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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgiessmaschine mit einem Maschinenrahmen, einer ortsfesten und einer bewegbaren Formaufspannplatte und einem von einer Stirnplatte des Maschinenrahmens getragenen hydraulischen oder elektromechanischen Schliessmechanismus, der einen zur Stirnplatte bewegbaren Schliessstempel aufweist, mit dem die bewegbare Formaufspannplatte auf am Maschinenrahmen vorgesehenen Führungsschienen verfahrbar ist, wobei die Stirnplatte, an der die bewegbare Formplatte abgestützt ist, und die ortsfeste Formaufspannplatte ausschliesslich über den Maschinenrahmen verbunden sind und die miteinander verriegelten Formaufspannplatten sich unter dem Einfluss der Schliesskraft geringfügig aus einer senkrecht zum Maschinenrahmen verlaufenden Ebene neigen und beim Schliessstempel ein Gelenk vorgesehen ist,
das einen dem Maschinenrahmen zugeordneten Gelenkteil und einen der bewegbaren Formaufspannplatte zugeordneten Gelenkteil verbindet.
Eine derartige Spritzgiessmaschine ist aus der EP-B1-0 311 133 bekannt. Holmlose Spritzgiessmaschinen bieten einen besseren Zugang zum Formwerkzeug, wodurch beispielsweise die Umrüstzeiten wesentlich herabgesetzt werden können. Insgesamt zeichnen sie sich durch freie Zugänglichkeit des Werkzeugbereiches, der Einsatzmöglichkeit von sperrigen Werkzeugen, durch bessere Maschinennutzung und durch die Einsetzmöglichkeit automatischer Werkzeugwechsler aus.
Es hat sich gezeigt, dass bei einem sehr starken Schliesskraftaufbau die ortsfeste Formaufspannplatte und die Stirnplatte, an der sich der Schliessmechanismus abstützt, auseinandergedrückt werden. Damit sich die bewegbare Formaufspannplatte der ortsfesten Formaufspann-
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platte optimal anpassen kann, muss sie nicht nur eine Kippbewegung, sondern auch eine Bewegung entlang ihrer Vertikalebene durchführen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagerung für die bewegbare Formaufspannplatte zu schaffen, die es auf einfache kostengünstige Art dieser ermöglicht, sich optimal der Bewegung der ortsfesten Formaufspannplatte anzupassen und die somit ein absolut dichtes Formwerkzeug garantiert.
Die erfindungsgemässe Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der der bewegbaren Formaufspannplatte zugehörige Gelenksteil beim Gelenk ausser einer Kippbewegung eine radiale, vorzugsweise annähernd normal zur Maschinenlängsachse ausgerichete Verschiebebewegung relativ zum Maschinenrahmen durchführt.
Durch die erfindungsgemässe Ausführung wirkt die Schliesskraft immer normal auf die Trennebene des Werkzeuges, wodurch die absolute Dichtheit des Werkzeuges während des Einspritzvorganges gewährleistet ist.
Eine derartige holmlose Spritzgiessmaschine kann selbstverständlich sowohl als Horizontalmaschine als auch als Vertikalmaschine ausgeführt sein.
Der erfindungsgemässe Schliessmechanismus kann ebenso vorteilhaft bei Spritzgiessmaschinen und Formpressmaschinen eingesetzt werden.
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen eingehend beschrieben. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen handelt es sich um Horizontalmaschinen und Spritzgiessmaschinen.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Spritzgiessmaschine, die Fig. 2 zeigt schematisch und übertrieben in Seitenansicht das Abweichen der Längsachsen des Schliesszylinders und der bewegbaren Formträgerplatte von der Maschinenhauptachse bei hohem Schliesskraftaufbau, die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Spritzgiessmaschine, die Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 3, die Fig. 5 zeigt die Ansicht f der Fig. 3, die Fig. 6 zeigt die Anspruch II der Fig. 3, die Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Spritzgiessmaschine, die Fig. 8 zeigt wiederum stark übertrieben eine Seitenansicht dieser Spritzgiessmaschine unter hohem Schliessdruck, die Fig.
9 zeigt schematisch die Seitenansicht einer holmlosen Spritzgiessmaschine, die Fig. 10 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Schliessvorrichtung bei offenem Werkzeug, die Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht der Schliessvorrichtung bei geschlossener Form ohne Aufbau der vollen Schliesskraft, die Fig. 12 und 13 zeigen die drehbare Lagerung des Schliesszylinders der Kolben-Zylindereinheit in der Zylinderplatte, die Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht der Schliessvorrichtung bei geschlossener Form bei vollem Schliesskraftaufbau, die Fig. 15 zeigt eine Seitenansicht der Schliessvorrichtung, bei der die Kolben-Zylindereinheit als Druckkissensystem ausgebildet ist, die Fig. 16 und 17 zeigen je eine Seitenansicht einer Spritzgiessmaschine einer weiteren Möglichkeit der dreh-und verschiebbaren Lagerung der Kolben-Zylindereinheit und die Fig. 18 bis 23 zeigen analoge Ansichten zu den Fig.
10,11 und 14,17, wobei eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, die die Verschiebung des der bewegbaren Formaufspannplatte zugeordneten Gelenkteiles unterstützt bzw. bewirkt.
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Der die Belastung aufnehmende Maschinenrahmen 1 weist zwei Wangen auf, die mit dem Maschinenrahmen 1 aus einem Stück gefertigt sind und stützt die ortsfeste Formaufspannplatte 2 und die Stirn- bzw. Zylinderplatte 3 ab. Die Stirn- bzw. Zylinderplatte 3 kann auch einstückig mit dem Maschinenrahmen 1 ausgebildet sein. Der Maschinenrahmen 1 wird verteilhaft auf einen Grundrahmen 22 aufgelegt. Grundrahmen 22 und Maschinenrahmen 1 können aber auch aus einem Stück gefertigt werden. Der Maschinenrahmen 1 wird vorzugsweise aus Grobblech (ST. 52. 3) gefertigt. Die ortsfeste Formaufspannplatte 2 ist am Maschinenrahmen befestigt und trägt eine Werkzeughälfte 4.
Der erfindungsgemäss wesentliche Teil der Spritzgiessmaschine ist der Maschinenrahmen 1, der einstückig mit der ortsfesten Formaufspannplatte 2 und der Zylinderplatte 3 gefertigt ist. D. h., die Formaufspannplatte 2 und die Zylinderplatte 3 sind am Maschinenrahmen 1 angeformt bzw. auf diesem fest montiert.
Bei der Formaufspannplatte 2 ist das Spritzaggregat mit dem Zuführtrichter für die Granulatzufuhr gelagert.
Auf das Spritzaggregat soll in diesem Rahmen nicht weiter eingegangen werden, es bildet nicht Gegenstand der Erfindung und ist nach dem Stand der Technik gefertigt.
Die Zylinderplatte 3 trägt eine Kolben-Zylindereinheit 7, deren Kolben 5 mit der bewegbaren Formaufspannplatte 8 verbunden ist und die den Schliessmechanismus bildet.
Die bewegbare Formaufspannplatte 8 trägt ebenso eine Formzeughälfte 4.
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Mittels der Kolben-Zylindereinheit 7 wird die bewegbare Formaufspannplatte 8 während des Spritzvorganges mit der Formhälfte 4 gegen die Formhälfte 4 der ortsfesten Formaufspannplatte 2 gehalten.
Bei einer Schliesseinheit bei der eine hohe Schliesskraft holmlos ausschliesslich über den Rahmen 1 übertragen wird, könnte es zu einem Aufklaffen im oberen Werkzeugbereich, d. h. zwischen den beiden Formhälften 4 kommen.
Erfindungsgemäss ist daher bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 8 zwischen dem Kolben 5 der Kolben-Zylindereinheit 7 und der bewegbaren Formaufspannplatte 8 ein achsloses Gelenk 13 vorgesehen. Durch dieses achslose Gelenk 13 kann sich die bewegbare Formaufspannplatte 8 mit ihrer Formhälfte 4 bei hoher Schliesskraft an die ortsfeste Formaufspannplatte 2 mit der zugehörigen Formhälfte 4 parallel anlegen.
Durch das Gelenk 13 kann sich die bewegbare Aufspannplatte 8, wie in den Fig. 2 und 8 gezeigt, neigen und gleichzeitig verschieben, sodass die Plattenparallelität aufrechterhalten bleibt, auch wenn die ortsfeste Formaufspannplatte 2 nach hinten ausweicht.
Solange kein Schliessdruck aufgebaut wird, befinden sich die Längsachse LSK des Schliesskolbens 5 und die Längsachse LBF der bewegbaren Formträgerplatte 8 auf einer Geraden mit der Maschinenhauptachse MHA. Unter Schliessdruck weicht die ortsfeste Formaufspannplatte 2 in der Richtung des Pfeiles A der Fig. 2 und 8 aus.
Diese Bewegung kann die bewegbare Formaufspannplatte 8 mit ihrer Formhälfte 4 mitmachen, um die Plattenparallelität und eine dichte Form zu erhalten. Die Längsachse LSK des Schliesskolbens 5 und die Längsachse
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LBF der bewegbaren Formaufspannplatte 8 weichen dabei von der Maschinenhauptachse MHA ab und bilden jeweils einen Winkel zu dieser. Die drei Achsen LSK, LBF und MHA treffen sich jedoch nicht an einem Punkt, da sie keine reine Kippbewegung durchführen. Die Längsachse LSK des Schliesskolbens 5 und die Längsachse LBF der bewegbaren Formaufspannplatte 8 werden in bezug auf die Maschinenhauptachse MHA nicht nur gekippt, sondern auch verschoben.
Um diese Bewegung möglich zu machen, ist das Gelenk 13 als achsloses Gelenk ausgeführt. Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 umfasst das Gelenk 13 einen Wälzkörper 6, der in einem Kupplungsteil 9 gelagert ist. Der Kupplungsteil 9 ist mit dem Schliesskolben 5 der Kolben-Zylindereinheit 7 verbunden. Der Wälzkörper 6 ragt so weit aus dem Kupplungsteil 9, dass sich die bewegbare Formaufspannplatte 8 mit einer Druckplatte 10 an diesem abstützen kann. Die bewegbare Formaufspannplatte 8 ist durch einen oder mehrere Bolzen 11 mit dem Kupplungsteil 9 verbunden.
Die bewegbare Formaufspannplatte 8 ist mittels Laufschuhen 12 auf Schienen 21 geführt. Die Laufschuhe 12 sind zwar auf den Schienen 21 durch Formschluss gehalten, ermöglichen jedoch ein kurzes federndes Abheben der Formaufspannplatte 8 bei sehr hohem Schliessdruck.
Das Mass der Abheb-und Kippbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte 8 bewegt sich in einem Bereich, der von den Bolzen 11 mitgemacht werden kann. Die Elastizi- tät herkömmlicher Stahlbolzen ist dafür ausreichend.
Am Kupplungsteil 9 ist eine Rückstellfeder 14 gelagert, die dafür sorgt, dass die bewegbare Formaufspannplatte bei offener Form wieder in die Senkrechte gebracht
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wird. Ebenso trägt der Kupplungsteil 9 einen mechanischen verstellbaren Anschlag 15, beispielsweise einen Verstellbolzen, mit dem die Neigung der bewegbaren Formaufspannplatte 8 einstellbar ist.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 6 wird das Gelenk 13 von einem Kupplungsteil mit rechteckigem Querschnitt gebildet, der mit einander entgegengerichteten Einschnitten 16 versehen ist. Die Einschnitte 16 erstrecken sich jeweils über annähernd die halbe Querschnittsfläche mit einem diagonal verlaufenden Nutgrund 17. Durch die Einschnitte 16 ist der das Gelenk 13 bildende Kupplungsteil selbstverständlich in äusserst geringem Masse wie ein Leporello kippbar und zusammendrückbar, sodass die bewegbare Formaufspannplatte 8 unter Schliessdruck eine Bewegung macht den beiden Pfeilen der Fig. 3 durchführen kann. D. h. die bewegbare Formaufspannplatte 8 wird um eine horizontale Achse gekippt und dabei gleichzeitig von den Schienen 21 abgehoben.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 ist die bewegbare Formaufspannplatte 8 an ihrer Rückseite mit einer oder mehreren vertikalen Schienen 18 versehen.
Der Kupplungsteil 19 des Schliesszylinders 5 trägt einen Laufschuh 20, der die Schiene 18 auf ähnliche Art umfasst, wie der Laufschuh 12 die Schiene 21. Er gestattet der Schiene 18 ein leichtes Kippen in bezug auf den Kupplungsteil 19, an dem er angelenkt ist. Vorteilhaft ist der Laufschuh 20 mit Kugelbüchsen mit Selbsteinstellung versehen und die Schiene 18 ist wellenförmig ausgeführt.
Sowohl der Kupplungsteil 19 als auch die bewegbare Formaufspannplatte 8 sind, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, mittels Laufschuhen 12 auf Schienen 21 verfahrbar. Die Laufschuhe 12 erlauben wie-
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derum ein leichtes Kippen und Abheben der bewegbaren Formaufspannplatte 8 und eventuell des Kupplungsteiles 19 in bezug auf die Schienen 21.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10 bis 15 ist die Kolben-Zylindereinheit 7 mit einem Gelenk 13, wie in Fig. 10 gezeigt, in der Zylinderplatte 3 gelagert. Das Zylinderrohr der Kolben-Zylindereinheit 7 und die Gelenkzapfen sind vorzugsweise aus einem Stück (Sphäroguss) gefertigt (siehe Fig. 12). Die Zylinderplatte 3 kann sich parallel zur Auflagefläche auf der Gleitplatte 23 am Maschinenrahmen 1 verschieben und wird durch Halteplatten 24 beim öffnen des Werkzeuges 4 am Abheben gehindert. Durch das Gelenk 13 kann sich, wie Fig. 14 gezeigt, die Kolben-Zylindereinheit 7 neigen, während sich die Zylinderplatte 3 verschiebt, sodass die Plattenparallelität aufrecht erhalten bleibt und die Schliesskraft F senkrecht zur Werkzeugtrennebene steht, auch wenn der Maschinenrahmen 1 verformt wird.
Eine Rückstellfeder 25, die sich auf einer Stützplatte 26 abstützt, sorgt dafür, dass die Zylinderplatte 3 bei offenem Werkzeug wieder auf den Anschlag 27 zurückgeführt wird. Mit Hilfe der Plattenunterstützung, beispielsweise einem Laufschuh 12, kann die Plattenparallelität sehr genau eingestellt werden (Abweichung S 0, 03 mm). Bei der Kolben-Zylindereinheit 7 ist die Kolbenstange 5 mit einer langen Führung im Zylinder gelagert, die bei der Dreh-und Verschiebebewegung die axiale Lage zwischen Zylinder und Kolben gewährleistet.
Die Fig. 15 zeigt eine Ausführung, bei der die KolbenZylindereinheit 7 als Druckkissensystem ausgebildet ist. In der Zylinderplatte 3 ist der ringförmige Druckkissenzylinder 28 mit dem Drehgelenk 13 gelagert. Die Druckplatte 29 wird mit dem Zylinder 30 verschoben. Bei
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ausgefahrener Druckplatte 29 kann der Stützstempel in die Bohrung des ringförmigen Druckkissenzylinders 28 eintauchen und das Werkzeug 4 kann mit dem Fahrzylinder 31 geöffnet werden. Bei geschlossenem Werkzeug 4 wird die Druckplatte 29 eingefahren und über den Ringkolben 33 wird die Schliesskraft erzeugt. Dabei stützt sich der Stützstempel auf der Druckplatte 29 ab und überträgt über die bewegbare Formaufspannplatte 8 die Schliesskraft F auf das Werkzeug 4.
Während des Aufbaues der Schliesskraft dreht sich der ringförmige Druckkissenzylinder 28 im Gelenk 13 und die Zylinderplatte 3 verschiebt sich auf der Gleitplatte 23, wodurch die sichere Zuhaltung des Werkzeuges 4 während des gesamten Spritzvorganges gewährleistet wird. Die unterschiedliche Werkzeughöhe kann über den Hub des Druckkissens oder über einer Veränderung der Länge des Stützstempels ausgeglichen werden. Das System ist ebenfalls mit einer Rückstellfeder 25 und einem Anschlag 27 ausgeführt.
Die Fig. 16 und 17 zeigen eine andere Möglichkeit der dreh-und verschiebbaren Lagerung der Kolben-Zylindereinheit 7. Die Zylinderplatte 3 ist mit einem Radius R versehen, mit der Kolben-Zylindereinheit fest verbunden und in einer Unterlagsplatte 32 gelagert, die am Maschinenrahmen 1 befestigt ist. Beim Aufbringen der vollen Schliesskraft verformt sich der Maschinenrahmen 1 und die Kolben-Zylindereinheit 7 führt über die zylindrische Abstützfläche der Zylinderplatte 3 eine Drehund Verschiebebewegung durch. Der Maschinenrahmen 1 kann so dimensioniert werden, dass bei Verformung der Mittelpunkt M des Krümmungsradius R im Schnittpunkt der Normalen auf die Abstützflächen der Unterlagsplatte 32 und der feststehenden Formaufspannplatte 2 liegt. Dadurch wird eine Linienberührung zwischen der Zylinderplatte 3 und der Unterlagsplatte 32 vermieden.
Die Rückstellung der Kolben-Zylindereinheit 7 bei offenem
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Werkzeug 4 in die horizontale Lage erfolgt ebenfalls über ein Federelement und wird durch den Anschlag 27 begrenzt.
Die Ausführungsbeispiele der Fig. 18 bis 23 gleichen den Ausführungsbeispielen der Fig. 10,11 und 14,17.
Es ist jedoch zusätzlich eine Antriebseinrichtung 35 vorgesehen, die die Verschiebebewegung der Zylinderplatte 3 unterstützt bzw. bewirkt. Diese Antriebseinrichtung 35 wird vorzugsweise von einer hydraulischen Kolben-Zylindereinheit gebildet, die oberhalb der Zylinderplatte 3 am Maschinenrahmen gelagert ist.
Durch die Antriebseinrichtung 35 wird sichergestellt, dass die Vertikalverschiebung der Zylinderplatte 3 auch bei hoher Reibung zwischen der Zylinderplatte 3 und der Gleitplatte 23 erfolgt.
Selbstverständlich könnte die Antriebseinrichtung 35 auch als mechanische Einrichtung, beispielsweise als Spindelantrieb ausgeführt sein.
Es ist wesentlich, dass durch die erfindungsgemässe Ausführung der Schliesseinheit einer Spritzgiessmaschine der Raum zwischen den Formaufspannplatten 2,8 frei ist und daher die Werkzeughälften 4 gut zugänglich sind.