispielsweise über einen Federring 84 in Axial- richtung abgestützt ist. Über die Vorspannfeder 80 wird die in der Abbildung linke Stirnfläche des Stützankers 74 gegen eine Anlagefläche 86 des Gestells 14 vorgespannt.
Die federnde Lagepositionierung des Stützankers 74 und des Klemmzylinders 52 ermöglicht den einfachen Ausgleich von Fertigungstoleranzen, da die Federn eine Zentrierung entlang der gemeinsamen Achse 62 zulassen. Die Federn 56, 80 müssen so stark ausgelegt sein, dass beim Öffnen die durch Reibung an der Form und in der Führung auftretenden Kräfte überwunden werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von Kolben 26 verwendet. Anstelle dieser Kolben kann auch ein einziger Hohlkolben verwendet werden, dessen Ringstirnfläche eine wesentlich geringere Wirkfläche als die im Ringraum 36 aufgenommene Stirnflä- ehe des Kraftübersetzerkolbens 8 hat.
Zum besseren Verständnis sei die Funktion der Antriebseinheit 1 erläutert . Es sei angenommen, dass das auf den Werkzeugaufspannplatten aufgespannte Werkzeug geöffnet ist, wobei der Zylinder 16 bei beöffnetem Werkzeug entweder die dargestellte Position einnimmt oder noch weiter nach links in Anlage an das Gestell 14 verschoben ist.
Zum Schließen des Werkzeuges im Eilgang wird zunächst die Kupplung 34 eingerückt, so dass der Zylinder 16 mit der Spindelmutter 22 verbunden ist. Gleichzeitig wird der Antriebsmotor der Spindel 20 angesteuert und diese in Drehung versetzt, so dass die Spindelmutter 24 entsprechend einen Axialvorschub nach rechts (Abbildung) durchführt. Der Zylinder 16 wird über die Kupplung 34 mitgenommen, so dass der gesamte Kraftübersetzer 4 nach rechts verschoben und die Werkzeugaufspannplatte 2 in Schließ- richtung bewegt wird. Diese Schließbewegung erfolgt mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit, wobei über den Spindeltrieb nur eine geringe Kraft zu übertragen ist.
Während dieser Axialverschiebung im Eilgang ändert sich das Volumen des durch die Teildruckräume 28 und den
Kraftübersetzerraum 40 gebildeten Druckraumes des Zylin- ders 16 nicht, so dass entsprechend auch der Druck im Druckraum konstant bleibt .
Beim Schließen des Werkzeuges wird zum Aufbringen ei- ner hohen Zuhaltekraft die Kupplung 34 gelöst, so dass der Zylinder 16 während des verbleibenden Resthubes nicht mehr von der Spindelmutter 22 mitgenommen wird. Dadurch tauchen die Kolben 26 in die Zylinderräume 28 ein, so dass das Volumen der Teildruckräume 30 verringert wird und entsprechend der Druck im Druckraum des Zylinders 16 ansteigt.
Um ein Ausweichen des Zylinders 16 nach links zu verhindern, wird dieser über die Halteeinrichtung 18 festge- klemmt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt dies dadurch, dass die Klemmhülse 66 durch den im Druckraum (Teildruckräume 28, Kraftübersetzerraum 40) ansteigenden Druck, der über den Verbindungskanal 68 auch im Ringraum 66 anliegt, in Radialrichtung nach innen ver- formt und formschlüssig am Außenumfang der StützStange 74 festgelegt wird. Die vorgespannte Feder 44 sorgt dafür, dass eine Klemmkraft aufgebaut wird, bevor die Schließkraft auftritt. Die Klemmwirkung reicht aus, um den Zylinder 16 zum Aufbau der Zuhaltekraft in Axialrichtung festzulegen. Durch den ansteigenden Druck im Druckraum 68 wird der Kraftübersetzerkolben 8, der eine wesentlich größere Wirkfläche als die Kolben 26 hat, in Abhängigkeit vom Flächenverhältnis der Wirkflächen mit einer großen Kraft in Schließrichtung des Werkzeuges beaufschlagt, wobei der Hub entsprechend mit verringerter
Geschwindigkeit erfolgt.
Während der gesamten Schließbewegung und während des
Aufbaus der Zuhaltekraft ist der Zylinder 16 über die Führungsplatte 10 exakt an den starren Holmen 12 geführt.
Die vom Kraftübersetzer 4 durch den Druck im Kraftüber- setzerraum 40 erzeugte, auf die bewegliche Werkzeughälfte wirkende Abstützkraft wird über den Zylinder 16, die Mitnahmeschulter 46, die Führungsplatte 10 und über die Schulter 60 auf den Klemmzylinder 52 und weiter über die Klemmhülse 64 auf den Stützanker 74 übertragen und über die Anlagefläche 86 in das Gestell 14 der Spritzgießmaschine eingeleitet, so dass ein sicheres Zuhalten des Werkzeuges auch bei hohen Schließkräften gewährleistet ist.
Die erfindungsgemäße Konstruktion zeichnet sich durch einen äußerst einfachen Aufbau aus, wobei durch die lose Lagerung des Stützankers 74 und des Klemmzylinders 52 mit vorgespannten Federn 80, 56 hohe Toleranzanforderungen an die Konstruktion vermieden werden können. Die Anforderungen an diese Federn 56, 80 sind vergleichsweise gering, da diese nur die Reibkraft und die Kräfte zum Auffahren des Werkzeuges übertragen müssen. Da die Führung des Zylinders 16 funktional von der
Klemmung getrennt ist, können die Führungen zwischen der Führungsplatte 10 und den Holmen 12 in optimaler Weise geschmiert werden. Bei festgelegtem Zylinder 16 sind die Verformungen der Holme 12 minimal, da die geometrische Genauigkeit der Halteeinrichtung 18 sehr hoch ist und der Klemmzylinder 52 und die Stützanker 74 durch die lose Lagerung optimal zueinander und zu den Holmen 12 justierbar sind. Die dargestellte einseitige Lagerung der Bauelemente ermöglicht des weiteren eine gute Zugänglichkeit der Antriebseinheit und eine einfache Montage und Demontage, so dass die Wartung erleichtert ist. Offenbart ist eine Antriebseinheit, insbesondere für eine Schließeinheit, eine Einspritzeinheit oder Auswer- fer, einer Spritzgießmaschine, bei der eine große Axial- kraft über einen hydraulischen Kraftübersetzer aufbringbar ist. Ein Zylinder des Kraftübersetzers lässt sich mit Bezug zu einem Gestell der Spritzgießmaschine über eine Halteeinrichtung festlegen, die funktional getrennt von der Führung des Zylinders am Gestell der Spritzgießma- schine ist .
Bezugszeichenliste:
Antriebseinheit Werkzeugaufspannplatte Kraftübersetzer Kolbeneinheit Kraftübersetzerkolben0 Führungsplatte2 Holm4 Gestell6 Zylinder8 Halteeinrichtung0 Spindel2 Spindelmutter4 Stützflansch6 Kolben8 Zy1inderräum0 Teildruckraum2 Anlageschulter4 Kupplung6 Ringraum8 Führungsabschnitt0 Kraftübersetzerraum2 Druckleitung4 Feder6 Mitnahmeschulter8 Mittelachse0 Ausnehmungen2 Klemmzylinder4 Endabschnitt6 Feder8 Ring0 Schulter2 Achse4 Klemmhülse Ringraum
Verbindungskanal
Dichtungsanordnung
Dichtungsanordnung
Stutzanker
Stutzeinrichtung
Stützkonsole
Vorspannfeder
Stützring
Federring
Anlagefläche

Claims

Patentansprüche
1. Antriebseinheit, insbesondere für eine Schließein- heit, eine Einspritzeinheit oder Auswerfer einer Spritzgießmaschine, mit einem hydraulischen Kraftübersetzer (4) , mit zwei relativ zueinander beweglichen Kolbeneinheiten (26, 8) mit unterschiedlichen Wirkflächen, die gemeinsam mit einem axial verschieb- bar über Führungsmittel (10, 12) geführten Zwischenteil (16) einen Druckraum (28, 36) begrenzen, wobei die kleinere Kolbeneinheit (6) vorzugsweise elektrisch angetrieben ist und das Zwischenteil (16) zum Aufbringen einer Axialkraft über eine Halteeinrich- tung (18) mit Bezug zu einem ortsfesten Gestell (14) festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (18) zumindest ein am Gestell (14) abgestütztes Abstützelement (74) hat, das formschlüssig mit einem gemeinsam mit dem Zwischen- teil (16) verschiebbaren, im wesentlichen funktional von den Führungsmitteln getrennten Klemmteil (64) verbindbar ist.
2. Antriebseinheit nach Patentanspruch 1, wobei das Abstützelement zumindest einen parallel zu das Zwischenteil (16) führenden Holmen (12) verlaufenden Stützanker (74) hat, entlang dem eine radial verformbare Klemmhülse (64) verschiebbar ist.
3. Antriebseinheit nach Patentanspruch 2, wobei die Klemmhülse (64) in einem Klemmzylinder (52) aufgenommen ist, dessen Ringraum ( 66) abschnittsweise von der Klemmhülse (64) begrenzt ist, der über einen Verbindungskanal (68) mit dem Druckraum (28, 40) des Kraft- Übersetzers verbunden ist.
Antriebseinheit nach Patentanspruch 3, wobei das Zwischenteil (16) und der Klemmzylinder (52) über eine Führungsplatte (10) an zumindest einem Holm (12) der Spritzgießmaschine geführt sind.
Antriebseinheit nach Patentanspruch 4, wobei die Führungsplatte (10) in Axialrichtung am Klemmzylinder (52) einerseits und am Zwischenteil (46) andererseits anliegt .
6. Antriebseinheit nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, wobei der Stützanker (74) einseitig am Gestell (14) abgestützt ist und die Klemmhülse (64) entlang eines freien Endabschnittes des Stützankers (74) ver- schiebbar ist.
7. Antriebseinheit nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, wobei der Stützanker (74) und/oder die Klemmhülse (64) federnd in eine Abstützposition vorgespannt sind.
8. Antriebseinheit nach einem der Patentansprüche 4 bis 7, wobei die Führung zwischen dem Holm (12) und der Führungsplatte (10) geschmiert ist.
9. Antriebseinheit nach einem der Patentansprüche 3 bis 8, wobei das Zwischenteil ein Zylinder (16) ist, in dem die beiden Kolbeneinheiten (6, 8) mit kleinerer und größerer Wirkfläche und der Druckraum (28, 40) aufgenommen sind, wobei der Zylinder (16) einen mit dem Druckraum (28, 40) verbundenen Druckanschluss hat, der über den Verbindungskanal (68) mit dem Ringraum (66) des Klemmzylinders (52) verbunden ist.
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