DE102008009943A1

DE102008009943A1 - Spindelantrieb für eine Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102008009943A1
Application number: DE200810009943
Authority: DE
Inventors: Stefan Eppich; Werner Kappelmüller
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: AT504928A1; AT504928B1; DE102008003187A1; CN101301780A; DE102008009943B4; CN101301780B

Abstract

Spindelantrieb (1) für eine Spritzgießmaschine, mit einer Spindel (2) und einer Spindelmutter (3), die relativ zueinander drehbar angeordnet sind, wobei eine Abdeckhülse (4) für die Spindel und eine Vorrichtung zur Einbringung von Schmieröl in die Abdeckhülse vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Schmieröl durch rotierende mechanische Mittel in Tropfen zerteilender Zerstäuber vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für eine Spritzgießmaschine, mit einer Spindel und einer Spindelmutter, die relativ zueinander drehbar angeordnet sind, wobei eine Abdeckhülse für die Spindel und eine Vorrichtung zur Einbringung von Schmieröl in die Abdeckhülse vorgesehen sind.
Ein gattungsgemäßer Spindelantrieb geht beispielsweise aus der DE 103 19 631 A1 hervor, wobei beim dort gezeigten Spindelantrieb sowohl die Spindel als auch die Spindelmutter in einer gemeinsamen Abdeckhülse angeordnet sind. Die Abdeckhülse besteht dabei aus zwei teleskopisch angeordneten Gehäuseteilen, welche den Spindelantrieb sowie ein Gasvolumen hermetisch dicht abschließen. Über eine Hochdruckeinspritzanlage wird mit einem Druck von über 1.000 bar ein extrem feiner Ölnebel in die Abdeckhülse eingebracht.
Problematisch ist an dieser Vorrichtung die relativ aufwändige Bauweise sowie die damit verbundenen hohen Kosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfachere und damit kostengünstigere Alternativlösung aufzufinden.
Diese Aufgabe wird durch einen Spindelantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei einem derartigen Spindelantrieb ist es nicht mehr notwendig, die Spindelmutter und die Spindel in einem hermetisch abgeschlossenen Volumen anzuordnen. Es hat sich außerdem herausgestellt, dass es nicht notwendig ist, durch sehr hohe Drücke einen extrem feinen Ölnebel zu erzeugen. Die durch die rotierenden mechanischen Mittel erzeugbaren Tropfen des in die Abdeckhülse eingebrachten Schmieröles reichen aus, um für eine hinreichende Schmierung zwischen Spindel und Spindelmutter zu sorgen.
Es kann durchaus vorgesehen sein, dass sich die Spindel im Zuge der Drehbewegung zu einem großen Teil aus der Abdeckhülse herausbewegt.
Beispielsweise können die rotierenden mechanischen Mittel als Zerstäuberrad ausgebildet sein. Dieses kann an sich unabhängig von der Spindel und der Spindelmutter motorisch angetrieben werden. Es bietet sich aber natürlich an, das Zerstäuberrad drehfest mit der Spindel auszubilden, um so eine gesonderte Antriebseinheit für das Zerstäuberrad zu vermeiden.
Alternativ können die rotierenden mechanischen Mittel als Flügelrad ausgebildet sein. Wiederum ist es möglich, das Flügelrad gesondert anzutreiben. Vorteilhafterweise ist aber vorgesehen, dass das Flügelrad drehfest mit der Spindelmutter oder der Abdeckhülse (falls diese rotatorisch angetrieben wird) verbunden ist.
Um Platz zu sparen, kann vorgesehen sein, dass das Flügelrad koaxial zur Spindel um diese herum angeordnet ist.
Das Flügelrad kann sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Abdeckhülse erstrecken, um seine Wirkung über einen möglichst großen Bereich auszuüben.
Um den Durchtritt von Schmieröl zu gestatten, kann vorgesehen sein, dass die Flügel des Flügelrads Ausnehmungen aufweisen.
Die Flügel des Flügelrads können konstruktiv besonders einfach beispielsweise durch Bleche ausgebildet sein.
Bei einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist Folgendes vorgesehen:
Bei Spindelantrieben handelte es sich beim Stand der Technik in der Regel um offene Systeme, welche mit Fett geschmiert wurden. Im Falle einer Ölschmierung (meistens in einem Ölbad) bedurfte es eines komplett geschlossenen Systems mit abgedichteten Hülsen, die wie Kolbenstangen von Hydraulikzylinder funktionieren.
Bei der nachstehend beschriebenen Variante der Erfindung ist jedoch ein halbgeschlossen bzw. halboffenes System vorgesehen. Ein Ende der Spindel ist dabei öldicht abgeschlossen, während das andere Ende, welches dem Anschluss eines Kreuzkopfes einer Auswerfplatte oder dergleichen dient, zur Umgebung hin offen ist und entsprechende Mittel zur Ölzurückhaltung bzw. Ölsammlung aufweist.
Dabei wird im geschlossenen Ölraum, also abgewandt vom zu betätigenden Element, eine definierte Ölmenge eingefüllt, welche einen Ölsumpf mit einem Ölspiegelstand ergibt, der unterhalb der Rillen für die zwischen Spindelmutter und Spindel angeordneten Schmierkugeln liegt. Da sowohl die Spindelmutter als auch die Mutterlagerung nach außen hin abgedichtet sind, kann im Ruhezustand des Spindelantriebs kein Öl ausfließen.
Bei Bewegung kann vorgesehen sein, nur die Spindelmutter durch einen Antrieb anzutreiben. Mit der Spindelmutter werden auch die Mutterlagerung sowie vorzugsweise die rotierenden mechanischen Mittel (beispielsweise ein Mitnehmerrad) bewegt. Die rotierenden mechanischen Mittel tauchen dabei in den Ölsumpf ein, wodurch Öl auf die Spindel abgetropft wird und somit die Laufbahn der Schmierkugeln schmiert.
Ein geringfügiger Leckölstrom, der in der Bewegung durch die Spindel ins Freie gefördert wird, wird von der Spindelmutter abgeschleudert und in einer ringförmigen Nut aufgefangen und abgeführt.
Diese Variante der Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf:

• minimaler Schmiermittelverbrauch
• lange Standzeit
• saubere Maschine
• keine Zentralschmierung
• lange Lebensdauer der Spindel und Lagerung

Natürlich kann auch vorgesehen sein anstelle der Spindelmutter die Spindel drehend auszubilden.
In jedem Fall kommt es zu einer Relativdrehung zwischen Spindel und Spindelmutter.
Mögliche Anwendungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Spindelantriebs sind die Schließeinheit einer Spritzgießmaschine sowie eine Auswerfeinheit einer Spritzgießmaschine. Daneben kann der Spindelantrieb natürlich auch bei anderen Teilen einer Spritzgießmaschine eingesetzt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
1a, 1b ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei unterschiedlichen Arbeitsstellungen,
2a bis 2c ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei unterschiedlichen Arbeitsstellungen sowie in einer Detailansicht,
3a, 3b ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei unterschiedlichen Arbeitsstellungen und
4a bis 4d ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1a zeigt einen Spindelantrieb 1 mit einer axial feststehenden und über einen Antrieb 10, 11, 12 angetriebenen Spindel 2 sowie einer entlang der Spindel 2 axial bewegbaren Spindelmutter 3. Mit der Spindelmutter 3 ist ein Kniehebelmechanismus 9 einer Schließeinheit einer Spritzgießmaschine verbunden. Der symmetrisch ausgebildete Kniehebelmechanismus 9 ist nur in seiner oberen Hälfte vollständig dargestellt. Der Kniehebelmechanismus 9 ist an einer Seite an einer feststehenden Stirnplatte 13 und an der anderen Seite in einer bewegbaren Formaufspannplatte 14 angeordnet. Durch das axiale Verfahren der Spindelmutter 3 entlang der Spindel 2 kann die bewegbare Formaufspannplatte 14 auf eine in 1 nicht dargestellte feststehende Formaufspannplatte hin und von dieser wegbewegt werden.
An der Spindelmutter 3 ist eine Abdeckhülse 4 für die Spindel 2 vorgesehen. Über eine nicht dargestellte Vorrichtung kann Schmieröl in die Abdeckhülse 4 eingebracht werden. Das Schmieröl wird durch einen Zerstäuber teilweise in Tropfen aufgeteilt, wobei der Zerstäuber in diesem Ausführungsbeispiel ein Zerstäuberrad 5, welches drehfest mit der Spindel 2 verbunden ist, aufweist.
Die Spindel 2 wird über ein Antriebsrad 10 angetrieben. Das Antriebsrad 10 wird dabei über einen Riemen 11, ein weiteres Antriebsrad 15 sowie eine angetriebene Welle 12 angetrieben.
In der in 1a dargestellten Stellung ist die bewegbare Formaufspannplatte 14 maximal von der feststehenden Formaufspannplatte entfernt. Die Spindel 2 befindet sich dabei in ihrem maximal in die Abdeckhülse 4 eingeschobenen Zustand.
In der in 1b dargestellten Stellung hat sich die Spindelmutter 3 durch die Rotation der Spindel 2 in ihre maximal bewegte Stellung bewegt, wodurch die bewegbare Formaufspannplatte 14 maximal auf die feststehende Formaufspannplatte hin bewegt wurde. Der Kniehebelmechanismus 9 ist in dieser Stellung voll gestreckt.
Bei dem in 2a dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spindelmutter 3 axial feststehend ausgebildet, während die Spindel 2 durch Rotation der Spindelmutter 3 axial verschiebbar ist. Der die Spindelmutter 3 antreibende Antrieb ist in der 2 nur schematisch dargestellt (Stator 16, Rotor 17).
In diesem Ausführungsbeispiel sind die mechanischen Mittel des Zerstäubers als Flügelrad 6 ausgebildet. Das Flügelrad 6 weist in diesem Ausführungsbeispiel vier in Form von Blechen ausgebildete Flügel 7 auf (siehe 2c). Die Flügel 7 sind mit Ausnehmungen 8 versehen, welche den Durchtritt von Schmieröl gestatten. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Abdeckhülse 4 drehfest mit der Spindelmutter 3 verbunden. Die Flügel 7 des Flügelrads 6 sind unmittelbar an der Abdeckhülse 4 ausgebildet und drehen sich gemeinsam mit dieser.
Auch die 2 bezieht sich auf eine Schließeinheit für eine Spritzgießmaschine.
In den 3a und 3b ist hingegen eine Anwendung des erfindungsgemäßen Spindelantriebs 1 bei einer Auswerfeinheit zum Entformen von Formteilen dargestellt.
Dabei ist der Spindelantrieb 1 innerhalb einer bewegbaren Formaufspannplatte 14 angeordnet. Der Spindelantrieb ist mit einer axial feststehenden Spindelmutter 3 und einer axial verschiebbaren Spindel 2 ausgebildet. Mit der rotierenden Abdeckhülse sind die Flügel 7 eines Flügelrads 6 verbunden.
Das in den 4a bis 4d dargestellte Ausführungsbeispiel eignet sich besonders für eine Variante der Erfindung, bei welcher ein halbgeschlossenes bzw. halboffenes System vorgesehen ist.
4a zeigt dabei schematisch den Spindelantrieb 1 mit einem Elektromotor 19, einer Abdeckhülse 4 sowie einem Abtrieb, der in diesem Fall einstückig mit der Spindel 2 ausgebildet ist. Über nicht weiter interessierende Mittel wird dabei die Antriebskraft des Elektromotors 19 auf die Spindelmutter 3 übertragen. Durch Distanzbolzen 26 beabstandet von der Spindelmutter sind in diesem Ausführungsbeispiel vier hintereinander angeordnete rotierende mechanische Mittel in Form von Mitnehmerräder 22 angeordnet. Die Mitnehmerräder 22 weisen dabei Bohrungen 23 zur Befestigung, sowie an ihrem inneren Umfangsrand eine Vielzahl unterschiedlich ausgebildeter Schaufeln 25 auf (siehe 4d).
Die 4c zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in 4b. Erkennbar ist der nur schematisch dargestellte Elektromotor 19, wobei die Mittel, durch welche die Antriebskraft vom Elektromotor 19 auf die Spindelmutter 3 übertragen wird, hier nicht weiter interessieren, da sie zum Stand der Technik gehören.
Erkennbar sind weiters ein Ölsumpf 24, dessen Ölspiegelstand so gewählt ist, dass weder die Spindel 2 noch die Spindelmutter 3 in den Ölsumpf 24 eintauchen. Die Mitnehmerräder 22 tauchen hingegen in den Ölsumpf 24 ein und nehmen über ihre Schaufeln 25 Öl mit, welches anschließend auf die Spindel 2 abtropft und somit die Laufbahn von nicht dargestellten Kugeln zwischen Spindel 2 und Spindelmutter 3 schmiert.
Auf der in 4c linken Seite ist der Spindelantrieb 1 über Abdichtungen 18 sowie eine Abdeckhülse 4 öldicht abgeschlossen. Am in 4c rechten Ende kann es zu einem geringfügigen Austritt von Lecköl kommen, welches durch eine ringförmige Nut 21 aufgefangen und abgeführt werden kann.
Auf die Darstellung von für den Fachmann selbstverständlichen Details wurde in den Figuren verzichtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10319631 A1 [0002]

Claims

Spindelantrieb für eine Spritzgießmaschine, mit einer Spindel und einer Spindelmutter, die relativ zueinander drehbar angeordnet sind, wobei eine Abdeckhülse für die Spindel und eine Vorrichtung zur Einbringung von Schmieröl in die Abdeckhülse vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Schmieröl durch rotierende mechanische Mittel in Tropfen zerteilender Zerstäuber vorgesehen ist.
Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber in der Abdeckhülse (4) angeordnet ist.
Spindelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierenden mechanischen Mittel als Zerstäuberrad (5) ausgebildet sind.
Spindelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäuberrad (5) drehfest mit der Spindel (2) verbunden ist.
Spindelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierenden mechanischen Mittel als Flügelrad (6) ausgebildet sind.
Spindelantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (7) des Flügelrads (6) Ausnehmungen (8) zum Durchtritt von Schmieröl aufweisen.
Spindelantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Flügelrad (6) im Wesentlichen über die gesamte Länge der Abdeckhülse (4) erstreckt.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (6) koaxial zur Spindel (2) um diese herum angeordnet ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (6) drehfest mit der Spindelmutter (3) verbunden ist.
Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierenden mechanischen Mittel als wenigstens ein Mitnehmerrad (22) ausgebildet sind.
Spindelantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Mitnehmerrad (22) drehfest mit der Spindel (2) oder der Spindelmutter (3) verbunden ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Spindel (2) und/oder der Spindelmutter (3) ein Ölsumpf (24) angeordnet ist, mit einem unterhalb der zwischen Spindel (2) und Spindelmutter (3) zu schmierenden Flächen liegenden Ölspiegelstand, wobei durch die rotierenden mechanischen Mittel Öl aus dem Ölsumpf (24) auf die Spindel (2) tropfbar ist.
Schließeinheit für eine Spritzgießmaschine, gekennzeichnet durch einen Spindelantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Auswerfeinheit für eine Spritzgießmaschine, gekennzeichnet durch einen Spindelantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.