AT513996B1 - Schließeinheit einer Spritzgießmaschine - Google Patents

Abstract

Schließeinheit einer Spritzgießmaschine mit einer festen Formaufspannplatte (2), einer beweglichen Formaufspannplatte (3) sowie wenigstens einem Lagerungselement (4) zur Lagerung der festen Formaufspannplatte an einem Maschinenrahmen (5), wobei das wenigstens eine Lagerungselement (4) bei Beschleunigungen und Verzögerungen der beweglichen Formaufspannplatte (3) zum Erreichen der Schließstellung derartige Bewegungen der festen Formaufspannplatte (2) relativ zum Maschinenrahmen (5) erlaubt, dass Rotationen und/oder Bewegungen quer zu einer Maschinenachse der festen Formaufspannplatte (2) relativ zur beweglichen Formaufspannplatte (3) im Wesentlichen verhindert sind.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Schließeinheit einer Spritzgießmaschine mit den Merkmalendes Oberbegriffs des Anspruchs 1.

[0002] I m Allgemeinen treten durch das Beschleunigen bzw. Verzögern der beweglichen Auf¬spannplatte unerwünschte Bewegungen - insbesondere Neigungen und Vibrationen - der be¬weglichen Formaufspannplatte, der festen Formaufspannplatte sowie gegebenenfalls der Stirn¬platte auf. Insbesondere dann, wenn Holme vorliegen, werden diese Neigungen und Vibratio¬nen auch von den verschiedenen Platten aufeinander übertragen. Beim Abbremsen der beweg¬lichen Formaufspannplatte ist dies besonders schädlich, da beim Auftreffen der beiden Werk¬zeughälften durch Nicht-Parallelitäten Abnützungen bis hin zu Beschädigungen die Folge seinkönnen. Ein weiteres Problem ergibt sich bei der Herstellung von Komponenten, die eine sehrhohe Präzision erfordern. Durch die erwähnten Plattenneigungen ergibt sich beispielsweise einVersatz, sodass die beiden Werkzeughälften nicht mehr exakt aufeinander platziert werden.Insbesondere bei optischen Komponenten, wie z.B. kleinen Linsen, kann dies zu einer hohenAusschussrate führen.

[0003] Besonders verstärkt ist dieser Mechanismus bei horizontalen Schließeinheiten mit vierHolmen und einem Kniehebelmechanismus. Die beim Abbremsen der beweglichen Form¬aufspannplatte erzeugte Neigung der Stirnplatte sowie - übertragen durch die Holme - derfesten Formaufspannplatte, wird auch von der beweglichen Formaufspannplatte adaptiert. DerGrund hierfür ist die von der Maschinenachse außermittige Krafteinleitung.

[0004] Um die Effekte der Neigungen und Vibrationen auf das Spritzgussprodukt bzw. denAusschuss so gering wie möglich zu halten, bleibt nur übrig, die Schließbewegung langsamerdurchzuführen, was sich natürlich nachteilig auf die Zykluszeit auswirkt.

[0005] Das Problem der Plattenparallelität ist Thema vieler Patentveröffentlichungen. Als Bei¬spiele wären die EP 1 837 153 A1 oder die JP 4-135705 zu nennen. In diesen Schriften wirdversucht, das Problem mit Hilfe einer Neigungseinstellung der festen Formaufspannplatte zulösen.

[0006] Eine weitere Schließeinheit, die eine sehr gute Plattenparallelität offerieren soll, ist ausder EP 1 726 425 A1 bekannt. Durch einen an den Seiten hochgezogenen Rahmen soll einebessere Lagerung und insbesondere eine gute Parallelität der Platten auch unter dem Anpress¬druck einer Einspritzdüse erreicht werden. Da hierfür ein extrem hoher Materialaufwand not¬wendig ist, ist dies stark verbesserungswürdig.

[0007] Nachteilig an all diesen Bauweisen ist, dass zwar teilweise die Plattenparallelität verbes¬sert wird, aber der Versatz, der durch die gleichzeitige Neigung der beweglichen und der festenFormaufspannplatte entsteht, keine Korrektur erfährt. Des Weiteren werden die durch die Be¬schleunigung der beweglichen Formaufspannplatte hervorgerufenen Vibrationen direkt zwi¬schen Maschinenrahmen und fester Formaufspannplatte übertragen.

[0008] Nicht gattungsgemäß sind Schließeinheiten wie sie beispielsweise aus der WO96/11785 bekannt sind. Zwar werden hier auch Formaufspannplatten flexibel gelagert. Diesdient aber dem Erhalt der Plattenparallelität unter Schließkraft. Die hier auftretenden Kräfte undBewegungen sind deshalb gänzlich verschieden von denen bei der Bewegung der beweglichenFormaufspannplatte zum Erreichen der Schließstellung.

[0009] Die JP 2001 239561 A zeigt eine Schließeinheit, bei der eine vertikal asymmetrischeDeformierung der festen Formaufspannplatte unter Schließkrafteinwirkung verhindert werdensoll.

[0010] Die WO 2009/051095 A1 offenbart eine Schließeinheit, bei welcher eine Plattenmitten¬abweichung oder fehlende Plattenparallelität aufgrund von thermischer Einwirkung minimiertwird.

[0011] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schließeinheit bereitzustellen, die sich auszeichnet durch eine einfache Bauweise, verbesserte Plattenparallelität, geringe Weiterleitung von Vibra¬tionen sowie die Eignung zum Präzisionsspritzgießen durch die Vermeidung von Versatz zwi¬schen Plattenmitten durch Beschleunigung der beweglichen Formaufspannplatte.

[0012] Diese Aufgabe wird durch eine Schließeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1gelöst.

[0013] Dies geschieht, indem das wenigstens eine Lagerungselement bei Beschleunigungender beweglichen Formaufspannplatte zum Erreichen der Schließstellung derartige Bewegungender festen Formaufspannplatte relativ zum Maschinenrahmen erlaubt, dass Rotationenund/oder Bewegungen quer zu einer Maschinenachse der festen Formaufspannplatte relativ zurbeweglichen Formaufspannplatte im Wesentlichen verhindert sind. Es soll also während derSchließbewegung durch eine Entkopplung der festen Formaufspannplatte vom Maschinenrah¬men die Sollposition der festen Formaufspannplatte möglichst genau eingehalten werden.

[0014] Um Neigungsbewegungen besser unterdrücken zu können, kann es vorgesehen sein,dass das wenigstens eine Lagerungselement wenigstens eine elastische Zone aufweist.

[0015] Es ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Lagerungselement trapezförmig ausgebil¬det ist. Diese Bauweise stellt eine besonders kostengünstige, weil materialsparende, dar.

[0016] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprü¬chen definiert.

[0017] Besonders zum Präzisionsspritzen von optischen Komponenten ist bevorzugt vorgese¬hen, dass bei Beschleunigung der beweglichen Formaufspannplatte zum Erreichen derSchließstellung das wenigstens eine Lagerungselement eine derartige Bewegung der festenFormaufspannplatte relativ zum Maschinenrahmen erlaubt, dass Neigungen der festen Form¬aufspannplatte zumindest vermindert sind. Mit anderen Worten wird die feste Formaufspann¬platte so gelagert, dass bei Beschleunigungen der beweglichen Formaufspannplatte, diedadurch auf die feste Formaufspannplatte wirkenden Kräfte nicht in eine Neigungsbewegungder festen Formaufspannplatte, sondern in eine Bewegung längs der Maschinenachse über¬setzt wird. Da also die Bewegung der beweglichen Formaufspannplatte in unschädliche Bewe¬gungen entlang der Maschinenachse umgewandelt wird, stellt dies eine erhebliche Verbesse¬rung dar.

[0018] Besonders effektiv kann die Kompensation von Neigungen und Vibrationen gestaltetwerden, indem das wenigstens eine Lagerungselement Bewegungen der festen Form¬aufspannplatte im Wesentlichen entlang einer Maschinenachse erlaubt.

[0019] Eine einfache Lagerung der festen Formaufspannplatte kann erreicht werden, indemgenau zwei Lagerungselemente vorgesehen sind.

[0020] Um die Bewegungen der festen Formaufspannplatte sowie des Maschinenrahmenszueinander weitgehend zu entkoppeln, kann es vorgesehen sein, dass eine Freistellung zwi¬schen der festen Formaufspannplatte und dem Maschinenrahmen besteht.

[0021] Konstruktiv besonders einfach kann die Lagerung gestaltet werden, indem das wenigs¬tens eine Lagerungselement an Seiten der festen Formaufspannplatte befestigt ist.

[0022] Um Hebelverhältnisse bei Beschleunigungen der beweglichen Formaufspannplatte sogut wie möglich auszunutzen, ist bevorzugt vorgesehen, dass das wenigstens eine Lagerungs¬element an der festen Formaufspannplatte oberhalb einer Plattenmitte der festen Form¬aufspannplatte befestigt ist. Dies gilt insbesondere bei einer Schließeinheit mit vier Holmen,denn dadurch, dass der Schließantrieb im Wesentlichen in der Maschinenachse wirkt und diebewegliche Formaufspannplatte sowie gegebenenfalls die Stirnplatte am Maschinenrahmengelagert sind, ergibt sich eine stärkere Bewegung für den oberen Teil der festen Form¬aufspannplatte bzw. gegebenenfalls für die oberen Holme. Durch die Verlagerung des Befesti¬gungspunktes über die Maschinenachse wird daher der Hebelarm für diese Bewegungen imoberen Teil der festen Formaufspannplatte verkürzt und natürlich der Hebelarm für die Bewe¬gungen des unteren Teils der festen Formaufspannplatte verlängert.

[0023] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass daswenigstens eine Lagerungselement parallelogrammförmig ausgebildet ist.

[0024] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind den Figuren sowie der dazu gehö¬rigen Figurenbeschreibung zu entnehmen. Dabei zeigen: [0025] Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schließeinheit, [0026] Fig. 2a bis 2f eine Verdeutlichung des Wirkungsprinzips bzw. des Wirkungsunter¬ schieds zwischen Schließeinheiten aus dem Stand der Technik und er¬findungsgemäßen Schließeinheiten und [0027] Fig. 3a bis 3c Seitenansichten einer erfindungsgemäßen Lagerung einer festen Form- aufspannplatte in drei verschiedenen Beschleunigungszuständen, [0028] Die Schließeinheit 1, welche in Figur 1 dargestellt ist, weist einen Kniehebelmechanis¬mus 9 sowie vier Holme 8 auf (da dies eine Seitenansicht ist, sind nur zwei Holme 8 sichtbar).Sowohl die Stirnplatte 10 als auch die bewegliche Formaufspannplatte 3 sind gleitend gelagert,wobei hier nur exemplarisch eine Linearführung 12 für die bewegliche Formaufspannplatte 3und Rollen 13 für die Stirnplatte 10 dargestellt sind.

[0029] Die feste Formaufspannplatte 2 ist über das Lagerungselement 4 gelagert, wobei dieBefestigung zwischen Lagerungselement und fester Formaufspannplatte über jeweils drei Be¬festigungsbolzen 11 gelöst ist. Diese Lagerung ist oberhalb der Maschinenachse X, was zurUnterdrückung der Neigung und somit des Versatzes zwischen den Werkzeughälften bei Be¬schleunigung der beweglichen Formaufspannplatte optimal ist. Das Befestigungselement 4 istüber Schrauben am Maschinenrahmen 5 befestigt.

[0030] Eine Freistellung 7 zwischen der festen Formaufspannplatte 2 und dem Maschinenrah¬men 5 stellt sicher, dass die feste Formaufspannplatte 2 nur über das Lagerungselement 4gelagert ist. So kann die Lagerung, die zwar Bewegungen entlang der Maschinenachse X er¬laubt, aber Neigungen der festen Formaufspannplatte unterdrückt, seine volle Wirkung entfal¬ten.

[0031] In den Figuren 2a bis 2f ist nun die Wirkungsweise der Lagerung genauer beschrieben.

[0032] Figur 2a ist eine horizontale Schließeinheit aus dem Stand der Technik, Figur 2b eineerfindungsgemäße. Nur in diesen beiden Figuren sind der Kniehebelmechanismus 9, die Line¬arführung 12 sowie die Rollen 13 zur gleitenden Lagerung der beweglichen Formaufspannplatte3 bzw. die Stirnplatte 10 gezeigt. In den Figuren 2c bis 2f sind diese natürlich auch vorhanden,aber aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.

[0033] Figur 2c zeigt eine horizontale Schließeinheit des Standes der Technik bei Beschleuni¬gung der beweglichen Formaufspannplatte 3. Durch den Kniehebelmechanismus wird die Stirn¬platte 10 zu einer Neigung nach links veranlasst, was über die Holme 8 auch auf die feste For¬maufspannplatte 2 übertragen wird. Des Weiteren sorgt der Kniehebelmechanismus 9 dafür,dass auch die bewegliche Formaufspannplatte 3 eine Neigung nach links erfährt. Wäre hier einHydraulikstempel als Antrieb eingesetzt, würde sich aufgrund der geänderten Kinematik diebewegliche Formaufspannplatte bei der Beschleunigung nach rechts neigen. Auch zu erkennenist die Deformierung des Maschinenrahmens 5 durch die Neigung der festen Formaufspannplat¬te 2. Diese Vibrationen, die auf diese Weise in den Maschinenrahmen 5 übertragen werden,sind natürlich auch nicht von Vorteil.

[0034] In Figur 2d ist nun eine erfindungsgemäße Schließeinheit bei der Beschleunigung derbeweglichen Formaufspannplatte 3 gezeigt. Dadurch, dass der festen Formaufspannplatte einekleine Bewegung nach links erlaubt, ohne gleichzeitig eine Neigung erfahren zu müssen, wer¬den die Neigungen der Stirnplatte 10 sowie der beweglichen Formaufspannplatte und natürlichder festen Formaufspannplatte 2 fast vollständig unterdrückt. Dies geschieht, wie erwähnt,durch eine kleine Kompensationsbewegung der festen Formaufspannplatte 2. Wichtig ist auch,dass sowohl die Stirnplatte 10 als auch die bewegliche Formaufspannplatte 3 gleitend gelagertsind.

[0035] Ähnlich wie in Figur 2c ist in Figur 2e eine Schließeinheit des Standes der Technik beimAbbremsen der beweglichen Formaufspannplatte 3 gezeigt. Hier ergibt sich eine Neigung derStirnplatte 10 nach rechts, was auch wieder über die Holme 8 auf die feste Formaufspannplatte2 übertragen wird. Des Weiteren sorgt der Kniehebelmechanismus wieder dafür, dass sich auchdie bewegliche Formaufspannplatte 3 nach rechts neigt. Natürlich werden auch wieder Vibratio¬nen in den Maschinenrahmen durch die feste Formaufspannplatte übertragen.

[0036] Sowohl in Figur 2c als auch in Figur 2e ist deutlich der Versatz zu erkennen, der durchdie Neigungen der festen Formaufspannplatte 2 und der beweglichen Formaufspannplatte 3erzeugt wird.

[0037] Figur 2f stellt nun das Verhalten einer erfindungsgemäßen Schließeinheit beim Abbrem¬sen der beweglichen Formaufspannplatte 3 dar. Das Lagerungselement 4 erlaubt der festenFormaufspannplatte eine kleine Kompensationsbewegung nach rechts, ohne gleichzeitig eineNeigung nach rechts der festen Formaufspannplatte 2 zu erzwingen. Dadurch bleibt auch dieStirnplatte 10 aufrecht. Das gleiche gilt für die bewegliche Formaufspannplatte 3 mit Hilfe desKniehebelmechanismus 9. Weder in der Situation in der Figur 2d noch bei der in Figur 2f wer¬den Vibrationen in den Maschinenrahmen 5 übertragen.

[0038] Des Weiteren tritt auch kein Versatz zwischen den Werkzeughälften auf.

[0039] In den Figuren 3a bis 3c ist nun die Lagerung in den Zuständen der Figuren 2b, 2d bzw.2f dargestellt. Gut zu erkennen ist hier auch die Freistellung 7. In dieser Ausführungsform miteinem Parallelogramm als Lagerungselement 4 befinden sich die elastischen Zonen 6 jeweilsan den Ecken des Parallelogramms. Beim Beschleunigen (Figur 3b) sowie beim Bremsen (Figur3c) erlauben diese dem Parallelogramm einen Versatz entlang der Maschinenachse X an derOberseite, wobei die Unterseite des Parallelogramms am Maschinenrahmen 5 fix bleibt.

[0040] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele be¬schränkt. Beispielsweise kann die Erfindung genauso gut bei horizontalen Schließeinheiten miteinem Hydraulikstempel statt einem Kniehebelmechanismus eingesetzt werden.

Claims (11)

1. Patentansprüche 1. Schließeinheit einer Spritzgießmaschine mit einer festen Formaufspannplatte (2), einerbeweglichen Formaufspannplatte (3) sowie wenigstens einem Lagerungselement (4) zurLagerung der festen Formaufspannplatte an einem Maschinenrahmen (5), dadurch ge¬kennzeichnet, dass das wenigstens eine Lagerungselement (4) bei Beschleunigungenund Verzögerungen der beweglichen Formaufspannplatte (3) zum Erreichen der Schlie߬stellung derartige Bewegungen der festen Formaufspannplatte (2) relativ zum Maschinen¬rahmen (5) erlaubt, dass Rotationen und/oder Bewegungen quer zu einer Maschinenachseder festen Formaufspannplatte (2) relativ zur beweglichen Formaufspannplatte (3) im We¬sentlichen verhindert sind, und dass das wenigstens eine Lagerungselement (4) trapezför¬mig ausgebildet ist, wobei eine Stirnplatte (10) der Schließeinheit (1) gleitend gelagert istund/oder das wenigstens eine Lagerungselement (4) wenigstens eine elastische Zone (6)aufweist.
2. 2. Horizontal schließende Schließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdas wenigstens eine Lagerungselement (4) derartige Bewegung der festen Formaufspann¬platte (2) relativ zum Maschinenrahmen (5) erlaubt, dass bei Beschleunigungen und Ver¬zögerungen der beweglichen Formaufspannplatte (3) zum Erreichen der Schließstellungauftretende Neigungen der festen Formaufspannplatte (2) im Wesentlichen verhindert sind.
3. 3. Schließeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstenseine Lagerungselement (4) Bewegungen der festen Formaufspannplatte (2) im Wesentli¬chen entlang einer Maschinenachse (X) erlaubt.
4. 4. Schließeinheit nach wenigstens einem er Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass genau zwei Lagerungselemente (4) zur Lagerung der festen Formaufspannplatte (2) vorgesehen sind.
5. 5. Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass eine Freistellung (7) zwischen der festen Formaufspannplatte (2) und dem Maschi¬nenrahmen (5) besteht.
6. 6. Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass das wenigstens eine Lagerungselement (4) an Seiten der festen Formaufspannplatte (2) befestigt ist.
7. 7. Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass das wenigstens eine Lagerungselement (4) an der festen Formaufspannplatte (2)oberhalb einer Plattenmitte der festen Formaufspannplatte (2) befestigt ist.
8. 8. Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass das wenigstens eine Lagerungselement (4) parallelogrammförmig ausgebildet ist.
9. 9. Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Schließeinheit über vier Holme (8) verfügt, die die bewegliche Formaufspannplatte (3) und die feste Formaufspannplatte (2) durchsetzen.
10. 10. Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Schließeinheit (1) über einen Kniehebelmechanismus (9) verfügt.
11. 11. Schließeinheit nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,dass die Schließeinheit (1) als horizontal schließende Schließeinheit (1) ausgebildet ist. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen