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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Formenschließeinheit einer Spritzgießmaschine
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die
4A und
4B zeigen Strukturen, welche schematisch
eine herkömmliche
Kniehebel-Formenschließeinheit
darstellen, die beispielsweise in der
DE 2802434 A1 offenbart ist.
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Eine
stationäre
Platte 1 und eine bewegbare Platte 2 sind einander
gegenüberliegend
angeordnet. Eine stationäre
Form 3 ist vor der stationären Platte 1 angebracht,
während
eine bewegbare Form 4 vor der bewegbaren Platte 2 angebracht
ist. Ein Verbindungsgehäuse 5 ist
auf der Rückseite
der bewegbaren Platte 2 angeordnet.
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Die
stationäre
Platte 1 und das Verbindungsgehäuse 5 sind durch vier
Zugstangen 6 miteinander verbunden. Die Zugstangen 6 erstrecken
sich jeweils durch die vier Eckbereichsabschnitte der bewegbaren
Platte. Ein Ende der jeweiligen Zugstange ist an der stationären Platte 1 befestigt,
während
das andere Ende der jeweiligen Zugstange mit dem Verbindungsgehäuse 5 über einen
Vorschub-Schnecken- bzw.
Schraubenmechanismus verbunden ist. Die jeweilige Zugstange 6 weist
einen Gewindeabschnitt auf, um ihren Durchgang durch das Verbindungsgehäuse 5 zu
ermöglichen.
Muttern (in der Figur nicht dargestellt) sind drehbar am Verbindungsgehäuse 5 angebracht.
Durch Antrieb der jeweiligen Mutter wird das Verbindungsgehäuse 5 relativ
zu der stationären Platte 1 vorwärts oder
rückwärts bewegt,
um einen Abstand zwischen diesen einzustellen.
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Ein
Kniehebelmechanismus 7 ist vor dem Verbindungsgehäuse 5 gelagert.
Die bewegbare Platte 2 ist mit dem Verbindungsgehäuse 5 über den Kniehebelmechanismus 7 gekoppelt.
Der Kniehebelmechanismus 7 umfasst einen Hydraulikzylinder 19 (eine
Kugelumlaufspindel, etc., im Fall eines elektrischen Antriebstyps),
einen Querkopf bzw. Kreuzkopf 13, ein Kniehebelgelenk 15,
etc. Der Hydraulikzylinder dient als Antriebsquelle. Durch Vorwärts- und Rückwärtsbewegen
des Querkopfs 13 in der Axialrichtung mittels des Hydraulikzylinders 19 streckt oder
kontrahiert sich das Kniehebelgelenk 15. Dabei wird die
bewegbare Platte 2 vorwärts
und rückwärts bewegt,
um die Formen zu schließen
und zu öffnen.
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Die
bewegbare Platte 2 wird gleitend entlang der Zugstangen 6 bewegt.
An der unteren Oberfläche der
bewegbaren Platte ist ein rollenartiger (oder keilartiger) Halterungsmechanismus,
der nicht dargestellt ist, angebracht, um das Gewicht der Platte
und das Gewicht der Form zu tragen.
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Beim
Schließen
der Formen werden die Formen geschlossen, unmittelbar bevor der
Kniehebelmechanismus 7 in vollem Ausmaß ausfährt. Danach wird der Kniehebelmechanismus 7 weiter
ausgefahren, um eine Formschließkraft
zu erzeugen. Die durch den Hydraulikzylinder 19 ausgeübte Kraft
wird durch den Kniehebelmechanismus 7 mehrfach verstärkt und
auf die Formen 3 und 4 aufgebracht. Dabei wirkt
eine Reaktionskraft entsprechend der Formschließkraft auf die Zugstangen 6.
Die Zugstangen 6 werden dabei elastisch verformt und gestreckt.
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Bei
der herkömmlichen
Kniehebel-Formenschließeinheit
nach obiger Beschreibung wird der Grad an Parallelität zwischen
den Formen, das heißt
der Grad an Parallelität
zwischen der stationären
Platte 1 und der bewegbaren Platte 2 danach bestimmt,
ob sich die auf den Zugstangen 6 gleitende, bewegbare Platte 2 zu
den Zugstangen 6 (die senkrecht relativ zu der stationären Platte 1 angebracht sind)
parallel bewegen kann oder nicht.
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Wie
in einer teilweise vergrößerten Ansicht
in 4B gezeigt ist, sind
verschiebbare bzw. gleitfähige
Elemente 41 an denjenigen Bereichen der bewegbaren Platte
vorgesehen, wo die Zugstangen 6 durchlaufen, so dass die
Zugstangen gleichmäßig bzw.
leichtgängig
bewegt werden können.
Außerdem ist
ein winziger Spalt bzw. Zwischenraum δ ebenfalls vorgesehen, um die
Bildung eines Ölfilms
zu gestatten. Es besteht eine Möglichkeit,
dass an der bewegbaren Platte 2 eine Neigung bzw. Kippung
von B = tan–1 (δ/L) sowohl
durch den Spalt δ zwischen
dem verschiebbaren Element 41 und den Zugstangen 6 als
auch durch die Halterungslänge
L, über
die hinweg die Zugstange durch das verschiebbare Element 41 gehaltert
ist, erzeugt wird. Infolge des Kippwinkels θ ergibt sich ein im Folgenden
dargelegtes Problem. Zwischen der an der stationären Platte 1 angebrachten
stationären
Form 3 und der an der bewegbaren Platte 2 angebrachten
bewegbaren Form 4 wurde ein Führungsstift nicht sanft bzw.
leichtgängig
eingesetzt, oder in einem Pressformvorgang war es nicht möglich, ein
Erzeugnis gleichmäßiger Dicke
durch den Pressschritt zu erhalten.
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Als
Verfahren zur Verkleinerung des Kippwinkels θ wird in Betracht gezogen,
die Halterungslänge
L zu vergrößern. Da
jedoch der Wert der Halterungslänge
nur auf das etwa der Dicke der bewegbaren Platte 2 entsprechende
Ausmaß gebracht
werden kann, ist es nicht möglich,
den Kippwinkel θ auf einen
so kleinen Betrag zu verringern. Es ist schwierig den Spalt bzw.
Zwischenraum kleiner zu gestalten, da es notwendig ist, eine Ölschichtdicke
sicherzustellen. Dies ist auch deshalb schwer zu erreichen, da es
notwendig ist, eine Montageabstandsdifferenz zwischen den vier Zugstangen 6 zu
vermeiden bzw. auszugleichen.
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Wie 4A zeigt, ist bisher ein
Verfahren angewandt worden, gemäß dem stangenartige
Gleitelemente 21 (nachstehend als Gleitstangen bezeichnet)
hinter der bewegbaren Platte 2 in entsprechende, in das
Verbindungsgehäuse 5 eingebettete
Führungslagerschalen 22 vorstehen
gelassen wurden.
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Dabei
kann der Kippwinkel von θ1
= tan–1 (δ/L1) auf
ein geringeres Ausmaß herabgesetzt
werden, da die Länge
L1 von der Vorderfläche
der bewegbaren Platte 2 zur Lagerschale 22 im
Vergleich zu der oben genannten Länge L sehr groß ist. Falls dieses
Verfahren angewendet wird, erstreckt sich das vordere Ende der Gleitstange 21 von
hinter dem Verbindungsgehäuse 5 nach
hinten, und folglich wird die volle Länge der Einheit um ein Maß erhöht, das dem
Hub der bewegbaren Platte 2 entspricht.
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Es
ist anzumerken, dass bei dem hydraulischen Kniehebelmechanismus
der Hydraulikzylinder 19 als Antriebsquelle des Kniehebelmechanismus 7 verwendet
wird und auf der Rückseite
des Verbindungsgehäuses 5 angebracht
ist. Selbst wenn das vordere Ende der Gleitstange 21 hinter
dem Verbindungsgehäuse 5 vorsteht,
gibt es daher keine nachteilige Auswirkung auf die volle Länge der
Formenschließeinheit
einschließlich
des Hydraulikzylinders 19.
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Im
Fall des elektrisch angetriebenen Kniehebelmechanismus wird jedoch
beispielsweise eine Kugelumlaufspindel als Antriebsquelle des Kniehebelmechanismus 7 verwendet,
und an der Rückflächenseite
des Verbindungsgehäuses 5 ist
kein größerer Vorsprung
vorhanden. Da sich jedoch die Gleitstange 21 durch das
Verbindungsgehäuse 5 erstreckt,
wird die volle Länge
der Formenschließeinheit
größer und stellt
damit ein Problem dar.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Kniehebel-Formenschließeinheit bereitzustellen, bei
der Gleitstangen bei geöffneter
Form nicht über
die Bahnlänge
der Spritzgießmaschine
hinausreichen.
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Die
Formenschließeinheit
einer Spritzgießmaschine
gemäß der Erfindung
umfasst die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.
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Gemäß der Formenschließeinheit
der Spritzgießmaschine
der Erfindung ist das zur Führung
der Gleitstange konfigurierte Führungselement
zwischen der bewegbaren Platte und dem Verbindungsgehäuse gelegen,
und es ist nicht nötig,
das vordere Ende der Gleitstange durch das Verbindungsgehäuse hindurchzuführen und
es hinter der Rückseite
des Verbindungsgehäuses
vorstehen zu lassen. Damit ist es nicht nötig, die Gesamtlänge der
Einheit zu erhöhen.
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Ferner
kann der Abstand von der bewegbaren Platte zum Führungselement im Vergleich
zu einer Halterungslänge
L bei dem herkömmlichen
Aufbau (4A), über die hinweg eine Halterung
durch das Gleitelement erfolgt, viel größer gestaltet werden. Somit
ist es möglich,
den Kippwinkel der bewegbaren Platte auf ein kleineres Maß herabzusetzen und
folglich den Grad an Parallelität
zwischen der stationären
Form und der bewegbaren Form zu verbessern.
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Vorzugsweise
umfasst das Führungselement
einen Hohlschaft, der sich parallel von einer vorderen Oberfläche des
Verbindungsgehäuses
in der Bewegungsrichtung der bewegbaren Platte erstreckt, und die
Gleitstange wird in das Innere des Hohlschafts eingesetzt, um ein
Gleiten bzw. Verschieben der Gleitstange darin zu ermöglichen.
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Durch
diesen Aufbau ist es möglich,
eine größere Länge zu erzielen, über die
hinweg die Gleitstange mit dem Hohlschaft in Kontakt steht. Es ist
daher möglich,
den Kippwinkel der bewegbaren Platte auf ein kleineres Maß herabzusetzen
und folglich den Grad an Parallelität zwischen der stationären Form und
der bewegbaren Form zu verbessern.
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Durch
die Verwendung des Hohlschafts ist es möglich, einen Querkopf bzw.
Kreuzkopf des Kniehebelmechanismus von einer lateralen Seite her
zu führen.
Das heißt,
der Hohlschaft dient auch als Führungsmittel,
um eine Führung
des Querkopfs darin zu ermöglichen.
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Im
folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Draufsicht zur Darstellung einer Ausführungsform einer Formenschließeinheit
einer Spritzgießmaschine
gemäß der Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht zur Darstellung der Formenschließeinheit gemäß 1;
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3 eine
teilweise vergrößerte Schnittansicht
der Formenschließeinheit
gemäß 1;
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4A eine
Aufbauansicht, welche schematisch eine Form einer Formenschließeinheit
einer herkömmlichen
Spritzgießmaschine
darstellt; und
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4B eine
teilweise vergrößerte Schnittansicht
der in 4A gezeigten Formenschließeinheit.
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Die 1 bis 3 zeigen
einen schematischen Aufbau einer Kniehebel-Formenschließeinheit der
Erfindung. Es ist anzumerken, dass 1 eine Draufsicht, 2 eine
Vorderansicht und 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines
Führungsabschnitts einer
bewegbaren Platte ist. Eine stationäre Platte 1 und eine
bewegbare Platte 2 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Eine
stationäre
Form 3 ist an der Vorderseite der stationären Platte 1 angebracht, und
eine bewegbare Form 4 ist an der Vorderseite der bewegbaren
Platte 2 angebracht. Ein Verbindungsgehäuse 5 ist auf der
der stationären
Platte 1 gegenüberliegenden
Seite der Spritzgießmaschine angeordnet.
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Die
stationäre
Platte 1 und das Verbindungsgehäuse 5 sind durch vier
Zugstangen 6 miteinander gekoppelt. Die Zugstangen erstrecken
sich durch Eckbereichsabschnitte der bewegbaren Platte 2.
Ein Ende jeder Zugstange 6 ist an der stationären Platte 1 befestigt,
während
sich das andere Ende jeder Zugstange durch das Verbindungsgehäuse 5 über einen Vorschub-
bzw. Schraubenmechanismus erstreckt. Durch den Antrieb jedes Vorschub-
bzw. Schraubenmechanismus wird das Verbindungsgehäuse 5 relativ
zu der stationären
Platte 1 vorwärts
oder rückwärts bewegt,
um ein Einstellen bzw. Anpassen des Abstandes dazwischen zu ermöglichen.
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Ein
Kniehebelmechanismus 7 ist an der Vorderfläche des
Verbindungsgehäuses 5 gehaltert
und die bewegbare Platte 2 ist mit dem Verbindungsgehäuse 5 durch
den Kniehebelmechanismus 7 gekoppelt.
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Ferner
sind zwei Gleitstangen 21 an der Rückfläche der bewegbaren Platte 2 befestigt.
Diese Gleitstangen 21 erstrecken sich parallel von der Rückfläche der
bewegbaren Platte 2 in die Bewegungsrichtung der bewegbaren
Platte. Zwei Hohlschäfte 23 sind
an der Vorderfläche
des Verbindungsgehäuses 5 so
befestigt, dass sie mit diesen beiden Gleitstangen 21 fluchten.
Die Hohlschäfte 23 erstrecken
sich parallel von der Vorderfläche
des Verbindungsgehäuses 5 in
der Bewegungsrichtung der bewegbaren Platte 2. Jede Gleitstange 21 ist
jeweils in den entsprechenden Hohlschaft 23 eingesetzt
und darin verschiebbar.
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Der
Kniehebelmechanismus 7 umfasst einen Servomotor 11,
eine Kugelumlaufspindel 12 (3), einen
Querkopf bzw. Kreuzkopf 13, ein Kniehebelgelenk 15,
etc. Der Servomotor dient als Antriebsquelle. Durch Bewegen des
Quer- bzw. Kreuzkopfs 13 vorwärts oder rückwärts in der Axialrichtung mittels
der Kugelumlaufspindel 12 streckt oder kontrahiert sich das
Kniehebelgelenk 15. Damit wird die bewegbare Platte 2 vorwärts oder
rückwärts bewegt,
wodurch sich die Formen schließen
oder öffnen.
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Ferner
dienen bei dieser Ausführungsform, wie 3 zeigt,
die Hohlschäfte 23 auch
als Führungsmittel
zum Führen
des Querkopfs 13 des Kniehebelmechanismus 7 von
seiner lateralen Seite her.
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Wie 3 zeigt,
ist eine Länge
La im offenen Zustand der Formen kurz, und die Auswirkung des Einschränkens der Schrägstellung
bzw. des Kippens der bewegbaren Platte 2 ist kleiner. Durch
Bewegen der bewegbaren Platte 2 nach vorne zu einem Zustand,
in dem die Formen geschlossen sind, wird die durch Lb angegebene
Halterungslänge
länger.
Es ist daher möglich,
den Kippbetrag der bewegbaren Platte kleiner zu gestalten, das heißt, den
Grad an Parallelität
der Formen zu verbessern.
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Falls
der Führungsmechanismus
für die
bewegbare Platte 2 nach obiger Beschreibung aufgebaut ist,
können
ferner die Gleitstangen 21 an einer Zwischenposition zwischen
der bewegbaren Platte 2 und dem Verbindungsgehäuse 5 gehaltert
bzw. gelagert werden, und es besteht keine Notwendigkeit, das vordere
Ende der Gleitstangen 21 über die Rückseite des Verbindungsgehäuses 5 hinausstehen
zu lassen. Daher wird die Gesamtlänge der Einheit nicht vergrößert.
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In
der oben erwähnten
Ausführungsform werden
die Gleitstangen 21 zwar unter Verwendung der Hohlschäfte 23 gelagert
bzw. geführt,
es können aber
auch Hohlblöcke
anstelle der Hohlschäfte 23 verwendet
werden. In diesem Fall weist jeder Hohlblock ein Führungs-Durchgangsloch
auf, entlang dem die entsprechende Gleitstange 21 verschiebbar ist,
und der Hohlblock ist am Verbindungsgehäuse 5 in dem Zustand
befestigt, in dem er vor dem Verbindungsgehäuse 5 vorsteht. In
diesem Fall kann jeder solche Block zusammen mit einem Führungsmittel zum
Führen
des Querkopfs 13 an einer gemeinsamen Halterungsstruktur
angebracht sein.
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In
der oben erwähnten
Ausführungsform
ist zwar eine Erläuterung
in Verbindung mit der elektrisch angetriebenen Formenschließeinheit
gemacht worden, der oben erwähnte
Führungsmechanismus kann
jedoch auch auf eine Hydraulik-Formenschließeinheit
angewandt werden.
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Gemäß der Formenschließeinheit
einer erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine
kann die Gesamtlänge
der Formeinheit im Vergleich zu dem Fall verkürzt sein, bei dem sich die Gleitstangen
wie bei der herkömmlichen
Formenschließeinheit
durch das Verbindungsgehäuse
erstrecken.
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Falls
das Führungselement
zum Führen
der Gleitstange aus einen Hohlschaft umfaßt, ist es ferner möglich, eine
größere Länge, über die
die Gleitstange in Kontakt mit dem Hohlschaft steht, zu erreichen.
Es ist daher möglich,
den Kippwinkel der bewegbaren Platte zu verringern und folglich
den Grad an Parallelität
zwischen der stationären
Form und der bewegbaren Form zu verbessern.
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Ferner
umfasst das Führungselement
einen Hohlschaft und somit kann die resultierende Formenschließeinheit
ohne einen Verlust an Steifigkeit leichter gestaltet werden.