DE10061896A1

DE10061896A1 - Schließeinheit

Info

Publication number: DE10061896A1
Application number: DE10061896A
Authority: DE
Inventors: Joerg Dantlgraber
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-06-13

Abstract

Offenbart ist eine Schließeinheit für eine Spritzgießmaschine, bei der ein Schließzylinder über einen Schwenkhebel auf einen mit einer beweglichen Werkzeugspannplatte zusammenwirkenden Betätigungszylinder wirkt. Die Öffnungs- und Schließbewegung läßt sich durch Verstellung des Schwenkgelenks des Schwenkhebels einstellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schließeinheit für eine Spritz gießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Schließeinheiten übernehmen die Schließ- und Öffnungsbewegung von Werkzeughälften. Darüber hinaus muß durch die Schließeinheit sichergestellt werden, daß die für den Einspritzprozeß erforderliche Zuhaltekraft hinreichend ist, um ein Auseinandertreiben der Werkzeughälften durch die mit hohem Druck einströmende plastifizierte Formmasse zu verhindern. Bei formschlüssigen Systemen, beispielsweise Kniehebel- oder Spreizhebelsystemen erfolgt das Zusammenhalten der Werkzeughälften durch selbstsperrende mechanische Bauelemente. Bei kraftschlüssigen Systemen wird die Zuhaltekraft über hydraulische Arbeitszylinder oder Ähnliches aufgebracht. Bei all diesen Vorrichtungen ist ein vergleichsweise hoher mechanischer und regelungstechnischer Aufwand erforderlich, um die Schließbewegung hinsichtlich des Kraft- und Geschwindigkeitsverlaufes zu steuern.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schließeinheit zu schaffen, die eine einfache Steuerung von Geschwindigkeit und Zuhaltekraft ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Schließeinheit für eine Spritzgußmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird ein hydraulisch-/mechanisches System verwendet, wobei ein Schließzylinder über einen Hebel auf einen Betätigungszylinder wirkt, über den die bewegliche Werkzeugspannplatte in Schließ- und Öffnungsrichtung bewegbar ist. Diese Öffnungs- und Schließbewegung wird erfindungsgemäß dadurch bewirkt, daß der wirksame Hebelarm mit Bezug zum Betätigungs- und Schließzylinder veränderbar ausgestaltet ist. Diese Konstruktion ermöglicht es, mit minimalem Vorrichtungsaufwand auch große Zuhaltekräfte aufzubringen und dabei die Geschwindigkeiten während der Fahrbewegungen der Werkzeugspannplatte sehr einfach zu steuern.

Die Verstellung des wirksamen Hebelarms erfolgt vorzugsweise durch Verschiebung eines Schwenkgelenks des Hebels über einen Einstellmechanismus, so daß die Hebelarme mit Bezug zu den Angriffspunkten der vorgenannten Zylinder veränderbar sind, um eine optimale Anpassung der Schließ-, Zuhalte- und Öffnungsbewegung an den Spritzgießvorgang zu ermöglichen.

Bei einer vorteilhaften Variante hat das Schwenkgelenk einen Kulissenstein, der in einer Längsführung des Schwenkhebels geführt ist, so daß die Hebelverstellung durch Verschieben des Kulissensteines mit Bezug zum Schwenkhebel erfolgt.

Das Schwenkgelenk kann im Bereich zwischen den beiden Anlenkpunkten der Zylinder oder aber außerhalb dieses Bereiches angeordnet sein.

Da durch die Veränderung der Lage des Schwenkgelenkes und der daraus resultierenden Verschwenkung des Schwenkhebels dessen Relativposition zu den Zylindern geändert wird, können diese gelenkig oder über einen Gleitstein am Schwenkhebel befestigt werden.

Die hydraulische Schaltung für die Zylinder ist besonders einfach aufgebaut, wenn diese mit dem gleichen Systemdruck beaufschlagt sind. Dieser Systemdruck kann beispielsweise durch einen Hydrospeicher konstant gehalten werden. Unterschiedliche Wirkkräfte der Zylinder lassen sich dann durch Variation der Wirkflächen und durch die Hebellängen einstellen.

Der Schließzylinder kann bei der erfindungsgemäßen Lösung direkt oder mittelbar, beispielsweise über einen Kniehebelmechanismus, auf die bewegliche Werkzeugspannplatte wirken.

Die Verstellung der Schwenkgelenkposition läßt sich besonders einfach über ein elektrisches oder hydraulisches Betätigungselement durchführen, das an die Maschinensteuerung angeschlossen ist.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche. Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schließeinheit mit mittig angeordnetem Schwenkgelenk und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Schließeinheit mit exzentrisch angeordnetem Schwenkgelenk.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schließeinheit 1 einer Spritzgießmaschine, bei der eine bewegliche Werkzeugspannplatte 2 mit Bezug zu einer feststehenden Werkzeugspannplatte 4 zum Öffnen oder Schließen eines nicht dargestellten Spritzgießwerkzeuges und zum Aufbringen einer Zuhaltekraft entlang von strichpunktiert angedeuteten Holmen 6 bewegbar ist. Die dargestellte Schließeinheit 1 hat einen Schwenkhebel 8, der über ein Schwenkgelenk 10 an einem Maschinenkörper 12 der Spritzgießmaschine abgestützt ist. Dieses Schwenkgelenk 10 ist über ein Linearführung 14 in X-Richtung mit Bezug zum Maschinenkörper 12 verfahrbar. Diese Vorschubbewegung kann beispielsweise über einen NC-Motor durchgeführt werden, wie er bei Werkzeugmaschinen eingesetzt ist.

Das Schwenkgelenk 10 hat einen drehbar gelagerten Kulissenstein 16, der gleitend in einer als Längsführung 18 ausgebildeten Ausnehmung des Schwenkhebels 8 geführt ist. Die Lagerung über den schwenkbaren Kulissenstein 16 und die Längsführung 18 erlaubt es, den Drehpunkt des Schwenkhebels 8 entlang der wirksamen Länge L der Längsführung 18 mit Bezug zum Maschinenkörper 12 zu verstellen.

An dem in Fig. 1 unteren Endabschnitt des Schwenkhebels 8 ist eine eine Führung 20 ausbildende weitere Längsausnehmung vorgesehen, in der - ähnlich wie beim Schwenkgelenk 10 - ein Gleitstein 22 in X-Richtung verschiebbar geführt ist. An diesem Gleitstein 22 ist ein Kolben 24 eines Schließzylinders 26 drehbar gelagert. Ein Zylinderraum 28 des Schließzylinders 26 ist über eine Druckleitung 30 mit einem Hydro speicher 32 verbunden. Das heißt, in Abhängigkeit von dem im Zylinderraum 28 herrschenden Druck und der Fläche des Kolbens 24 wird der Schwenkhebel 8 mit einer Kraft F₁ beaufschlagt, die im Abstand 11 zum Schwenkgelenk 10 wirkt.

An dem anderen, in Fig. 1 obenliegenden Endabschnitt des Schwenkhebels 8 ist ein Kolben 36 eines Rückstellzylinders 34 angelenkt, der über eine Schubstange 38 mit der beweglichen Werkzeugspannplatte 2 verbunden ist. Der Kolben 36 des Betätigungszylinders 34 greift in einem Abstand l₂ zum Schwenkgelenk 10 am Schwenkhebel 8 an. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kolben 36 gelenkig am Endabschnitt des Schwenkhebels 8 gelagert. Ein Zylinderraum 40 des Betätigungszylinders 34 ist über eine weitere Druckleitung 42 an den Hydrospeicher 32 angeschlossen, so daß beide Zylinder mit dem gleichen Druck beaufschlagt sind. Über den Betätigungszylinder 34 wirkt somit in Abhängigkeit von der Kolbenfläche und dem Druck im Hydrospeicher 32 eine Kraft F₂ im Abstand l₂ zum Schwenkgelenk 10. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kolben 36 des Rückstellzylinders 34 mit einer größeren Grundfläche als der Kolben 24 des Schließzylinders 26 ausgeführt, so dass in der Mittelstellung des Schwenkgelenks 10, das heißt, daß bei gleich langen Hebelarmen l₁ = l₂ der Schwenkhebel 10 in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist, so daß die bewegliche Werkzeugspannplatte 2 von der feststehenden Werkzeugspannplatte 4 beabstandet ist. Bei gleich großen Kolbenflächen und bei l₁ = _l2 befindet sich der Schwenkhebel 8 im Gleichgewicht und somit in einer Neutralposition.

Die Einleitung der Schließbewegung erfolgt durch eine Vorschubbewegung des Schwenkgelenks 10 entlang der Linearführung 14 gemäß Fig. 1 nach oben, so dass der Hebel l1 um eine Strecke s verlän gert wird, während der Hebel l2 des Rückstellzylinders 34 um das Maß s verkürzt wird. Durch diese geregelte Verschiebung des Schwenkgelenks 8 mit Bezug zu den beiden Angriffspunkten der Zylinder 34, 26 wird somit ein auf den Schwenkhebel 8 wirkendes Drehmoment M erzeugt, das der Größe s (F₁ + F₂) entspricht. Das heißt, durch geeignete Wahl der Verschiebung s des Schwenkgelenks 10 mit Bezug zum Schwenkhebel 8 kann eine auf die bewegliche Werkzeugspannplatte 2 in Schließrichtung wirksame Kraft erzeugt werden, so daß die Schließbewegung in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung der Linearführung 14 äußerst exakt hinsichtlich des Kraft-Zeit-Ablaufes steuerbar ist. Die Öffnungsbewegung der beweglichen Werkzeugspannplatte 2 wird dann durch Verschieben des Schwenkgelenks 10 in der Gegenrichtung, das heißt nach unten hin führbar eingeleitet.

Fig. 2 zeigt ein ähnlich wirkendes Ausführungsbeispiel einer Schließeinheit 1, wobei das Schwenkgelenk 10 nicht wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mittig, sondern an einen Endabschnitt des Schwenkhebels 8 angeordnet ist.

Der konstruktive Aufbau des Schwenkgelenks 10 entspricht demjenigen aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, so daß auf weitere Erläuterungen verzichtet werden kann. Die Relativposition des Schwenkgelenks 10 mit Bezug zum Maschinenkörper 12 kann wiederum durch eine Linearführung 14 verändert werden, die mit einem geeigneten Antrieb zusammenwirkt.

Der Betätigungszylinder 34 und der Schließzylinder 26 sind an dem vom Schwenkgelenk 10 entfernten Endabschnitts des Schwenkhebels 8 angeordnet, wobei bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Hebelarm l₁, d. h., der Abstand des Schließzylinders 26 zum Schwenkgelenk 10 kleiner als der Hebelarm l₂ des Betätigungszylinders 34 ist. Da bei dieser Konstruktion die Zylinder 26, 34 am gleichen Endabschnitt des Schwenkhebels 8 angreifen, müssen diese selbstverständlich entgegengesetzte Wirkrichtungen aufweisen. Ähnlich wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel können die Zylinderräume 28, 40 wiederum mit einem gleichen, konstanten Druck beaufschlagt werden, wobei allerdings dann unterschiedlich große Wirkflächen vorgesehen werden müssen (25 Zyl. 40 < ∅ Zyl. 28). Der Kolben 24 des Schließzylinders 26 ist wiederum über eine Kulissenführung im Schwenkhebel 8 geführt.

Die Hebellängen l₁, l₂ und die auf den Schwenkhebel 8 wirkenden Kräfte F₁ und F₂ sind so aufeinander abgestimmt, dass in einer Grundposition des Schwenkgelenks 10 kein Drehmoment auf den Schwenkhebel 8 wirkt oder dieser in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist, so daß die bewegliche Werkzeugspannplatte 2 von der feststehenden Werkzeugspannplatte 4 wegbewegt wird.

Zur Einleitung einer Schließbewegung wird das Schwenkgelenk 10 über die Linearführung 14 nach unten verschoben, so daß in Abhängigkeit von der Verschiebung s und den Flächenverhältnissen der Zylinder 34, 26 sowie des in den Zylinderräumen 40, 28 herrschenden Druckes ein in Schließrichtung wirksames Drehmoment erzeugt wird, so daß das Werkzeug geschlossen und eine Zuhaltekraft aufbringbar ist. Durch Verschieben des Schwenkgelenks 10 in Gegenrichtung wird die bewegliche Werkzeugspannplatte 2 dann wieder von der feststehenden Werkzeugspannplatte 4 zur Einleitung des nächsten Dosiervorganges der Spritzeinheit wegbewegt.

Anstelle der Kulissenführung zur Anbindung des Kolbens 24 des Schließzylinders 26 kann auch eine gelenkige Verbindung des Kolbens 24 mit dem Schwenkhebel 8 vorgesehen werden.

Bei den beiden vorgeschriebenen Lösungen ist der vor richtungstechnische Aufwand zur Realisierung der hydraulischen Bauelemente äußerst gering, wobei sich der zeitliche Ablauf der Schließbewegung und der aufgebrachten Schließkräfte äußerst exakt über die Ansteuerung des Schwenkgelenks 10 einstellen lassen.

Bezugszeichenliste

1

Schließeinheit

2

bewegliche Werkzeugspannplatte

4

feststehende Spannplatte

6

Holm

8

Schwenkhebel

10

Schwenkgelenk

12

Maschinenkörper

14

Linearführung

16

Kulissenstein

18

Längsführung

20

Führung

22

Gleitstein

24

Kolben

26

Schließzylinder

28

Zylinderraum

30

Druckleitung

32

Hydrospeicher

34

Betätigungszylinder

36

$Kolben

38

Schubstange

40

Zylinderraum

42

weitere Druckleitung

Claims

1. Schließeinheit für eine Spritzgießmaschine mit einem Schließzylinder (26), über den eine bewegliche Werkzeugspannplatte (2) mit einer Schließkraft beaufschlagbar ist, gekennzeichnet durch einen mit dem Schließzylinder (26) in Wirkverbindung stehenden Schwenkhebel (8), an dem im Abstand zum Schließzylinder (26) ein Betätigungszylinder (34) angreift, wobei der wirksame Hebelarm (l₁, l₂) für den Schließzylinder (26) bzw. den Betätigungszylinder (34) veränderbar ist.

2. Schließeinheit nach Patentanspruch 1, wobei ein Schwenkgelenk (10) des Schwenkhebels (8) über einen Einstellmechanismus (14) mit Bezug zu den Angriffspunkten der Zylinder (26), (34) veränderbar ist.

3. Schließeinheit nach Patentanspruch 2, wobei das Schwenkgelenk (10) einen Kulissenstein (16) hat, der in einer Längsführung (18) des Schwenkhebels (8) geführt ist.

4. Schließeinheit nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei das Schwenkgelenk (10) im Bereich zwischen den Angriffspunkten der beiden Zylinder (26), (34) oder außerhalb dieses Bereichs an geordnet ist.

5. Schließeinheit nach einem der Patentansprüche 2-4, wobei der Schließzylinder (26) oder der Betätigungszylinder (34) über einen in einer Führung (20) geführten Gleitstein (22) am Schwenkhebel (8) befestigt ist.

6. Schließeinheit nach einem der Patentansprüche 2-4, wobei der Betätigungszylinder (34) oder der Schließzylinder (26) gelenkig am Schwenkhebel (8) gelagert ist.

7. Schließeinheit nach Patentanspruch 4, erste Alternative, wobei beide Zylinder (26), (34) mit dem Druck eines Hydrospeichers (32) beaufschlagt sind.

8. Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Betätigungszylinder (34) direkt oder mittelbar, beispielsweise über einen Kniehebel auf die bewegliche Werkzeugspannplatte (2) wirkt.

9. Schließeinheit nach einem der Patentansprüche 2-8, wobei der Einstellmechanismus ein elektrisches oder hydraulisches Betätigungselement hat, über das das Schwenkgelenk entlang einer Linearführung (14) verschiebbar ist.

10. Schließeinheit nach einem der Patentansprüche 2-9, wobei dem Einstellmechanismus (14) eine Steuerung der Verschiebung des Schwenkgelenks (10) zugeordnet ist.

11. Schließeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Schließzylinder (26) und der Betätigungszylinder (34) unterschiedliche Wirkflächen haben.