WO1998051468A1 - Schliesseinheit für eine kunststoffspritzgiessmaschine - Google Patents

Schliesseinheit für eine kunststoffspritzgiessmaschine Download PDF

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piston
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Klaus Füller
Lothar Elsner
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Abwicklungsgesellschaft Kunststoffmaschinen Werkstrasse Gmbh & Co.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/67—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic
    • B29C45/6707—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic without relative movement between the piston and the cylinder of the clamping device during the mould opening or closing movement
    • B29C45/6714—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic without relative movement between the piston and the cylinder of the clamping device during the mould opening or closing movement using a separate element transmitting the mould clamping force from the clamping cylinder to the mould
    • B29C45/6728—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic without relative movement between the piston and the cylinder of the clamping device during the mould opening or closing movement using a separate element transmitting the mould clamping force from the clamping cylinder to the mould the separate element consisting of coupling rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/67—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic
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    • B29C45/6714—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic without relative movement between the piston and the cylinder of the clamping device during the mould opening or closing movement using a separate element transmitting the mould clamping force from the clamping cylinder to the mould
    • B29C45/6728—Mould opening, closing or clamping devices hydraulic without relative movement between the piston and the cylinder of the clamping device during the mould opening or closing movement using a separate element transmitting the mould clamping force from the clamping cylinder to the mould the separate element consisting of coupling rods
    • B29C2045/6735—Rotatable means coaxial with the coupling rod for locking the coupling rod to the mould platen

Definitions

  • the invention relates to a locking unit according to the preamble of claim 1.
  • Injection molding machines of this type are used in plastics processing.
  • Plastic injection molding machines are known in a wide variety of designs.
  • They basically consist of a C-shaped machine frame, on one leg of which a hydraulic clamping unit with a fixed tool mounting plate is attached and on the other leg of which a moving unit with a movable tool mounting plate is mounted.
  • the moving unit preferably includes four, evenly arranged on a pitch circle, pointing in the direction of travel and self-supporting columns, which are shaped into claws at their free ends.
  • the hydraulic locking unit is also provided with four correspondingly shaped locking bushes connected to the free ends of the piston rods.
  • Each of the four hydraulic locking units consists of a piston-cylinder unit with a movable piston rod.
  • the free end of the piston rod faces the corresponding column of the travel unit and is designed in the same way as the claw of the column as a star-shaped claw. Both claws each have an outer shoulder to transmit the closing force.
  • the rotatable claw bushing as a mechanical link between the two claws is mounted in the fixed leg of the machine frame and has two inner shoulders for transmitting the closing force.
  • both opposing claws are in the claw bush which is held in a certain radial position.
  • the shoulders of the claws and the claw bushing overlap and thus realize an axially resilient connection between the piston-cylinder unit and the column.
  • This locking unit fulfills all functional requirements.
  • the crucial disadvantage is the very high manufacturing costs. After all, two pairs of claws with a known, complicated contour have to be produced for each locking unit. The manufacturing effort required for this drives the manufacturing costs to an unjustified level.
  • the object is therefore to design a locking unit of the present type in such a way that each connection has only one pair of claws.
  • the invention overcomes the disadvantages of the prior art.
  • the saving of costs in the manufacture of the clamping unit is particularly advantageous.
  • the complex preparation of the contours of a complete pair of jaws is replaced by the relatively simple Her ⁇ position of rotationally symmetric parts.
  • the buffer dampens a possible impact of the column against the piston rod and thus prevents damage and noise pollution.
  • the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
  • Fig. 1 a simplified sectional view of a locking unit according to the invention
  • FIG. 1 Due to the general knowledge of the structure of a plastic injection molding machine, only the machine bed 1 of the C-shaped machine frame with its two legs is indicated in FIG. 1.
  • a fixed tool mounting plate 2 is fastened to one of the legs and a moving unit 3 with a movable tool mounting plate 4 is mounted on the other leg.
  • the travel unit 3 is guided over its entire travel path in the machine bed 1. It is driven by a hydraulic drive, not shown.
  • a hydraulic drive not shown.
  • On the inner surface of the fixed platen 2 is a mold half 5 and on the inside of the movable platen 4, the other mold half 6 is attached.
  • Four hydraulic locking units 10 are arranged in the fixed platen 2 in the same way as the locking columns 7, each consisting of a stationary cylinder 11 and a movable locking piston 12 with a piston rod 13. The free end of the piston rod 13 faces the associated locking column 7.
  • the locking piston 12 is sleeve-like and has a central and continuous stepped bore.
  • a drivable and rotatable locking bush 14 is mounted in this stepped bore, which in turn receives the piston rod 13 in a through bore and which has an outer diameter gradation.
  • the stepped bore of the locking piston 12 and the outer diameter gradation of the locking bush 14 form an axial force transmission surface 15.
  • the locking piston 12, the rotatable locking bush 14 and the piston rod 13 are flush on the side facing away from the mold and are mounted on a piston cover 16.
  • the locking piston is connected via connecting elements 12, - the piston head 16 and the piston rod 13 rigid with each other and a securing element 17 mounting platen 2 with the fixed work ⁇ rotatably but axially displaceably connected.
  • the locking sleeve 14 extends beyond the piston rod 13 on the side facing away from the cover in length.
  • an inner clearance space 18 is configured to open out ⁇ th contour in the DEK- kellor the through hole and a column side claw opening 19 with a shape of the claw 9 angepschreib.
  • the piston rod 13 carries an elastic buffer 21 on its free forehead.
  • the hydraulically driven moving unit 3 first moves in rapid traverse to the fixed platen 2 and switches to a correspondingly lower traversing speed when the claws 9 reach the area of the locking units 10. With this slow speed, the claws 9 traverse the entspre ⁇ accordingly radially aligned jaw openings 19 of the lock bushing 14. Thereafter, the feed of the moving part 3 is interrupted, wherein a potential impact of the claw is attenuated 9 to the fixed piston rod 13 through the elastic buffer 21st
  • the locking bushing 14 is then rotated through a certain angular path by a radial drive (not shown), as a result of which the star-shaped contours of the claws 9 and the claw openings come out of overlap. This rotary movement becomes possible because the locking bush 14 is stress-free and because it is sufficiently slidably mounted on the outside and inside.
  • the locking unit is opened by loading the locking piston 12 on the piston side, as a result of which the shoulders of the claws 9 and the shoulders of the claw openings 19 stand out from one another. This relieves the locking bush 14 and can therefore be switched. By turning the locking bush 14, the contours of the claws 9 and the claw openings 19 again overlap, so that the now driven travel unit 3 brings the two mold halves apart.

Abstract

Bekannte Spritzgießmaschinen besitzen komplizierte Schließeinheiten mit jeweils zwei Klauenpaaren, die einen hohen Fertigungsaufwand erfordern. Es wird daher eine Schließeinheit vorgeschlagen, bei der die erste Kraftübertragungsfläche (20) in bekannter Weise zwischen einer Klaue der Schließsäule (7) und einem Freiraum (18) der Verriegelungsbuchse (14) und die zweite Kraftübertragungsfläche (15) zwischen einer Außendurchmesserstufung der Verriegelungsbuchse (14) und einer Innendurchmesserstufung des Schließkolbens (12) gebildet wird.

Description

Beschreibung
Schließeinheit für eine KunststoffSpritzgießmaschine
Die Erfindung betrifft eine Schließeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Spritzgießmaschinen werden in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt.
KunststoffSpritzgießmaschinen sind in den vielfältigsten Ausführungen bekannt.
Sie bestehen grundsätzlich aus einem C-förmigen Maschinenrahmen, an dessen einen Schenkel eine hydraulische Schließeinheit mit einer festen Werkzeugaufspannplatte befestigt ist und an dessen anderen Schenkel eine Verfahreinheit mit einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte gelagert ist.
Zur Verfahreinheit gehören vorzugsweise vier, gleichmäßig auf einem Teilkreis angeordnete, in Verfahrrichtung zeigende und freitragende Säulen, die an ihren freien Enden zu Klauen ausgeformt sind.
Als Gegenstücke zu diesen Klauen befinden sich der hydraulischen Schließeinheit ebenfalls vier entsprechend ausgeformte und mit den freien Enden der Kolbenstangen verbundene Verriegelungsbuchsen.
Über diese vierfache mechanische Schließverbindung von Säulen und hydraulischen Schließkolben wird während des Spritzgießvorganges die aufgebrachte Schließkraft glei¬ chermaßen auf beide Werkzeughälften übertragen.
Eine Schließeinheit mit einer solchen Veriegelungsart ist in der DD 274 590 AI des Anmelders beschrieben. Jede der vier hydraulischen Verriegelungseinheiten besteht aus einer Kolben-Zylinder-Einheit mit einer beweglichen Kolbenstange. Dabei ist das freie Ende der Kolbenstange der entsprechenden Säule der Verfahreinheit zugewandt und in gleicher Weise wie die Klaue der Säule als sternförmige Klaue ausgebildet. Beide Klauen besitzen je eine äußere Schulter zur Übertragung der Schließkraft.
Die drehbare Klauenbuchse als mechanisches Verbindungsglied beider Klauen ist im festen Schenkel des Maschinenrahmens gelagert und besitzt zwei innere Schultern zur Übertragung der Schließkraft.
In der Schließstellung befinden sich beide gegenüberliegenden Klauen in der in einer bestimmten radialen Stellung festgehaltenen Klauenbuchse. Durch eine von außen eingeleitete Drehung der Klauenbuchse kommen die Schultern der Klauen und der Klauenbuchse in Überdeckung und realisieren somit eine achsial belastbare Verbindung zwischen der Kolben-Zylinder-Einheit und der Säule.
Diese Verriegelungseinheit erfüllt alle funktioneilen Anforderungen .
Von entscheidendem Nachteil ist aber der sehr hohe Fer- tigungsaufwand. Immerhin müssen für jede Verriegelungs- einheit zwei Klauenpaare mit einer bekanntermaßen komplizierten Kontur hergestellt werden. Der dafür erforderliche fertigungstechnische Aufwand treibt die Herstellungskosten in eine ungerechtfertigte Höhe.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Schließeinheit der vorliegenden Gattung derart auszubilden, daß jede Verbindung nur ein Klauenpaar besitzt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.
Die Erfindung beseitigt die Nachteile des Standes der Technik.
Von besonderm Vorteil ist dabei die Einsparung von Kosten bei der Herstellung der Schließeinheit. Die aufwendige Herstellung der Konturen von einem kompletten Klauenpaar wird ersetzt durch die relativ einfache Her¬ stellung von rotationssymetrischen Einzelteilen.
Ein weiterer Vorteil tritt dadurch ein, daß die erste Kraftübertragungsfläche aus dem Bereich der festen Werkzeugaufspannplatte in den freien Bereich in Höhe der nachstliegenden Formwerkzeughälfte verlegt wird. Dadurch wird in der geöffneten Position der Schließeinhiet erheblicher Freiraum für die Werkzeugeinrichtarbeiten gewonnen .
Der Puffer dämpft ein mögliches Aufschlagen der Säule gegen die Kolbenstange und vermeidet damit Beschädigungen und Lärmbelästigung. Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei- spiel näher erläutert werden.
Dazu zeigen
Fig. 1: eine vereinfachte Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Schließeinheit und
Fig. 2: einen Teilschnitt der erfindungsgemäßen Klauenverbindung .
Auf Grund der allgemeinen Kenntnis über den Aufbau einer Kunststoffspritzgießmaschine ist in der Fig. 1 vom C- förmigen Maschinenrahmen mit seinen beiden Schenkeln nur das Maschinenbett 1 andeutungsweise dargestellt. An einem der Schenkeln ist eine feste Werkzeugaufspannplatte 2 befestigt und an dem anderen Schenkel ist eine Verfahreinheit 3 mit einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte 4 gelagert.
Die Verfahreinheit 3 wird über ihren gesamten Verfahrweg im Machinenbett 1 geführt. Angetrieben wird sie von einem nicht dargestellten Hydraulikantrieb. An der Innenfläche der festen Werkzeugaufspannplatte 2 ist eine Formwerkzeughälfte 5 und an der Innenseite der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 4 ist die andere Formwerkzeughälfte 6 befestigt.
Zur Verfahreinheit 3 gehören Schließsäulen 7, die in der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 4 gelagert sind, auf der formwerkzeugabgewandten Seite durch ein Joch 8 verbunden sind, mit ihren freien Enden die bewegliche Form¬ werkzeughälfte 6 überragen und deren freien Enden als sternförmige Klaue 9 mit einer Schulter ausgeformt sind. In der festen Werkzeugaufspannplatte 2 sind in gleicher Weise wie die Schließsäulen 7 vier hydraulische Verriegelungseinheiten 10 angeordnet, die jeweils aus einem stationären Zylinder 11 und einem beweglichen Schließkolben 12 mit einer Kolbenstange 13 bestehen. Dabei ist die Kolbenstange 13 mit ihrem freien Ende der zugehörigen Schließsäule 7 zugewandt.
Der Schließkolben 12 ist hülsenartig ausgebildet und besitzt eine mittige und durchgehende Stufenbohrung. In dieser Stufenbohrung ist eine antreibbare und drehbare Verriegelungsbuchse 14 gelagert, die wiederum in einer Durchgangsbohrung die Kolbenstange 13 aufnimmt und die eine äußere Durchmesserstufung besitzt. Dabei bilden die Stufenbohrung des Schließkolbens 12 und die äußere Durchmesserstufung der Verriegelungsbuchse 14 eine axiale Kraftübertragungsfläche 15. Der Schließkolben 12, die drehbare Verriegelungsbuchse 14 und die Kolbenstange 13 schließen auf der formwerkzeugabgewandten Seite bündig ab und lagern an einem Kolbendeckel 16. Über Verbindungselemente sind der Schließkolben 12,- der Kolbendeckel 16 und die Kolbenstange 13 untereinander starr und über ein Sicherungselement 17 mit der festen Werk¬ zeugaufspannplatte 2 drehfest aber axial verschiebbar verbunden.
Die Verriegelungsbuchse 14 überragt die Kolbenstange 13 auf der deckelabgewandten Seite in der Länge. In diesem überragenden Bereich der Verriegelungsbuchse 14 ist ein innerer Freiraum 18 ausgestaltet, in den dek- kelseitig die Durchgangsbohrung und säulenseitig eine Klauenöffnung 19 mit einer der Form der Klaue 9 angepa߬ ten Kontur einmünden.
Durch die Durchmesserstufung zwischen dem Freiraum 18 und der Klauenöffnung 19 wird eine Schulter erzeugt, die in Verbindung mit der Schulter an der Klaue 9 eine wei¬ tere axiale Kraftübertragungsflache 20 bildet. Diese Kraftübertragungsfläche 20 an der Klaue 9 ist entgegenwirkend zur Kraftübertragungsfläche 15 am Schlie߬ kolben 12 ausgerichtet.
Die Kolbenstange 13 trägt an ihrer freien Stirn einen elastischen Puffer 21.
Zum Schließen beider Formwerkzeughälften 5 und 6 fährt die hydraulisch angetriebene Verfahreinheit 3 zunächst im Eilgang auf die feste Werkzeugaufspannplatte 2 zu und schaltet auf eine entsprechend geringere Verfahrge- schwindigkeit um, wenn die Klauen 9 in den Bereich der Verriegelungseinheiten 10 gelangen. Mit dieser langsamen Geschwindigkeit durchqueren die Klauen 9 die entspre¬ chend radial ausgerichteten Klauenöffnungen 19 der Verriegelungsbuchse 14. Danach wird der Vorschub der Verfahreinheit 3 unterbrochen, wobei ein möglicher Aufprall der Klauen 9 auf die feststehende Kolbenstange 13 durch die elastischen Puffer 21 gedämpft wird. Durch einen nichtdargestellten radialen Antrieb wird anschließend die Verriegelungsbuchse 14 um einen bestimmten Winkelweg verdreht, wodurch die sternförmigen Konturen der Klauen 9 und der Klauenöffnungen aus der Überdeckung geraten. Diese Drehbewegung wird möglich, weil die Verriegelungsbuchse 14 belastungsfrei ist und weil sie nach außen und nach innen ausreichend gleitgelagert ist.
Wiederum nicht dargestellt ist ein hydraulischer An¬ trieb, der den Schließkolben 12 der Verriegelungseinheit 10 kolbenstangenseitig belastet und ihn in sich von der Verfahreinheit 3 entfernender Richtung bewegt. Dieser Bewegung folgen der Kolbendeckel 16 und die Kolbenstange 13 auf Grund ihrer starren Verbindung. Dieser Bewegung folgt aber auch die Kolbenstange 13, weil sie über die zweite Kraftübertragungsfläche 15 axial belastet wird. Gleichzeitig kommen die Schultern der Klauen 9 und die der Klauenöffnungen 19 auf Anschlag und bilden die zweite Kraftübertragungsflache 20.
Somit wird ein Kraftfluß vom hydraulischen Antrieb der Verriegelungseinheit 10 über den Schließkolben 12, der Verriegelungsbuchse 13, den Schließsäulen 7 auf die bewegliche Werkzeugaufspannplatte 4 der Verfahreinheit 3 erzeugt, wodurch beide Formwerkzeughälften 5 und 6 auf¬ einanderpreßt und während des Spritzvorganges zusammengehalten werden.
Die Schließeinheit wird geöffnet, in dem der Schließkolben 12 kolbenseitig belastet wird, wodurch sich die Schultern der Klauen 9 und die Schultern der Klauenöffnungen 19 voneinander abheben. Dadurch wird die Verriegelungsbuchse 14 entlastet und damit schaltbar. Durch Drehung der Verriegelungsbuchse 14 kommen die Konturen der Klauen 9 und der Klauenöffnungen 19 wieder in Überdeckung, sodaß die nun angetriebene Verfahreinheit 3 beide Formwerkzeughälften auseinanderbringt. Aufstellung der Bezugszeichen
1 Maschinenbett
2 feste Werkzeugaufspannplatte
3 Verf hreinheit
4 bewegliche Werkzeugaufspannplatte
5 Formwerkzeughälfte
6 Formwerkzeughälfte
7 Schließsäule
8 Joch
9 Klaue
10 Verriegelungseinheit
11 Zylinder
12 Schließkolben
13 Kolbens amge
14 Verriegelungsbuchse
15 Zweite Kraftübertragungsfläche
16 Kolbendeckel
17 Sicherungselement
18 Freiraum
19 Klauenöffnung
20 erste Kraftübertragungsflache
21 elastischer Puffer

Claims

Patentansprüche
1. Schließeinheit für eine Kunststoffspritzgießmaschi- ne , bestehend aus
- einer Verfahreinheit (3) mit einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte (4) und mehreren freitragenden Schließsäulen (7) , wobei die freien Enden der Schlie߬ säulen (7) als Klauen (9) ausgebildet sind und
- einer Verriegelungseinheit (10) mit hydraulischen Schließkolben (12) und drehbaren, jede Schließsäule (7) und den zugehörigen Schließkolben (12) miteinander verbindenden Verriegelungsbuchsen, wobei jede Verriegelungsbuchse eine auf die Klaue (9) der jeweiligen Schließsäule (7) abgestimmte Klauenöffnung (19) besitzt und
- zwischen der Verriegelungsbuchse und der Schließsäule (7) einerseits eine erste Kraftübertragungsfläche ((20) und zwischen der Verriegelungsbuchse und dem Schließkolben (12) andererseits eine zweite Kraftübertragungsfläche gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Kraftübertragungsfläche (20) wie an sich bekannt in einem Freiraum (18) der Verriegelungsbuchse (14) befindet und die zweite Kraftübertragungsfläche (15) am Umfang der Verriegelungsbuchse (14) dadurch gebildet wird, daß die Verriegelungsbuchse (14) eine äußere Durchmesserstufung mit einer in Schließrichtung wirkenden Schulter besitzt und die von einer in gleicher Richtung wirkenden Schulter einer Stufenbohrung des Schließkolbens (12) umfaßt wird.
2. Schließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkolben (12) über einen stirnseitigen Kolbendeckel (16) starr mit einer Kolbenstange (13) verbunden ist und die Verriegelungsbuchse (14) radial zwischen dem Schließkolben (12) und der Kolbenstange (13) mit einer bis zum Kolbendeckel (16) reichenden axialen Erstreckung angeordnet ist.
3. Schließeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine axiale Verlängerung der Verriegelungsbuchse (14) und einer gleichermaßen Verkürzung der Schließsäulen (7) die erste Kraftübertragungsfläche (20) bis in Höhe der Formwerkzeughälfte (6) verlagert wird.
4. Schließeinheit nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Kolbenstange (13) einen gegenüber der Klaue (9) wirkenden, elastischen Puffer (21) trägt.
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