Spritzgussmaschine mit Kniehebel
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgussmaschine mit einem Kniehebel zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe, wobei sowohl zur Schliess- und Öffnungsbewegung der Werkzeugform als auch zum Arbeits- und Rückhub des Spritzkolbens nur ein Antrieb vorgesehen ist, dessen Antriebsschubstange gelenkig an zwei Kniehebelpaaren unterschiedlicher Hebellänge angreift, von denen das längere Hebelpaar an einer Quertraverse angreift, die zwei, die Formträgerplatte tragende Längsholme zur starren Verriegelung der Form verbindet, während das kürzere Hebelpaar an der Kolbenträgerplatte angelenkt ist, wobei durch das in die Kolbenträgerplatte eingebaute Druckkissen die Bewegung des Spritzkolbens verzögert wird, so dass die Spritzgussform starr verriegelt wird, ehe die Bewegung des Spritzkolbens beendet ist.
Von einer Kniehebel-Spritzgussmaschine nach dem Gattungsbegriff zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand zunächst in vorteilhafter Weise im wesentlichen dadurch, dass einerseits alle drei Lager der beiden Kniehebelpaare gegenüber dem Antrieb beweglich angeordnet sind, und dass andererseits bei Beginn der Formschliessbewegung die Antriebsschubstange und das längere, an der Längsholm Quertraverse angreifende Hebelpaar im allgemeinen in einer Richtung liegt und drückend zunächst auf dieses wirkt, während zu Beginn der Öffnungsbewe gung der Form die Antriebsschubstange mit dem kürzeren, an der Kolbenträgerplatte angreifenden Hebelpaar etwa in einer Richtung liegend zunächst ziehend auf dieses einwirkt.
Durch das erfindungsgemäss vorgeschlagene Antriebssystem wird es mit einem Antrieb erreicht, dass die Spritzgussform erst vollständig geschlossen wird, ehe der eigentliche Spritzvorgang beginnt und mechanisch verriegelt wird, ehe der Spritzvorgang beendet ist, und zwar dadurch, dass erst das das Schliessen der Spritzgussformteile bewirkende längere Kniehebelpaar durch die Antriebsschubstange verschiebend betätigt wird, und erst nach dem Schliessen der Spritzgussform der Arbeitshub des Kolbenträgers einsetzt.
Da die Kraft des in dem Kolbenträger eingebauten Druckkissens geringer eingestellt wird als die Kraft, mit der der Kolbenträger be wegt wird, entsteht durch den Widerstand der Spritzgussmasse im Plastifizierzylinder eine verminderte Bewegungsgeschwindigkeit des Spritzkolbens gegen über dem Kolbenträger, so dass der Einspritzvorgang durch das Entspannen des Druckkissens nach dem Verriegeln der Spritzgussform und Stillstand des Antriebssystems vollendet wird und der erforderliche Nachdruck aufrecht erhalten wird. Überdies wird hierbei beim Offnungsvorgang zuerst das an der Kolbenplatte angreifende Hebelpaar ziehend betätigt, so dass der Kolben eher zurückgeht, als die Form sich öffnet.
Es kann zweckmässig sein, einen Kurbeltrieb zu verwenden, dessen Antriebspleuel am Mittelgelenk der beiden Kniehebelpaare angreift, wobei die Mittelachse der Antriebskurbel spritzgussformseitig in einer Ebene etwas vor dem Mittelgelenk der Kniehebelpaare liegt.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der das Pleuel mit der Antriebsscheibe verbindene Kurbelzapfen bei Beginn der Schliessbewegung auf der dem kürzeren Hebelpaar zugekehrten Seite der Antriebsscheibe liegt, so dass das Pleuel mit dem längeren Hebelpaar annähernd in gleicher Richtung liegt, womit erreicht wird, dass dieses Hebelpaar zuerst verschoben und somit auch die Form zuerst geschlossen wird, ehe der Spritzvorgang durch den Spritzkolben beginnt. Andererseits liegt der Kurbelzapfen bedingt durch die Drehung der Antriebsscheibe - bei Beginn der Öffnungsbewegung auf der dem längeren Hebelpaar zugekehrten Seite der Antriebsscheibe, so dass das Pleuel und das kürzere Hebelpaar etwa in einer Richtung liegen, wodurch erreicht wird, dass erst dieses ziehend beeinflusst wird, also der Spritzkolben zuerst zurückgezogen wird, ehe die Form öffnet.
Im übrigen wird die Erfindung samt ihrer Wirkungsweise am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung des auf der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels verstanden; und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung der Maschine im Längsschnitt, und zwar bei Beginn der Schliessbewegung.
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung der Maschine mit geschlossener Form und vollendetem Spritzvorgang.
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Maschine mit geschlossener Form und vollendetem Spritzvorgang.
Fig. 4 eine vergrösserte Teildarstellung im Bereiche des Spritzkolbens, ebenfalls in der Spritzstellung, und
Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung in der Voll-Öffnungsstellung.
Dabei ist in einem mit 10 bezeichneten Maschinengestell ein Kurbeltrieb vorgesehen, dessen bei 11 gelagerte Antriebsscheibe 12 durch ein Schneckenrad
13 angetrieben wird. Das Antriebspleuel 14, das über den Kurbelzapfen 15 mit der Antriebsscheibe 12 verbunden ist, greift gelenkig an einem Mittelgelenk 16 zweier Kniehebelpaare 19 und 20 an, von denen das Hebelpaar 19 länger ist, als das Hebelpaar 20. Das Hebelpaar 19 seinerseits ist über das Gelenk 17 mit einer Quertraverse 21 verbunden, die zwei Längsholme 22 starr miteinander verbindet. Diese Längsholme 22 sind in Lagern 23 verschiebbar geführt und tragen an der Quertraverse 21 gegenüberliegenden Enden eine Formträgerplatte 25.
Bei der Drehbewegung der Antriebsscheibe 12 im Uhrzeigersinn wird die Quertraverse 21 in Pfeilrichtung der Fig. l verschoben, wobei die Formträgerplatte 25 mit der Form 26 gegen die spritzseitige Werkzeugträgerplatte 27 bewegt und die Form ge schlossen wird. Dabei dichtet die Düse 28 gegen die heizzylinderseitige Spritzform ab. Die Schliessbewegung wird durch Anschlag der Düsenplatte 27 ab dem Heizzylinderträger 29 begrenzt. Da jetzt der
Kurbelzapfen 15 noch nicht seine höchste Stellung erreicht hat, bewegt sich die Kolbenträgerplatte 30, in die ein hydraulisch-pneumatisches Druckkissen eingebaut ist, in der Pfeilrichtung B. Der Spritzkolben
31 presst das vor ihn gefallene Spritzgut durch den Plastifizierungszylinder 32 in die Spritzform.
Da nun bei diesem ganzen Vorgang die Bewe gungsgeschwindigkeit des Antriebes in der Pfeilrichtung B grösser ist, als die Bewegung des Spritzkolbens 31, weicht der Kolben 31a des Druckkissens aus. Bei vollendeter Antriebsbewegung befinden sich die Gelenke 18, 16, 17 der Kniehebelpaare 19, 20 in einer in der Fig. 2 dargestellten Strecklage, so dass die Form mechanisch verriegelt ist. Die Kolbenträgerplatte 30 kommt dann an dem Anschlag 33 der Heizzylinderplatte zum Stillstand, so dass die erwähnte starre Verriegelung zustande kommt.
Ist nun die mechanische Verriegelung erreicht, vollendet der Spritzkolben unter Einwirken des Druckkissens oder auch durch Federkraft die Formfüllung. Bei richtiger Dosierung durch die Dosiereinrichtung 34 wird ein Materialüberschuss im Plastifizierungszylinder 32 vorhanden sein, so dass das Druckkissen nicht an dem kolbenseitigen Anschlag anliegt und dadurch für den Spritzvorgang den erforderlichen Nachdruck aufrecht erhält.
Nach der Formfüllung läuft der Kurbelzapfen 15 der Antriebsscheibe 12 aus seiner Höchststellung wieder abwärts, jedoch jetzt auf der Gegenseite, so dass das Pleuel 14 mit dem kürzeren Hebelpaar 20 etwa in einer Richtung liegt, dieses also bei der zu :) Öff- nungsbewegung zuerst ziehend beeinflusst und die Kolbenträgerplatte zurückgezogen wird, während bei der Schliessbewegung umgekehrte Verhältnisse vorliegen, so dass dann erst das längere Hebelpaar 19 betätigt wird.
Es versteht sich von selbst, dass die dargestellte und beschriebene Ausführungsform nur ein Beispiel für die Verwirklichung der Erfindung ist, das jedoch keinesfalls allein hierauf beschränkt ist, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. Dies bezieht sich insbesondere auf die Ausführung des Antriebes, der auch als Hydraulik-Antrieb gestaltet werden könnte, wichtig ist nur, dass die Antriebsschubstange in zwei Richtungen wirksam werden kann.
Injection molding machine with toggle lever
The invention relates to an injection molding machine with a toggle lever for processing thermoplastics, whereby only one drive is provided for the closing and opening movement of the mold and for the working and return stroke of the injection piston, the drive push rod of which engages two toggle lever pairs of different lever lengths from which the longer pair of levers engages on a cross member that connects two longitudinal bars carrying the mold carrier plate for rigid locking of the mold, while the shorter pair of levers is hinged to the piston carrier plate, the movement of the injection piston being delayed by the pressure pad built into the piston carrier plate, so that the injection mold is rigidly locked before the movement of the injection plunger has ended.
From a toggle-lever injection molding machine according to the generic term for processing thermoplastics, the subject matter of the invention initially differs in an advantageous manner essentially in that, on the one hand, all three bearings of the two toggle-lever pairs are movably arranged relative to the drive, and on the other hand, at the start of the mold closing movement, the drive push rod and longer, on the longitudinal spar cross member engaging pair of levers is generally in one direction and initially has a pushing effect on this, while at the beginning of the opening movement of the shape the drive push rod with the shorter pair of levers acting on the piston support plate lying approximately in one direction initially pulling it .
The drive system proposed according to the invention achieves with a drive that the injection mold is only completely closed before the actual injection process begins and is mechanically locked before the injection process is ended, namely in that only the longer toggle lever pair causing the closure of the injection mold parts is actuated to move by the drive push rod, and the working stroke of the piston carrier only begins after the injection mold has been closed.
Since the force of the pressure cushion built into the piston carrier is set lower than the force with which the piston carrier is moved, the resistance of the injection molding compound in the plasticizing cylinder results in a reduced speed of movement of the injection piston relative to the piston carrier, so that the injection process is caused by the relaxation of the Pressure pad is completed after the injection mold has been locked and the drive system has come to a standstill and the required holding pressure is maintained. In addition, during the opening process, the pair of levers engaging the piston plate is first actuated by pulling, so that the piston retracts before the mold opens.
It can be expedient to use a crank mechanism whose drive connecting rod engages the central joint of the two toggle lever pairs, the central axis of the drive crank on the injection mold side lying in a plane somewhat in front of the central joint of the toggle lever pairs.
This arrangement ensures that the crank pin connecting the connecting rod to the drive disk lies on the side of the drive disk facing the shorter lever pair at the start of the closing movement, so that the connecting rod with the longer lever pair lies approximately in the same direction, which achieves this The pair of levers is moved first and thus the mold is closed first before the injection process begins with the injection piston. On the other hand, due to the rotation of the drive pulley, the crank pin lies on the side of the drive pulley facing the longer pair of levers at the beginning of the opening movement, so that the connecting rod and the shorter pair of levers are roughly in one direction, which means that only this is influenced by pulling, so the injection plunger is first withdrawn before the mold opens.
In addition, the invention and its mode of operation are best understood with reference to the following description of the embodiment shown in the drawing; namely show:
Fig. 1 shows a representation of the machine in longitudinal section, at the beginning of the closing movement.
FIG. 2 shows a representation of the machine corresponding to FIG. 1 with a closed mold and a completed injection process.
3 is a plan view of the machine with the mold closed and the injection molding process completed.
4 shows an enlarged partial illustration in the region of the injection piston, also in the injection position, and FIG
FIG. 5 shows a representation corresponding to FIG. 4 in the fully open position.
In this case, a crank drive is provided in a machine frame designated by 10, the drive disk 12 of which is mounted at 11 by a worm wheel
13 is driven. The drive connecting rod 14, which is connected to the drive pulley 12 via the crank pin 15, articulates a central joint 16 of two pairs of toggle levers 19 and 20, of which the pair of levers 19 is longer than the pair of levers 20. The pair of levers 19, in turn, is via the joint 17 connected to a cross member 21 which rigidly connects two longitudinal spars 22 to one another. These longitudinal spars 22 are guided displaceably in bearings 23 and carry a mold carrier plate 25 on opposite ends of the cross member 21.
When the drive pulley 12 rotates clockwise, the cross member 21 is displaced in the direction of the arrow in FIG. 1, the mold carrier plate 25 being moved with the mold 26 against the injection-side tool carrier plate 27 and the mold is closed. The nozzle 28 seals against the injection mold on the heating cylinder side. The closing movement is limited by the stop of the nozzle plate 27 from the heating cylinder support 29. Since now the
If the crank pin 15 has not yet reached its highest position, the piston carrier plate 30, in which a hydraulic-pneumatic pressure cushion is installed, moves in the direction of arrow B. The injection piston
31 presses the injection material that has fallen in front of him through the plasticizing cylinder 32 into the injection mold.
Since the movement speed of the drive in the direction of arrow B is greater than the movement of the injection plunger 31, the plunger 31a of the pressure pad evades during this entire process. When the drive movement is completed, the joints 18, 16, 17 of the toggle lever pairs 19, 20 are in a stretched position shown in FIG. 2, so that the mold is mechanically locked. The piston support plate 30 then comes to a standstill at the stop 33 of the heating cylinder plate, so that the aforementioned rigid locking is achieved.
If the mechanical locking is now achieved, the injection plunger completes the mold filling under the action of the pressure pad or also by spring force. With correct dosing by the dosing device 34, there will be an excess of material in the plasticizing cylinder 32, so that the pressure pad does not rest against the piston-side stop and thereby maintains the required pressure for the injection process.
After the mold has been filled, the crank pin 15 of the drive pulley 12 runs down again from its maximum position, but now on the opposite side, so that the connecting rod 14 with the shorter pair of levers 20 lies roughly in one direction, i.e. pulling it first during the opening movement influenced and the piston support plate is withdrawn, while the conditions are reversed during the closing movement, so that only then is the longer pair of levers 19 actuated.
It goes without saying that the embodiment shown and described is only an example for the implementation of the invention, which is by no means restricted to this alone; rather, various other embodiments and applications are possible within the scope of the invention. This relates in particular to the design of the drive, which could also be designed as a hydraulic drive, it is only important that the drive push rod can be effective in two directions.