DE10152392C1 - Schließeinheit für eine Kunststoffformmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schließeinheit für Kunststoff-Formmaschinen, insbesondere Reaktionsgießmaschinen. DOLLAR A Die Schließeinheit umfaßt einen unteren Formenträger (2) und einen oberen Formenträger (4), die über ein Schwenklager (22) in eine geöffnete Stellung und in eine Verschlußstellung bewegbar sind und in der Verschlußstellung mittels einer Verriegelung (24) verriegelt werden können. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird der obere Formenträger (4) mittels eines Kurbelantriebs (38, 42) verschwenkt, wobei vorzugsweise die Verschlußstellung der Schließeinheit einer Totpunktlage des Kurbelantriebs entspricht. DOLLAR A Die Realisierung des Antriebs als Kurbelantrieb hat den Vorteil, daß die Verschlußlage der Schließeinheit mit geringer Geschwindigkeit und hoher Kraft angefahren werden kann. DOLLAR A Der untere Formenträger (2) kann schwenkbar gelagert sein und Verriegelungselemente (14, 16) aufweisen, um den unteren Formenträger in mindestens einer Schwenkposition zu arretieren. Ferner können Riegelelemente (18, 26) vorgesehen sein, die den oberen Formenträger in der Öffnungsposition am unteren Formenträger verriegeln. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ist es möglich, mit einem einzigen Motor die Schließeinheit zu öffnen, zu verschließen und zu verschwenken.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Schließeinheit einer Kunststoffformmaschine mit einem ersten und einem zweiten Formenträger, die mit einer Antriebsvorrichtung zwischen einer Öffnungsstellung und einer Verschlussstellung relativ zueinander bewegbar sind.

Die Formenträger dienen der Aufnahme von Formwerkzeugen mit Kavitäten, wobei in der Verschlussstellung in der Kavität ein Kunststoffformteil hergestellt wird. Dabei wird bei­ spielsweise ein reaktives Kunststoffgemisch in die Kavität eingebracht, das in der geschlossenen Kavität ausreagiert.

Als Antriebsvorrichtungen zum Öffnen und Schließen der Schließeinheiten werden dabei beispielsweise Hydraulikan­ triebe, Kugelgewindespindeln oder Pneumatikantriebe verwen­ det. Bei der Verwendung von Kugelgewindeantrieben ist die Drehzahl und damit auch die Bewegungsgeschwindigkeit be­ grenzt, während Pneumatikantriebe problematisch hinsicht­ lich des Anfahrens, des Lastwechsels und des Abbremsens bei höheren Geschwindigkeiten sind.

Aus der EP 0 841 139 A2 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffteilen aus reaktiven Kunststoffkomponenten bekannt, bei der eine hydraulischen Kolben-Zylindereinheit zum Öffnen, Schließen und Verschwenken einer Form einge­ setzt wird. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß Hyd­ raulikantriebe relativ aufwendig sind und die Gefahr von Verunreinigung durch leckendes Hydraulikmittel mit sich bringen.

In der DE 41 13 657 A1 wird ein weiterer Formenträger für die Herstellung von Formteilen aus reaktiven Kunststoffkom­ ponenten vorgestellt, bei dem eine Oberform von einer hyd­ raulischen Kolben-Zylindereinrichtung gegen eine ortsfeste Unterform geöffnet wird. Der Nachteil bei dieser Vorrich­ tung liegt neben den schon genannten Problemen bei der Ver­ wendung von Hydraulikantrieben zusätzlich darin, daß nur die Oberform geöffnet und gegen die Unterform verschwenkt wird, was die Bedienung weniger ergonomisch gestaltet. Soll auch die Unterform gegen die Horizontale verschwenkt wer­ den, muss bei dieser Vorrichtung eine weitere hydraulische Kolben-Zylindereinheit vorgesehen werden.

Aus der AT 399 842 B ist eine Schließeinrichtung einer Spritzgießmaschine bekannt bei der eine bewegbare Formauf­ spannplatte entlang von Holmen über einen Kniehebelmecha­ nismus bewegt wird, der von einem Kurbeltrieb angetrieben wird. Hier ist keinerlei Verschwenken der Formaufspannplat­ ten gegeneinander vorgesehen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schließeinheit anzugeben, die sich durch eine einfache An­ triebsvorrichtung auszeichnet und die schnell und mit kur­ zen Taktzeiten geöffnet bzw. geschlossen werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Schließeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1; die abhängigen An­ sprüche betreffen vorteilhafte Weiterentwicklungen der Er­ findung.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, als Antriebsvorrichtung einen Kurbelantrieb einzusetzen, wobei vorzugsweise die Verschlußstellung der Schließeinheit einer Totpunktstellung des Kurbelantriebs entspricht.

Der Kurbelantrieb erreicht in den Endlagen (Totpunktstel­ lung) hohe Kräfte bei geringer Geschwindigkeit bzw. Ge­ schwindigkeit 0. Die Beschleunigung bzw. die Verzögerung des Formenträgers wird durch den mechanischen Aufbau er­ reicht, so daß keine aufwendigen Steuerungen oder Rampen erforderlich sind. Dadurch kann der Motor zu Beginn eines Zyklus ohne Belastung bzw. nur mit geringer Belastung an­ laufen, und er muß beim Anhalten in der Endlage nur das ei­ gene Schwungmoment abbremsen. Wegen der Totpunktstellung in der Verschlußstellung ist ein exaktes Positionieren der Kurbel nicht nötig, und ein eventueller Nachlauf ist unkri­ tisch.

Vorzugsweise entspricht die Öffnungsstellung einer weiteren Totpunktstellung des Kurbelantriebs, da in der Öffnungs­ stellung ein bewegter Formenträger angehalten werden muß und sich auch hier die Vorteile der Totpunktstellung aus­ wirken.

Am einfachsten wird der Kurbelantrieb aus einem Antriebs­ strang mit einem Kurbelarm und einem damit gelenkig verbun­ denen Hebel aufgebaut, wobei ein Ende des Antriebsstrangs an einem Formenträger und das andere Ende an dem anderen Formenträger oder an einer Stütze angreift.

Das Anbringen des Antriebsstrangs an einer Stütze hat ins­ besondere den Vorteil, daß mit einem einzigen Antrieb beide Formenträger gleichzeitig verschwenkt werden können. Dazu sind vorzugsweise lösbare Verriegelungen zum Halten der Formenträger in der Verschlußstellung bzw. der Öffnungs­ stellung vorgesehen, wobei einer der Formenträger schwenk­ bar gegen ein Fundament gelagert ist und in mindestens ei­ ner Stellung arretierbar ist.

In einer Ausgestaltung sind die Formenträger an gegenüber­ liegenden Seiten mit lösbaren Schwenklagern ausgestattet, wobei der Antriebsstrang vorzugsweise mittig zwischen den Schwenklagern angreift. Wird bei dieser Ausgestaltung ein Schwenklager gelöst, so kann die Form zu dieser Seite hin geöffnet werden, wobei das andere Schwenklager als Dreh­ punkt dient. So kann beispielsweise von einer Seite etwas in die geöffnete Form eingelegt werden, und das gefertigte Kunststofformteil kann von der anderen Seite her entnommen werden.

Weist die Schließeinheit ein festes Schwenklager auf, so greift der Antriebsstrang vorzugsweise seitlich des Schwenklagers an der der Öffnung der Schließeinheit abge­ wandten Seite an dem Formenträger an. Auf diese Weise ist die Öffnung der Schließeinheit von drei Seiten zugänglich.

Je nach Dimensionierung der Schließeinheit kann ein Kurbel­ antrieb ausreichend sein, oder es können mehrere erfin­ dungsgemäße Kurbelantriebe eingesetzt werden.

Der erfindungsgemäße Kurbelantrieb ist insbesondere für den Einsatz bei Reaktionsgießmaschinen geeignet.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefüg­ ten Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitendarstellung einer ge­ schlossenen Schließeinheit,

Fig. 2 schematische Seitendarstellungen der Schließ­ einheit in verschiedenen Stellungen während eines Fertigungsprozesses und

Fig. 3-7 verschiedene Modifikationen der Schließeinheit gemäß der Fig. 1 in Darstellungen, die denen der Fig. 2 entsprechen.

Fig. 1 zeigt eine Schließeinheit für Reaktionsgießmaschinen in der geschlossenen Position. Die Schließeinheit umfaßt einen unteren Formenträger 2 und einen oberen Formenträger 4. Der untere Formenträger 2 ist in einem Schwenklager 8 an einem seitlich angeordneten Hauptträger 6 mit Bezug auf ein Maschinenbett 10 schwenkbar gelagert; entsprechende Elemen­ te 6, 8 befinden sich an der gegenüberliegenden, nicht sichtbaren Seite der Schließeinheit.

Am unteren rechten Ende des Formenträgers 2 ist eine etwa dreiecksförmige Verriegelungslasche 12 mit zwei Verriege­ lungsöffnungen 14, 16 befestigt. Eine weitere Verriege­ lungslasche 18 mit einer Verriegelungsöffnung 20 befindet sich oberhalb der Verriegelungslasche 12 an der Seite des Formenträgers 2. Der obere Formenträger 4 ist über ein Schwenklager 22 und eine lösbare Verriegelung 24 mit dem unteren Formenträger 2 verbunden. An der rechten Seite des oberen Formenträgers 4 ist eine Verriegelungslasche 26 mit einer Verriegelungsöffnung 28 befestigt.

Die Formenträger bilden im geschlossenen Zustand eine etwa quaderförmige Struktur und tragen im Inneren jeweils Formen 32, 38, die im vollständig geschlossenen Zustand eine Kavi­ tät zur Ausbildung des Kunststofformteils bilden. Desweite­ ren ist in Fig. 1 eine Parallelhubvorrichtung 34 darge­ stellt, mit der die untere Formhälfte 30 in Bezug auf den unteren Formenträger 2 zum Verschließen der Kavität paral­ lel verschoben werden kann.

An der Oberseite des Formenträgers 4 ist rechts über ein Befestigungselement 50 ein Motor 36 befestigt. Der Motor treibt einen Kurbelarm 38 an, der über ein Gelenk 40 mit einem Hebel 42 verbunden ist. Der Hebel 42 ist in einem Schwenklager 46 an einer Stütze 48 gelagert, der fest mit dem Maschinenbett 10 verbunden ist. Der aus dem Kurbelarm 38 und dem Hebel 42 gebildete Antriebsstrang ist im darge­ stellten Ausführungsbeispiel seitlich der Formenträger aus­ gebildet; dementsprechend kann bei Bedarf ein zweiter An­ triebsstrang an der in der Zeichnung nicht sichtbaren Seite vorgesehen sein.

Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Schließeinheit wird anhand der Fig. 2 erläutert, in der aus Gründen der Über­ sichtlichkeit nur solche Elemente mit Bezugsziffern verse­ hen sind, die nicht ohnehin schon beschrieben wurden; alle übrigen Bezugszeichen beziehen sich auf die in Fig. 1 dar­ gestellten Elemente.

Ausgangspunkt für einen Produktionszyklus ist die in Fig. 2a dargestellte Stellung. In dieser Stellung ist die Schließeinheit vollständig geöffnet und um die Achse des Schwenklagers 8 nach links geneigt, damit eine Bedienungs­ person beispielsweise eine Haut für das zu fertigende Kunststoffteil in die untere Form 30 einlegen kann. In die­ ser Stellung ist der untere Formträger 2 über die Verriege­ lungsöffnung 16 und eine entsprechende Verriegelungsöffnung 54 (in Fig. 2e sichtbar) an der Stütze 48 verriegelt. Die Verriegelungslaschen 18 und 26 sind über die Verriegelungs­ öffnungen 20 und 28 miteinander verriegelt.

Falls es zum Einlegen von Einlegeteilen, einer weiteren Haut oder zum Reinigen der oberen Form 32 erforderlich ist, kann ausgehend von der Position der Fig. 2a die Schließein­ heit in die Position der Fig. 2b gebracht werden, in dem die Verriegelung der Laschen 26 und 18 gelöst wird und der obere Formenträger durch Drehung des Kurbelarms 38 in Uhr­ zeigerrichtung abgesenkt wird.

Anschließend wird der obere Formenträger 4 wieder in die Position der Fig. 2a gebracht, die Laschen 18 und 26 werden miteinander verriegelt, die Verriegelungsöffnung 16 wird entriegelt, und der Kurbelarm 38 wird in Gegenuhrzeigersinn vom Motor verschwenkt, bis der Antriebsstrang eine Tot­ punktstellung erreicht hat, in der der Kurbelarm 38 und die Hebel 42 überdeckend miteinander fluchten. In dieser Posi­ tion (Fig. 2c) fluchtet die Verriegelungsöffnung 14 des un­ teren Formenträgers 2 mit der Verriegelungsöffnung 54 der Stütze 48, und über diese Öffnungen werden die Lasche und die Stütze miteinander verriegelt.

Dann wird reaktionsfähiges Kunststoff-Schaummaterial über Zuleitungen 56 und einem Mischkopf 58 in an sich bekannter Weise in die untere Formhälfte 30 eingebracht. Anschließend wird die Verriegelung zwischen unterem und oberem Formen­ träger 2, 4 aufgehoben und durch Verdrehen des Kurbelarms wird der obere Formenträger 4 abgesenkt, bis der Antriebs­ strang seine zweite Totpunktstellung erreicht hat, in der der Kurbelarm 38 und der Hebel 42 nicht überdeckend mitein­ ander fluchten und die Schließeinheit geschlossen ist. Da­ bei wird die Verriegelung 24 geschlossen, so daß die Schließeinheit vollständig verriegelt ist.

Anschließend wird die Parallelhubvorrichtung 34 betätigt und schließt die Kavität der Formhälften 30, 32 (vgl. Fig. 2e). Optional kann dann die Form in eine in Fig. 2e darge­ stellte Reaktionslage gebracht werden, in der die geschlos­ sene Schließeinheit um die Schwenkachse des Schwenklagers 8 nach rechts geneigt ist. Dazu wird die Verriegelung der Verriegelungsöffnung 14 aufgehoben, und der Kurbelarm wird im Gegenuhrzeigersinn verdreht. Die Reaktionslage wird im allgemeinen so gewählt, daß während der Reaktion entstehen­ de Gase aus der Kavität austreten können, und die Reakti­ onslage kann bei Bedarf während der Reaktion geändert wer­ den.

Nach Abschluß der Reaktion wird die Schließeinheit wieder in die aufrechte Stellung gebracht und dort verriegelt, die Verriegelung 24 wird gelöst, der obere Formenträger wird in die vollständig geöffnete Stellung bewegt und dort verrie­ gelt, das fertige Kunststofformteil wird entnommen, der un­ tere Formenträger 2 wird entriegelt, und die geöffnete Schließeinheit wird in die Position der Fig. 2a ver­ schwenkt, so daß ein neuer Produktionszyklus beginnen kann.

Die vorstehend erwähnten Verriegelungen der Verriegelungs­ öffnungen 14, 16 und 54 bzw. 28 und 22 werden im einfach­ sten Fall durch Stifte hergestellt, die in die fluchtenden Öffnungen eingebracht werden. Das Verriegeln erfolgt dabei vorzugsweise automatisch, und die Stifte können elektroma­ gnetisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch betätigt werden.

Im dargestellten Beispiel ist der Antrieb 36 seitlich des Schwenklagers 22 am oberen Formenträger 4 angebracht und stellt somit ein Gegengewicht zum Rest des oberen Formen­ trägers 4 dar, so daß ein Motor mit geringer Motorleistung verwendet werden kann.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nur ein Kur­ belantrieb dargestellt; bei Bedarf können auch mehrere Kur­ belantriebe pro Schließeinheit verwendet werden, die gleichzeitig von einem Motor angetrieben werden oder je­ weils einen separaten Motor aufweisen können.

Die Fig. 3-7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Er­ findung. Da diese Ausführungsbeispiele sich nicht grund­ sätzlich vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, wer­ den im folgenden nur die Unterschiede erläutert.

Gemäß Fig. 3 befindet sich die Schwenkachse des Schwenkla­ gers 8 unterhalb des unteren Formenträgers, und eine der Verriegelungslasche 12 entsprechende Verriegelungslasche ist ebenfalls unterhalb des unteren Formenträgers 2 ange­ ordnet und wirkt mit dem Hauptträger zusammen, nicht mit der Stütze.

Gemäß Fig. 4 ist der Antrieb mit der Kurbel am Maschinen­ bett 10 angeordnet, und der Hebel 42 greift an einer Lasche 56 an, die auch die Verriegelungsöffnung 28 aufweist. Es handelt sich hiermit um eine kinematische Umkehr der Funk­ tionsweise der Vorrichtungen gemäß Fig. 2 und Fig. 3.

Fig. 5 zeigt eine Variante, bei der die Schwenkachse mittig unterhalb des Formenträgers angeordnet ist und der Hebel 42 etwa mittig am oberen Formenträger angreift. Bei dieser An­ ordnung schwenkt der untere Formenträger um die Drehachse 64 des Kurbelarms 38, wobei in der gestauchten Totpunkt­ stellung (Hebel 42 und Kurbelarm 38 überdecken sich) die geschlossene Schließeinheit verschwenkt werden kann (Fig. 5b), in der gestreckten Totpunktstellung die geöffnete Form (Fig. 5c). Dabei sind zum gemeinsamen Verschwenken die For­ menträger wie in den vorstehenden Beispielen aneinander verriegelt.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind die Formenträger jeweils etwa symetrisch aufgebaut und umfassen vorzugsweise lösbare Schwenklager 58 und 60. Durch Lösen eines der Schwenklager 58, 60 kann die Schließeinheit zu der entspre­ chenden Seite geöffnet werden, so daß während eines Produk­ tionsprozesses bei Bedarf die Schließeinheit von jeder Sei­ te aus zugänglich ist. Desweiteren zeigt Fig. 5 Federn 62 die zur Kompensation bzw. Reduktion eines Bewegungsmoments der Schließeinheit dienen.

Fig. 6 zeigt die Umsetzung eines mittigen Antriebs zusammen mit Formenträgern, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ausgebildet sind.

Schließlich zeigt Fig. 7 eine Ausführungsform, bei der die Schwenkachse des Kurbelarms unterhalb des unteren Formen­ trägers, außerhalb der Mitte angeordnet ist. Desweiteren zeigt diese Figur ein Ausgleichsgewicht 68 am oberen For­ menträger 4 und Spannmittel 70, 72 zur Unterstützung des Antriebs bzw. zur Kompensation von Bewegungsmomenten.

Wie in den Figuren dargestellt, kann die Parallelhubeinheit 34 im unteren Formenträger 2 oder im oberen Formenträger 4 angeordnet sein.

Als Antrieb für den Kurbelarm wird vorzugsweise ein Elek­ tromotor eingesetzt, andere Antriebe wie Hydraulik- oder Pneumatikmotoren sind jedoch auch möglich. Ferner muß der Kurbelarm nicht direkt angetrieben werden; Getriebe, Trans­ missionen o. dgl. können zwischengestellt werden.

Claims (14)

1. Schließeinheit einer Kunststoff-Formmaschine mit einem ersten Formenträger (2) und einem zweiten Formenträger (4), die mit einer Antriebsvorrichtung zwischen einer Öffnungs­ stellung und einer Verschlußstellung relativ zueinander be­ wegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung einen Kurbelantrieb (38, 42) aufweist.

2. Schließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußstellung einer Totpunktstellung des Kurbelantriebs (38, 42) ent­ spricht.

3. Schließeinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsstellung ei­ ner weiteren Totpunktstellung des Kurbelantriebs (38, 42) entspricht.

4. Schließeinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kurbelan­ trieb einen Antriebsstrang aus einem angetriebenen Kurbel­ arm (38) und einem Hebel (42) aufweist, die gelenkig mit­ einander verbunden sind, wobei ein Ende des Antriebsstrangs mit dem zweiten Formenträger (4) und das andere Ende mit dem ersten Formenträger (2) oder einer Stütze (48) verbun­ den ist.

5. Schließeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsstrang am zwei­ ten Formenträger (4) seitlich eines Schwenklagers (22) an­ greift.

6. Schließeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsstrang am zweiten Formenträger (4) etwa mittig zwischen zwei Seiten des Formenträgers angreift.

7. Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formenträger (2, 4) über ein Schwenklager (22) miteinander verbunden sind.

8. Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Verschluß- Riegelelemente (24) zum lösbaren Verriegeln der Formenträ­ ger in der Verschlußstellung.

9. Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Öffnungs- Riegelelemente (26, 18) zum lösbaren Verriegeln der Form­ träger in der Öffnungsstellung.

10. Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der er­ ste Formenträger (2) schwenkbar gegen ein Maschinenbett (10) gelagert ist.

11. Schließeinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Formenträger (2) in mindestens einer Schwenkposition arretierbar ist.

12. Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwei lösbare Schwenklager (58, 60), die an gegenüberliegenden Seiten der Formenträger angeordnet sind.

13. Schließeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch mehrere Kurbelan­ triebe.

14. Schließeinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Motor meh­ rere Kurbelantriebe antreibt.