DE19524314C1 - Schließ- oder Einspritzvorrichtung für eine Spritzgießmaschine - Google Patents
Schließ- oder Einspritzvorrichtung für eine SpritzgießmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schließ- oder Einspritzvorrichtung für eine
Spritzgießmaschine, die aufweist:
- - einen Kniehebelmechanismus, der mit einer Formschließeinheit oder mit einer Einspritzeinheit wirkungsmäßig in Verbindung steht, eine Schließ- oder Einspritzbewegung erzeugt und damit entweder eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte relativ zu einer festen Werkzeugaufspannplatte oder den Spritzstempel einer Einspritzeinheit bewegt;
- - einen Elektromotor, insbesondere einen Servomotor;
- - eine Antriebsspindel, die mindestens zwei voneinander unabhängige Gewindeabschnitte mit unterschiedlichen Gewindesteigungen aufweist;
- - eine erste Spindelmutter, angeordnet auf dem ersten Gewindeabschnitt der Antriebsspindel, die mit dieser und dem Antriebsmotor zusammen wirkt, und
- - eine zweite Spindelmutter, angeordnet auf dem zweiten Gewindeabschnitt der Antriebsspindel, die mit dieser und dem Knie hebelmechanismus zusammenwirkt.
Eine solche Schließ- bzw. Einspritzvorrichtung ist aus der DE 43 28 844 A1
bekannt. Die dort beschriebene Spritzgießmaschine hat eine an einem
Kniehebelsystem angeschlossene Formschließeinheit, deren bewegliche
Werkzeugträgerplatte von einem Servomotor über eine Spindelmutter
antreibbar ist. Diese ermöglicht eine spielfreie, gleichförmige Bewegung
der beweglichen Werkzeugträgerplatte ohne eine höhere Antriebsleistung
zu benötigen. Hierzu ist vorgesehen, daß eine einteilige Antriebsspindel
zwei voneinander unabhängige Gewindeabschnitte mit unterschiedlichen
Steigungen aufweist.
Um alle benötigten Bewegungen dieser Vorrichtung ausführen zu
können, sind insgesamt drei elektromagnetische Kupplungen vorgesehen
und notwendig. Diese Kupplungen werden in gewissen Abschnitten der
Werkzeugschließ- und -öffnungsbewegung betätigt. So wird erreicht, daß
zunächst der Gewindeabschnitt mit großer Steigung aktiv ist, der bei
großen Verfahrbewegungen nur kleine Kräfte aufbringen kann.
Anschließend wird durch das Aktivieren der Kupplungen in anderer
Weise erreicht, daß nur noch der Gewindeabschnitt mit kleiner Steigung
wirkt; dadurch wird die Werkzeugform bei geringen Verstellbewegungen
mit großer Kraft geschlossen und zugehalten.
Diese Vorrichtung ist - bedingt durch die drei erforderlichen Kupplungen - einer
seits technisch sehr aufwendig und teuer und beeinträchtigt
andererseits auch die Verfügbarkeit der Maschine wegen einer erhöhten
Störanfälligkeit, alleine schon wegen der Anzahl der Kupplungen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte
Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die mit weniger
Bauteilen, insbesondere mit weniger Kupplungen, auskommt und
trotzdem alle Funktionen der vorbekannten Vorrichtung ausüben kann.
Damit soll die Schließ- bzw. Einspritzeinheit kostengünstiger und
wartungsärmer werden.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 dadurch gelöst,
- - daß die zweite Spindelmutter (9) drehfest im Kniehebelmecha nismus (6, 7) angeordnet ist und
- - daß nur eine einzige Kupplung (12, 21) angeordnet ist, die in ihrem aktivierten Zustand die Drehbewegung der Antriebsspindel (8) blockiert und gleichzeitig eine Axialverschiebung der Antriebswelle (8) zuläßt.
Es wird also nur noch eine einzige aktivierbare Kupplung vorgesehen,
um die Umschaltung von Eilgang- auf Schleichgangbetrieb zu
bewerkstelligen.
Vorzugsweise ist die Kupplung (12, 21) als elektromagnetische
Kupplung ausgeführt.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Drehzahl und/oder
das Drehmoment des Elektromotors (13) regelbar sind. Weiterhin kann
die Antriebsspindel (8) vorteilhafterweise als Kugelumlaufspindel ausge
bildet sein. Alternativ dazu kann die Antriebsspindel (8) ein Gewinde
rollenschraubtrieb sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der
Elektromotor (13) eine in seinem Rotor integrierte Hohlwelle (15)
aufweist.
Schließlich ergeben sich Vorteile, wenn die Hohlwelle (15) als
Kugelumlaufmutter oder als Gewinderollenschraubtrieb ausgebildet ist.
In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
erreicht, daß nunmehr nur noch alleine mit einer einzigen
elektromagnetischen Kupplung der gesamte Schließ- und Öffnungszyklus
gesteuert werden kann. Es entfallen damit zwei Kupplungen und weitere
Bauelemente im Vergleich zum Stand der Technik.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Fig. 1 zeigt die Seitenansicht der Schließeinheit einer Spritzgieß
maschine in der geöffneten Stellung,
Fig. 2 stellt dieselbe Schließeinheit in der Geschlossenstellung dar.
In den Figuren dargestellt ist eine Spritzgießmaschine 1, die ein
zweiteiliges Werkzeug 17, 18 aufweist, das sich zwischen einer festen, 2,
und einer beweglichen, 4, Werkzeugaufspannplatte befindet. Das Werk
zeug wird geschlossen und zugehalten, indem zwischen der Stirnplatte 5
und der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 4 mittels eines Kniehebel
mechanismus 6, 7 eine Kraft aufgebracht wird, die über die Holme 3
auch auf die feste Werkzeugaufspannplatte 2 wirkt und so das Werkzeug
17, 18 zuhält.
Die Betätigung des Kniehebelmechanismus 6, 7 erfolgt durch die
Antriebsspindel 8, die neben der Drehbewegung auch eine axiale
Bewegung ausführen kann und damit den Kreuzkopf 7 des
Kniehebelmechanismus 6, 7 bewegt. Der Kniehebelmechanismus 6, 7 hat
im vorliegenden Falle nach innen klappende Kniehebel; alternativ ist es
aber genauso möglich, daß die Kniehebel nach außen klappen. Weiterhin
kann das Kniehebelsystem, das hier für das Schließen des Werkzeugs
zum Einsatz kommt, genauso auch für die Einspritzeinheit einer
Spritzgießmaschine eingesetzt werden.
Die Antriebsspindel 8 weist zwei Gewindeabschnitte mit unter
schiedlicher Steigung auf: Der erste Gewindeabschnitt 10 hat eine große
Steigung; bei Rotation der Spindel 8 und Wirksamwerden dieses ersten
Gewindeabschnitts wird ein großer Verstellweg der ersten Spindelmutter
14 relativ zur Antriebsspindel 8 bei geringer Kraft zurückgelegt. Der
zweite Gewindeabschnitt 11 hat hingegen eine kleine Steigung; damit
wird bei Rotation der Spindel 8 und aktiver zweiter Spindelmutter 9 ein
geringer Weg bei großer Kraft gefahren. Die Gewindeabschnitte können
von Bunden 19, 20 begrenzt seid. Die Antriebsspindel 8 befindet sich am
dem Kniehebelmechanismus 6, 7 entgegengesetzten Ende in einem
Gehäuseteil 22.
Die Aufteilung dieser beiden unterschiedlich gearteten Verstellwege wird
im Spritzgießprozeß genutzt: Zum Schließen des Werkzeugs 17, 18 nach
dem Entformen des Formteils wird zunächst ein großer Schließweg bei
geringer Kraft zurückgelegt. Wenn das Werkzeug 17, 18 fast geschlossen
ist, wird auf den Betrieb mit dem geringen Schließweg umgeschaltet, bei
dem dann aber die große Zuhaltekraft erzeugt wird.
Die Bewegung der Antriebsspindel 8 wird durch den Elektromotor 13 - vor
zugsweise ein Servomotor - veranlaßt. Dieser wirkt im vorliegenden
Falle auf eine Hohlwelle 15, mit der die erste Spindelmutter 14
verbunden ist. Die Bewegungen des Kreuzkopfes 7 des
Kniehebelmechanismus 6, 7 wird durch das Zusammenwirken des
Motors 13 und der elektromagnetischen Kupplung 12, 21 bestimmt.
Dabei wird der Antrieb des Motors 13 und die Schaltung der Kupplung
12, 21 von einer - nicht dargestellten - Maschinensteuerung koordiniert;
die Lage der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 4 wird dabei von
einem schematisch skizzierten Wegmeßsystem 16 aufgenommen und der
Steuerung zugeführt.
Die Aufgabe beim Schließen des Werkzeugs 17, 18 ist es also, den
Kreuzkopf 7 des Kniehebelmechanismus 6, 7 in Richtung auf die
feststehende Werkzeugaufspannplatte 2 zunächst mit möglichst großer
Geschwindigkeit zu verschieben und bei Erreichen einer bestimmten
Position den Kreuzkopf 7 mit verringerter Geschwindigkeit, jedoch mit
deutlich höherer Kraft soweit weiterzuschieben, daß die Kniehebel in die
Strecklage kommen (Verriegeln des Werkzeugs). Zum Entriegeln und
Öffnen des Werkzeugs wird der Kreuzkopf 7 in die entgegengesetzte
Richtung verschoben.
Die einteilige Antriebsspindel 8 mit den beiden Bereichen
unterschiedlicher Gewindesteigung 10 und 11 ist mit einem
längsgenuteten schaftförmigen Endstück versehen, das sich im Bereich
des Gehäuseteils 22 befindet. Die Spindel 8 wirkt mit der ersten
Spindelmutter 14 zusammen, die mit dem Rotor des Motors 13 mitdreht.
Mit dem Kreuzkopf 7 wirkt die Antriebsspindel 8 über die zweite
Spindelmutter 9 zusammen; die Mutter 9 ist mit dem Kreuzkopf fest
verbunden, so daß weder Drehbewegungen noch Translations
bewegungen der Mutter 9 relativ zum Kreuzkopf 7 möglich sind. Der im
Kreuzkopf 7 wirksam werdende Gewindeabschnitt 11 hat eine wesentlich
kleinere Steigung als der mit dem Rotor des Elektromotors 13 in
Verbindung stehende Gewindeabschnitt 10.
Das längsgenutete schaftförmige Endstück der Antriebsspindel 8 ist in
einer scheibenförmigen Verdrehsicherung (Kupplung 12) längsver
schieblich gelagert. Zum Schließen des Werkzeugs 17, 18 wird die
Antriebsspindel 8 durch Festsetzen der scheibenförmigen Verdreh
sicherung (= Aktivieren der Kupplung 12, 21) gegen Drehung blockiert.
Durch Drehen des Rotors des Elektromotors 13 und damit der ersten
Spindelmutter 14 wird zwangsläufig die Antriebsspindel 8 axial
verschoben, was zu einer Längsverschiebung des Kreuzkopfes 7 des
Kniehebelmechanismus 6, 7 führt. Die Spindel 8 wirkt dann also wie eine
Schubstange.
Zum Verriegeln des Werkzeugs wird in einer vorbestimmten
Werkzeugaufspannplatten-Position die scheibenförmige Verdreh
sicherung (Kupplung 12, 21) entkuppelt und damit die Blockierung der
Drehung der Antriebsspindel 8 aufgehoben. Die Spindel 8 kann dann
also drehen und wirkt jetzt wie eine "normale" Spindel: Sie dreht sich in
der drehfest angeordneten zweiten Spindelmutter 9, was eine weitere
Verschiebung des Kreuzkopfes 7 bei geringer Geschwindigkeit und bei
hoher Kraft bewirkt. Die Drehbewegung der ersten Spindelmutter 14
wird so lange fortgesetzt, bis die Kniehebel in ihrer Strecklage sind.
Das Entriegeln und Öffnen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wobei
insbesondere der beim Entriegeln auftretende Entspannungsschlag,
hervorgerufen durch das Entspannen der gespannten Holme 3, durch
diese Bauart sehr gut vom Spindel-Mutter-System aufgenommen wird
und nicht zur Wirkung kommt.
Die Leistung des Elektromotors 13 wird auf diese Weise optimal genutzt
und erzeugt beim Schließen und Öffnen die gewünschten hohen
Geschwindigkeiten, sowie beim Verriegeln und Entriegeln die
erforderlichen hohen Kräfte. Durch eine mögliche Regelbarkeit des
Motordrehzahl und des Motormoments werden alle Geschwindigkeiten
und Kräfte, die am Kreuzkopf 7 wirksam werden sollen, stufenlos
bewirkt.
Das wirkt sich besonders in der Funktion "Werkzeugsicherung"
vorteilhaft aus, weil dabei lediglich die Längsverschiebekraft der
Gewindespindel bei blockierter Drehbewegung zur Wirkung gebracht
wird, was zu einer außerordentlich feinfühlig wirkenden Werkzeug
sicherung führt.
Der beschriebene Antrieb für den Kniehebelmechanismus eignet sich
wegen der oben beschriebenen Eigenschaften besonders gut für
Schließeinheiten von Spritzgießmaschinen mittlerer und großer Bauform.
Er kann sowohl als Einzelantrieb eingesetzt als auch in paarweiser oder
vielfacher Anordnung verwendet werden.
Das Antriebssystem ist auch für den Antrieb der Einspritzbewegung einer
Spritzgießmaschine geeignet: Vorzugsweise wird die "Schubstangen
betriebsart" für die Füllphase und die "Spindelbetriebsart" für die
Nachdruckphase der Einspritzbewegung eingesetzt.
Bezugszeichenliste
1 Spritzgießmaschine
2 feste Werkzeugaufspannplatte
3 Holme
4 bewegliche Werkzeugaufspannplatte
5 Stirnplatte
6, 7 Kniehebelmechanismus
8 Antriebsspindel
9 zweite Spindelmutter
10 Gewindeabschnitt mit erster Steigung
11 Gewindeabschnitt mit zweiter Steigung
12, 21 Kupplung
13 Elektromotor
14 erste Spindelmutter
15 Hohlwelle
16 Wegmeßsystem
17, 18 Werkzeughälften
19, 20 Bunde an der Antriebsspindel 8
22 Gehäuseteil
2 feste Werkzeugaufspannplatte
3 Holme
4 bewegliche Werkzeugaufspannplatte
5 Stirnplatte
6, 7 Kniehebelmechanismus
8 Antriebsspindel
9 zweite Spindelmutter
10 Gewindeabschnitt mit erster Steigung
11 Gewindeabschnitt mit zweiter Steigung
12, 21 Kupplung
13 Elektromotor
14 erste Spindelmutter
15 Hohlwelle
16 Wegmeßsystem
17, 18 Werkzeughälften
19, 20 Bunde an der Antriebsspindel 8
22 Gehäuseteil
Claims (8)
1. Schließ- oder Einspritzvorrichtung für eine Spritzgießmaschine (1), die
aufweist:
- - einen Kniehebelmechanismus (6, 7), der mit einer Formschließeinheit oder mit einer Einspritzeinheit wirkungsmäßig in Verbindung steht, eine Schließ- oder Einspritzbewegung erzeugt und damit entweder eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte (4) relativ zu einer festen Werkzeugaufspannplatte (2) oder den Spritzstempel einer Einspritzeinheit bewegt;
- - einen Elektromotor (13), insbesondere einen Servomotor;
- - eine Antriebsspindel (8), die mindestens zwei voneinander unabhängige Gewindeabschnitte (10, 11) mit unterschiedlichen Gewindesteigungen aufweist;
- - eine erste Spindelmutter (14), angeordnet auf dem ersten Gewindeabschnitt (10) der Antriebsspindel (8), die mit dieser und dem Antriebsmotor (13) zusammenwirkt, und
- - eine zweite Spindelmutter (9), angeordnet auf dem zweiten Gewindeabschnitt (11) der Antriebsspindel (8), die mit dieser und dem Kniehebelmechanismus (6, 7) zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Spindelmutter (9) drehfest im Kniehebelmechanismus (6, 7) angeordnet ist und
daß nur eine einzige Kupplung (12, 21) angeordnet ist, die in ihrem aktivierten Zustand die Drehbewegung der Antriebsspindel (8) blockiert und gleichzeitig eine Axialverschiebung der Antriebswelle (8) zuläßt.
daß die zweite Spindelmutter (9) drehfest im Kniehebelmechanismus (6, 7) angeordnet ist und
daß nur eine einzige Kupplung (12, 21) angeordnet ist, die in ihrem aktivierten Zustand die Drehbewegung der Antriebsspindel (8) blockiert und gleichzeitig eine Axialverschiebung der Antriebswelle (8) zuläßt.
2. Schließ- oder Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kupplung (12, 21) eine elektromagnetische
Kupplung ist.
3. Schließ- oder Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehzahl und/oder das Drehmoment des
Elektromotors (13) regelbar sind.
4. Schließ- oder Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindel (8) als Kugelumlauf
spindel ausgebildet ist.
5. Schließ- oder Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindel (8) als Gewinderollen
schraubtrieb ausgebildet ist.
6. Schließ- oder Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (13) eine in seinem Rotor
integrierte Hohlwelle (15) aufweist.
7. Schließ- oder Einspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (15) als Kugelumlaufmutter oder als
Gewinderollenschraubtrieb ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
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DE1995124314 DE19524314C1 (de) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | Schließ- oder Einspritzvorrichtung für eine Spritzgießmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1995124314 DE19524314C1 (de) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | Schließ- oder Einspritzvorrichtung für eine Spritzgießmaschine |
Publications (1)
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Country | Link |
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- 1995-07-04 DE DE1995124314 patent/DE19524314C1/de not_active Expired - Fee Related
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8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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Owner name: ADCURAM MASCHINENBAUHOLDING GMBH, 80333 MUENCHEN, DE |
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