DE102007025755A1

DE102007025755A1 - Getriebeeinheit für eine Spritzgießeinheit

Info

Publication number: DE102007025755A1
Application number: DE102007025755A
Authority: DE
Inventors: Karl Hehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2008-12-04
Also published as: WO2008145352A2; WO2008145352A3

Abstract

Eine Getriebeeinheit für eine Spritzgießeinheit einer Spritzgießmaschine umfasst ein Getriebegehäuse (10) mit darin aufgenommenem Antriebsrad (11) und Abtriebsrad (12). Die Getriebeeinheit ist für einen Einspritzmotor oder einen Rotationsmotor (R) vorgesehen. Dadurch, dass das Getriebegehäuse (10) einstückig ist und die Montageöffnungen (13, 14) aufweist, die im Betriebszustand mit Funktionselementen (15, 16) für Getriebe- und Montagefunktionen verschlossen sind, wird ein auch hohen Anforderungen an die Präzision und Betriebssicherheit genügendes Getriebe geschaffen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit für eine Spritzgießeinheit einer Spritzgießmaschine zur Bearbeitung von Kunststoffen und anderer plastifizierbarer Massen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Montage einer derartigen Getriebeeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruches 11.
Stand der Technik
Eine derartige Spritzgießeinheit ist aus der DE 197 31 833 C1 bekannt. Ein Einspritzmotor zum Einspritzen plastifizierbarer Masse in den Formhohlraum einer in der Formschließeinheit eingespannten Form, bei dessen Betätigung eine Axialbewegung des Fördermittels zum Einspritzen bewirkt wird, sowie ein Rotationsmotor greifen in ein Getriebe ein. Der Rotationsmotor der Dosiereinheit dient zum Drehen eines Fördermittels wie einer Förderschnecke und fördert das plastifizierbare Material in den Raum vor der Förderschnecke, sodass durch den Einspritzvorgang das plastifizierte Material in den Formhohlraum eingespritzt werden kann. Die den beiden Motoren zugeordnete Getriebe sind im Wesentlichen symmetrisch zueinander angeordnet, wobei die Abtriebsräder von Einspritzeinheit und Dosiereinheit koaxial zueinander angeordnet sind und über ein Axialdrucklager miteinander verbunden sind. Das Getriebegehäuse besteht im Wesentlichen aus zwei Hälften, die nach Einbringen sämtlicher Getriebeteile miteinander verbunden werden, was zu entsprechenden großen, entlang des Umfangs des Getriebegehäuses vorgesehenen abzudichtenden Flächen führt. Da die Genauigkeit des Getriebes von der Verbindung der beiden Teile des Getriebegehäuses abhängt, werden an die Getriebeteile und das Getriebegehäuse hohe Anforderungen hinsichtlich der Präzision gestellt.
Aufgabe der Erfindung
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeeinheit sowie ein Montageverfahren für eine Getriebeeinheit zu schaffen, die sich durch höhere Präzision und Betriebssicherheit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeeinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Montageverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 11 gelöst.
Die Getriebeeinheit umfasst die für die Einspritzeinheit und/oder die Dosiereinheit erforderlichen Getriebeteile, wobei diese in einem einstückigen Getriebegehäuse aufgenommen sind. Durch die Einstückigkeit bzw. Einteiligkeit wird eine erhöhte Dichtigkeit durch Reduzierung der abzudichtenden Flächen erreicht. Da keine unterschiedlich bearbeiteten Teile aneinander zu setzen sind, ergeben sich niedrigere Summentolleranzen, sodass eine höhere Genauigkeit bei der Bearbeitung erreicht werden kann. Gleichzeitig ist die Getriebeeinheit durch die Einstückigkeit so ausgesteift, dass geringe Wandstärken für das Getriebegehäuse ausreichend sind, was zu einer Gewichtsreduzierung beiträgt. Für die Montage der im Getriebegehäuse liegenden Getriebeteile sind Montageöffnungen vorgesehen, die gleichzeitig dem Anschluss von An- und Abtriebsbereichen dienen können. Diese Montageöffnungen werden mit Funktionselementen verschlossen, die im Betriebszustand für Getriebe- und Montagefunktionen von Bedeutung sind, so dass sich ein platzsparender effektiver und kostengünstiger Aufbau des Getriebes ergibt.
Vorzugsweise werden über die Montageöffnungen die Teile montiert, die zwischen den Montageöffnungen angeordnet sind. Aus diesem Grund sind die Montageöffnungen entsprechend dimensioniert. Dies machen sich die Funktionselemente, welche die Montageöffnungen verschließen dadurch zunutze, dass über die Funktionselemente entsprechende Lagerungen gleichzeitig fixiert und eingestellt werden können, die üblicherweise an Teilen im Getriebegehäuse positioniert sind. Da die Funktionselemente präzise montierbar sind, steigert dies ebenfalls die Präzision.
Alle Lager und Aufnahmebohrungen wie Passungen können bei der Herstellung in einer Aufspannung, d. h. in einem Arbeitsvorgang bearbeitet werden, so dass die Summentoleranzen in Folge von zwei oder mehreren unterschiedlich montierten und gefertigten Teilen deutlich verringert werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Kurzbeschreibung der Figuren
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer an einem Formträger angeschlossenen Spritzgießeinheit losgelöst vom Rest der Spritzgießmaschine,
2 eine dreidimensionale Ansicht des Getriebegehäuses mit daran angeordnetem Einspritzmotor und Rotationsmotor,
3 einen vertikalen Schnitt durch das Getriebegehäuse auf der Seite des Rotationsmotors mit darin angebrachtem Zwischenrad,
4 einen Schnitt gemäß 3 mit daran angebrachtem Rotationsmotor und Antriebsrad,
5 einen Schnitt gemäß 3 mit den fertig montierten Getriebeteilen.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.
Die in 1 schematisch dargestellte Spritzgießeinheit ist Bestandteil einer Spritzgießmaschine und insofern üblicherweise auf einem zeichnerisch nicht dargestellten Maschinenfuß einer Spritzgießmaschine angeordnet. Die Spritzgießeinheit taucht in eine Durchtrittsöffnung eines stationären Formträgers 40 einer Formschließeinheit ein, an dem auf der linken Seite ein Teil der Form M erkennbar ist. Die Spritzgießeinheit selbst dient zur Verarbeitung plastifizierbarer Massen und im Wesentlichen zum Einspritzen dieser Massen wie z. B. von Kunststoffen, keramischen Massen oder anderen pulvrigen Massen in den Formhohlraum der Form M.
Gemäß 1 besitzt die Spritzgießeinheit einen Trägerblock 41 zur Aufnahme eines zeichnerisch nicht dargestellten Plastifizierzylinders. Im Plastifizierzylinder ist entlang einer Spritzachse s-s das in 5 dargestellte Fördermittel 31 wie z. B. eine Förderschnecke angeordnet. Dieses Fördermittel 31 dient zum Einspritzen der plastifizierbaren Masse in die Form M. Die Bewegung des Einspritzmotors E wirkt auf das in 5 dargestellte Abtriebsrad 22, das über die zeichnerisch nicht dargestellte Spindel auf ein in 1 auf der rechten Seite dargestelltes Spindelelement 45 wirkt, sodass die Drehbewegung in eine Axialbewegung einer Einspritzbrücke 42 umgesetzt wird, die im Ausführungsbeispiel zugleich durch das Getriebegehäuse 10 gebildet ist. Das Getriebegehäuse 10 ist über Holme 43 axial in Richtung der Spritzachse s-s beweglich angeordnet. Die Einspritzeinheit 30 wirkt auf die Einspritzbrücke, die dabei das Fördermittel 31 axial bewegt. Das Fördermittel selbst ist drehbeweglich an der Einspritzbrücke 42 gelagert und wird über den Rotationsmotor R rotiert.
Zur Übertragung der Kräfte zumindest der Rotationseinheit und der Einspritzeinheit ist die in 2 dargestellte Getriebeeinheit vorgesehen, wobei es zur Erreichung der erfindungsgemäßen Lösung genügt, wenn die Getriebeeinheit lediglich auf eine dieser Einheiten Einfluss nimmt. Die Getriebeeinheit umfasst ein Getriebegehäuse 10, in dem gemäß 5 wenigstens ein Antriebsrad 11 und wenigstens ein Abtriebsrad 12, 22 vorgesehen ist. Das Getriebe dient dem vorzugsweise elektromechanischen Einspritzmotor E der Einspritzeinheit 30 zum axialen Bewegen des Fördermittels 31 zum Einspritzen der plastifizierbaren Masse in die Form M und/oder dem vor zugsweise elektromechanischen Rotationsmotor R zum Drehen des Fördermittels 31. Andere Antriebsarten als die elektromechanische sind möglich, wie z. B. hydraulische, pneumatische Antriebsarten oder Antriebe durch Linearmotoren oder auch Hybridformen der genannten Antriebsarten.
Gemäß den 3 bis 5 ist das Getriebegehäuse 10 einstückig bzw. einteilig und weist Montageöffnungen 13, 14 auf, die im Betriebszustand mit Funktionselementen 15, 15', 16 für Getriebe- und/oder Montagefunktionen verschlossen sind. Diese Funktionselemente haben rein äußerlich, wie in 2 ersichtlich eine abschließende Funktion wie Getriebegehäusedeckel, ein Blick auf die 4 und 5 zeigt jedoch, dass diese Elemente durchaus weitere Funktionen wie Lagerfunktionen oder Einstell- und Justierfunktionen haben.
Die Montageöffnungen 13, 14 liegen vorzugsweise in den Anschlussbereichen für den Rotationsmotor R und/oder den Einspritzmotor E sowie in dem Bereich für den Abtrieb des Getriebes. Die 3 bis 5 zeigen einen Schnitt durch den für den Rotationsmotor vorgesehenen Getriebebereich, der Getriebebereich für den Einspritzmotor E ist jedoch symmetrisch zu diesem dargestellten Bereich aufgebaut. Allerdings kann das Getriebe auch nur für einen dieser Motoren oder gegebenenfalls auch für andere an einer Spritzgießmaschine vorgesehene Motoren verwendet werden, sofern die Einstückigkeit und die durch die Montageöffnungen erleichterte Montage verwirklicht sind.
Die Montageöffnungen 13, 14 dienen zur mittelbaren Montage von im Betriebszustand im Getriebegehäuse 10 liegenden Teilen, die nicht unmittelbar an der Montageöffnung angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Montageöffnungen hinsichtlich einer in 3 und 5 dargestellten Mittellinie m-m des Getriebegehäuses einander diametral gegenüberliegend angeordnet, wobei in 3 die eine Montageöffnung 13 rechts unten und die andere Montageöffnung links oben in Höhe der Spritzachse s-s der Spritzgießeinheit angeordnet ist. Diese Anordnung erlaubt einen Eingriff mit beiden Händen einmal von links und einmal von rechts, wenn es z. B. darum geht, dass Zwischenrad 17 im Getriebegehäuse zu positionieren.
3 zeigt einen ersten Montageschritt, bei dem das später zwischen Antriebsrad 11 und Abtriebsrad 12 angeordnete wenigstens eine Zwischenrad 17 im Getriebegehäuse 10 montiert wird. Deutlich ist zu erkennen, dass das Zwischenrad nicht unmittelbar an seine Stelle gebracht werden kann, sondern mittelbar über die Montageöffnungen 13 oder 14 positioniert werden muss, bevor es über den Lagerbolzen 19 fixiert wird. In das Zwischenrad 17 ist die Lagerung 18 dieses Rads integriert, wobei eine ähnliche Lagerung auch bei den anderen Rädern wie dem Antriebsrad 11 oder dem Abtriebsrädern 12, 22 vorgesehen sein kann. Das Zwischenrad wird in 3 von oben und unten an seine Stelle gebracht und dann wird über die Öffnung 20 der Lagerbolzen 19 eingeführt, um dadurch das Zwischenrad zu positionieren. Zu diesem Zeitpunkt sind die Montageöffnungen 13 und 14 immer noch offen, die sich insofern auch von den anderen Öffnungen wie der Öffnung 21 oder 20 dadurch unterscheiden, dass sie für das Einbringen weiterer Teile in das Getriebe bestimmt sind und nicht nur dafür, die unmittelbar in diesem Bereich liegenden Getriebeteile zu fixieren.
Dies macht auch die weitere Montage gemäß 4 deutlich. Zu diesem Zeitpunkt ist der Rotationsmotor R an der Montageöffnung 13 fixiert, wobei zugleich das Funktionselement 15 angebracht wird, das die Lagerung 23 des Antriebsrads 11, die Motorwelle 24 und das Antriebsrad 11 umfasst. Die Lagerung 25 wird von der anderen Seite über die Öffnung 21 eingebracht und dient dem Antriebsrad 11 als Lagerung. Sie ist am Funktionselement 15' angeordnet.
Über die Öffnung erfolgt die weitere abtriebsseitige Montage. Hierzu wird in 5 von rechts nach links zunächst das Abtriebsrad 22 für die Einspritzeinheit E mit zugehörigen Lagern eingebracht, dass seinerseits mit einem zeichnerisch nicht dargestellten Zwischenrad 17 kämmt. Dann wird das Axialdrucklager 28 montiert, bevor das zum Abtriebsrad 22 koaxiale Abtriebsrad 12 des Rotationsantriebs eingebracht wird und dabei mit dem Zwischenrad 17 in Eingriff gelangt. 5 zeigt auch das Ineinandergreifen von Antriebsrad 11, Zwischenrad 17 und Abtriebsrad 12, dass seinerseits mit dem Fördermittel 31 in Wirkverbindung steht. Die verbleibende Öffnung wird abschließend mit dem Funktionselement 16 verschlossen, das zugleich der La gerung und Abstützung der Abtriebsteile dient. Durch das Funktionselement erfolgt die präzise Fixierung der Getriebeteile in diesem Bereich.
Das Getriebegehäuse 10 ist selbsttragend, was insbesondere von Vorteil ist, wenn eine Demontage des Getriebes erfolgen muss, da das tragende Gehäuse in seiner Umgebung verbleiben kann. Das Getriebegehäuse 10 kann aufgrund seines einstückigen Aufbaus selbst bei geringsten Wandstärken eine ausreichende Stabilität gewährleisten, was durch die Ausgestaltung als Gussgehäuse noch erleichtert wird. Da alle Lager und Aufnahmebohrungen wie Passungen in einem Aufspannvorgang im Getriebegehäuse 10 erstellt werden können, ist eine hohe Präzision möglich, da keine Summentoleranzen von zwei unterschiedlich bearbeiteten und montierten Teilen berücksichtigt werden müssen. Dies erhöht nicht nur die Lebensdauer des Getriebes sondern trägt insgesamt zur Präzision der Spritzgießmaschine bei, was wiederum einen positiven Einfluss auf die Qualität der herzustellenden Spritzteile hat. Beim Einbringen der Funktionselemente wird gleichzeitig eine Spielfreiheit gewährleistet und zwar in radialer und axialer Richtung unter gleichzeitiger Abdichtung des Getriebegehäuses.
Verfahrensgemäß erfolgt die Montage der Getriebeteile im einstückigen Getriebegehäuse 10 über die Montageöffnungen 13, 14, die mit den Funktionselementen 15, 16 verschlossen werden. Die Montageöffnungen 13, 14 sind einander diametral gegenüberliegend angeordnet, sodass die Montage des Antriebsrads 11 von der einen Seite und die Montage des Abtriebrads 12 von der anderen Seite einer Mittellinie m-m des Getriebegehäuses erfolgt. Das wenigstens eine Zwischenrad 17, das zwischen Antriebsrad 11 und Abtriebsrad 12 angeordnet ist, wird durch Eingriff in die Montageöffnungen 13, 14 so positioniert, dass es an seiner Position durch den Lagerbolzen 19 fixiert werden kann. Antriebsrad 11 und/oder Abtriebsrad 12 werden durch die Anbringung der Funktionselemente 15, 15', 16 gelagert, wobei über die Funktionselemente 15', 16 zugleich das axiale und radiale Spiel eingestellt wird.

10: Getriebegehäuse
11: Antriebsrad
12: Abtriebsrad
13, 14: Montageöffnung
15, 15', 16: Funktionselement
17: Zwischenrad
18: Lagerung von 17
19: Lagerbolzen
20: Öffnung für 19
21: Öffnung für 11
22: Abtriebsrad
23: Lagerung
24: Motorwelle
25: Lagerung
28: Axialdrucklager
30: Einspritzeinheit
31: Fördermittel
40: Formträger
41: Trägerblock
42: Einspritzbrücke
43: Holm
45: Spindelelement
E: Einspritzmotor
M: Form
R: Rotationsmotor
S: Spritzgießeinheit
m-m: Mittellinie
s-s: Spritzachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19731833 C1 [0002]

Claims

Getriebeeinheit für eine Spritzgießeinheit (S) einer Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen und anderer plastifizierbarer Massen mit einem Getriebegehäuse (10), in dem wenigstens ein Antriebsrad (11) und wenigstens ein Abtriebsrad (12) aufgenommen sind, die eine Getriebefunktion ausbildet zumindest für – einen Einspritzmotor (E) einer Einspritzeinheit (30) zum axialen Bewegen eines Fördermittels (31) zum Einspritzen der plastifizierbaren Masse in eine Form (M) und/oder – einen Rotationsmotor (R) zum Drehen des Fördermittels (31), sowie mit Montageöffnungen (13, 14), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (10) einstückig ist und die Montageöffnungen (13, 14) aufweist, die im Betriebszustand mit Funktionselementen (15,15', 16) für Getriebe- und/oder Montagefunktionen verschlossen sind.
Getriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageöffnungen (13, 14) die Anschlussbereiche für den Rotationsmotor (R) und/oder Einspritzmotor (E) sowie für den Abtrieb des Getriebes sind.
Getriebeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageöffnungen (13, 14) zur mittelbaren Montage von im Betriebszustand im Getriebegehäuse (10) liegenden Teilen bestimmt sind, die nicht unmittelbar an der Montageöffnung befestigt sind.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (10) eine Mittellinie (m-m) aufweist und dass die wenigstens zwei Montageöffnungen (13, 14) hinsichtlich der Mittellinie (m-m) einander diametral gegenüberliegend vorzugsweise oben und unten angeordnet sind.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Antriebsrad (11) und Abtriebsrad (12) wenigstens ein Zwischenrad (17) vorgesehen ist, das beidseits vom Getriebegehäuse (10) begrenzt ist.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem der Räder, umfassend Antriebsrad (11), Abtriebsrad (12) oder Zwischenrad (17), die Lagerung (18) des jeweiligen Rades integriert ist.
Getriebeeinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Höhe des Zwischenrads (17) eine Öffnung (20) zum Einbringen eines Lagerbolzens (19) für das Zwischenrad (17) vorgesehen ist.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abtriebsseitig die Abtriebsräder (12, 22) für den Elektromotor (E) und den Rotationsmotor (R) koaxial zueinander angeordnet sind.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (15, 15', 16) die Lagerung und Abstützung von Antriebsrad (11) bzw. Abtriebsrad (12) umfasst.
Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (10) selbsttragend ist.
Verfahren zur Montage einer Getriebeeinheit für eine Spritzgießeinheit (S) einer Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen und anderen plastifizierbaren Massen, umfassend ein Getriebegehäuse (10) sowie Getriebeteile wie wenigstens ein Antriebsrad (11) und wenigstens ein Abtriebsrad (12), zumindest für – einen Einspritzmotor (E) einer Einspritzeinheit (30) zum axialen Bewegen eines Fördermittels (31) zum Einspritzen der plastifizierbaren Masse in eine Form (M) und/oder – einen Rotationsmotor (R) zum Drehen des Fördermittels (31), sowie mit Montageöffnungen (13, 14), dadurch gekennzeichnet, dass die Montage der Getriebeteile im einstückigen Getriebegehäuse (10) über die Montageöffnungen (13, 14) erfolgt, die mit Funktionselementen (15, 15', 16) für Getriebe- und/oder Montagefunktionen verschlossen werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageöffnungen (13, 14) die Anschlussbereiche für den antreibenden Rotationsmotor (R) und/oder Einspritzmotor (E) sowie für den Abtrieb des Getriebes sind
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Betriebszustand zwischen den Montageöffnungen (13, 14) im Getriebegehäuse (10) liegende Teile über die Montageöffnungen in das Getriebegehäuse eingebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageöffnungen (13, 14) einander diametral gegenüber liegend angeordnet werden und dass die Montage des Antriebsrads (11) von der einen Seite und die Montage des Abtriebsrads (12) von der anderen Seite des Getriebegehäuses (10) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zwischenrad (17), das im Betriebszustand mit dem wenigstens einen Antriebsrad (11) und dem wenigstens einen Abtriebsrad (12) zusammenwirkt, durch Eingriff in die Montageöffnung (13, 14) so positioniert wird, dass es an seiner Position durch einen Lagerbolzen (19) fixierbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (11) und/oder das Abtriebsrad (12) durch die Anbringung der Funktionselemente (15, 15', 16) gelagert wird.