DE19610991C1 - Etagenwerkzeug zur Verarbeitung plastischer Massen, insbesondere Kunststoff-Spritzgießwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Etagenwerkzeug zur Verarbeitung plastischer Massen, insbesondere Kunststoff-Spritzgießwerkzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Etagenwerkzeug ist in dem Buch von MENGES/MOHREN, 2. Auflage, erschienen 1983 beim Carl Hanser Verlag München Wien, S. 133-136 (vgl. insbesondere Seite 136, Bild 129, rechte Darstellung "Bewegung Mittelteil mit Zahn­ stangen"), beschrieben.

Etagenwerkzeuge dienen der besseren wirtschaftlichen Nutzung einer Spritzgießmaschine durch Auslegen des Werkzeu­ ges mit Kavitäten beidseitig des Mittelteils. Beim Öffnen und Schließen des Werkzeuges müssen sich die Trennebenen synchron bewegen. Dies wird bislang (s.a.a.O. MENGES/MOHREN) mit Hilfe von Zahnstangen dadurch gelöst, daß jeweils zwei mit ihren freien Enden einander paarweise entgegengerichtete Zahnstan­ gen über ein im Mittelteil drehgelagertes Zahnrad getrieblich gekuppelt sind. Eine solche Zahnstange stellt also ein ein Getriebeprofil aufweisendes, axial treibendes stabförmiges Getriebeelement dar.

Bedingt durch die einseitige Verzahnung der Zahnstangen, bestehen die besonderen Nachteile des bekannten Zahnstangen­ getriebes in einer einseitigen Biegebelastung der Zahnstan­ gen, verbunden mit einem größeren Verschleiß der miteinander kämmenden Zahnelemente. Dem sucht man durch eine besonders schwere, also auch raumaufwendige, Auslegung der Getriebeele­ mente zu begegnen.

Ein Zahnstangengetriebe der eingangs erwähnten Gattung ist auch in der DE-Z "Kunststoffe", Jahrgang 1978, H. 6, 1988 (s. dort insbesondere Seite 510 unter 2.6 "Öffnungsmechanismus für das Etagenwerkzeug"), beschrieben.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Etagenwerkzeug mit einem biegebelastungsfreien, verschleißarmen und kompakten Mechanismus zum Öffnen und Schließen des Werkzeugs zu schaffen.

In Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes Getriebeelement-Paar aus zwei Gewindespin­ deln besteht, die jeweils eine im Mittelteil drehbar gela­ gerte, axial unverschiebliche korrespondierende Gewindemutter durchsetzen, und daß beide Gewindemuttern eines Gewindemut­ ter-Paares zwei an ihrem Außenumfang mit einer Stirnradver­ zahnung versehene, miteinander in Eingriff befindliche Zahn­ räder bilden.

Die als Zahnräder ausgebildeten, miteinander in Eingriff befindlichen Gewindemuttern eines Gewindemutter-Paares stel­ len gemeinsam mit ihren zugehörigen Gewindespindeln eine kom­ pakte Anordnung dar, welche jegliche Kippmomente - und damit einseitige schädliche Getriebebelastungen - ausgleicht. Das erfindungsgemäße Etagenwerkzeug arbeitet zudem geräuscharm und völlig ruckfrei.

In der vorerwähnten DE-Z "Kunststoffe" (a.a.O. S. 510 unter 2.6. "Öffnungsmechanismus für das Etagenwerkzeug") sind alternativ zu einem hebelartigen System und zu einem Zahn­ stangengetriebe Steilgewindespindeln erwähnt, die in den aus­ werferseitigen Werkzeugplatten verankert sind und sich im Un­ terschied zur vorliegenden Erfindung zwischen zwei entgegen­ gesetzt drehenden Zahnrädern auf jeder Werkzeugseite bewegen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Stirn­ radverzahnung der Gewindemuttern Geradzähne oder Schrägzähne oder Pfeilzähne oder Bogenzähne auf.

Eine vorteilhafte Erfindungsvariante besteht darin, daß die Stirnradverzahnung an den Gewindemutter-Körper angeformt ist.

Unterschiedliche Öffnungsweiten der Trennebenen lassen sich erfindungsgemäß dadurch erzielen, daß die Gewindespin­ deln eines Gewindespindel-Paares unterschiedliche Gewinde­ steigungen aufweisen. Die Gewindesteigungen der korrespondie­ renden Gewindemuttern sind dabei entsprechend angepaßt.

Eine kompakte, den Montageaufwand verringernde erfin­ dungsgemäße Ausführungsform besteht darin, daß beide Gewinde­ muttern eines Gewindemutter-Paares in einem gemeinsamen Getriebegehäuse angeordnet sind. In diesen Zusammenhang ge­ hört auch eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher jede Gewindespindel ein Einsteckende aufweist, wel­ ches, gegen Verdrehung und Axialverschiebung gesichert, im Schließteil oder im düsenseitigen Werkzeugteil aufgenommen ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

In der Zeichnung ist ein Etagenwerkzeug insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Ortsfest an eine nicht gezeigte Spritzgießmaschine ange­ schlossen ist ein düsenseitiges Werkzeugteil 11. Weiterhin sind in der Zeichnung ein Mittelteil 12 und ein schließseiti­ ges Werkzeugteil 13 zu sehen, welches auf einer nicht gezeig­ ten, entlang den Bewegungspfeilen x und y translatorisch beweglichen maschinenseitigen Aufspannplatte montiert ist.

Zwei im Parallelabstand zueinander angeordnete, Gewinde­ profile 32 aufweisende, ein Gewindespindel-Paar P bildende Steilgewindespindeln 14, 15 sind mit ihren freien Gewindeen­ den 16, 31 einander entgegengerichtet. Beide Gewindespindeln 14, 15 sind über Einsteckansätze 17 in Aufnahmebohrungen 18 von düsenseitigem Werkzeugteil 11 und schließseitigem Werk­ zeugteil 13 gehalten. Zur Verdrehsicherung der Einsteckan­ sätze 17 weisen diese jeweils eine Nut 19 auf, in welche ein Keil 20 eingreift. Eine Sicherung der Einsteckansätze 17 gegen Axialverschiebung kann auf zweckentsprechende Weise, beispielsweise mittels eines nicht gezeigten Überwurf- Schraubflansches, bewerkstelligt werden.

Das Mittelteil 12 enthält einen Getriebekasten 21, in welchem korrespondierend zur Gewindespindel 14 eine Gewinde­ mutter 22 und korrespondierend zur Gewindespindel 15 eine Ge­ windemutter 23 jeweils mittels Kegelrollenlager 24 drehgela­ gert, ansonsten aber im Getriebekasten 21 unverschieblich gehalten sind.

Beide Gewindemuttern 22, 23, die ein Gewindemutter-Paar M darstellen, tragen an ihrem Außenumfang jeweils eine dort angeformte Stirnradverzahnung 25, 26. Die Stirnradverzahnun­ gen 25, 26 befinden sich in der Ebene E in Eingriff miteinan­ der. In der Zeichnung dargestellt sind Geradverzahnungen 25, 26. Die Verzahnungen 25, 26 können auch schrägverzahnt, pfeilverzahnt oder bogenverzahnt sein und im übrigen alterna­ tiv gesonderte Zahnkränze darstellen und in geeigneter Weise auf den Gewindemuttern 22, 23 mechanisch befestigt, z. B. auf­ geschrumpft, sein.

Die gezeigte Getriebeanordnung weist unter weitestgehen­ dem Ausschluß von Selbsthemmung einen großen Wirkungsgrad auf.

Der Getriebekasten 21 besteht aus zwei Getriebegehäuse­ schalen (nur die Getriebegehäuseschale 27 ist dargestellt) und aus einem zweiteiligen Getriebegehäusedeckel, von welchem nur eine Deckelhälfte 28 gezeigt ist. Getriebegehäuseschalen und Deckelhälften sind mit Durchgriffsöffnungen 29 für die Gewindespindel 14, 15 versehen. Getriebegehäuseschalen und Deckelhälften sind über Schraubverbindungen 30 miteinander verschraubt.

Es ist vorstellbar, daß bei einer äußeren Antriebsbewe­ gung des schließseitigen Werkzeugteils 13 in Richtung y die sich nach rechts bewegende Gewindespindel 15 die ihr zugeord­ nete Gewindemutter 23 in Umdrehung versetzt.

Letztere wiederum treibt aufgrund des Zahneingriffs bei E die Gewindemutter 22 mit der Folge, daß sich die Gewinde­ mutter 22 in Richtung y entlang der ortsfesten Gewindespindel 14 bewegt. Dies bedeutet, daß sich zugleich das Mittelteil 12 in Richtung y nach rechts bewegt. Diese Bewegung setzt sich so lange fort, bis das Etagenwerkzeug im Bereich seiner Trennebenen T1 und T2 geschlossen ist.

Durch die gezeigte Spindelanordnung werden jegliche Kippmomente - und damit einseitige schädliche Getriebebe­ lastungen - ausgeglichen. Die Trennebenen T1 und T2 schließen sich in Richtung y und öffnen sich in Richtung x jeweils syn­ chron. Beide Gewindespindeln 14, 15 weisen dieselbe Gewinde­ steigung auf.

Claims (6)

1. Etagenwerkzeug (10) zur Verarbeitung plastischer Mas­ sen, insbesondere Kunststoff-Spritzgießwerkzeug, mit einem der Spritzgießmaschine zugewandten, raumfest angeordneten düsenseitigen Werkzeugteil (11), mit einem bezüglich des düsenseitigen Werkzeugteils (11) relativverschieblichen außenseitigen Schließteil (13) und mit einem relativ zu dü­ senseitigem Werkzeugteil (11) und Schließteil (13) zwischen diesen relativverschieblich angeordneten Mittelteil (12), wo­ bei im düsenseitigen Werkzeugteil (11) und im Schließteil (13) einander parallele und mit ihren freien Enden (16, 31) einander paar­ weise entgegengerichtete, ein Getriebeprofil (32) aufwei­ sende, axial treibende stabförmige Getriebeelemente (14, 15) befestigt sind, wobei jeweils zwei ein Getriebeelement-Paar (P) bildende stabförmige Getriebeelemente (14, 15) über min­ destens ein im Mittelteil (12) drehgelagertes Zahnrad (bei 25, 26) bewegungsgekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Getriebeelement-Paar (P) aus zwei Gewindespindeln (14, 15) besteht, die jeweils eine im Mittelteil (12) drehbar ge­ lagerte, axial unverschiebliche korrespondierende Gewindemut­ ter (22, 23) durchsetzen, und daß beide Gewindemuttern (22, 23) eines Gewindemutter-Paares (M) zwei an ihrem Außenumfang mit einer Stirnradverzahnung (25, 26) versehene, miteinander in Eingriff (bei E) befindliche Zahnräder bilden.

2. Etagenwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stirnradverzahnung (25, 26) Geradzähne oder Schrägzähne oder Pfeilzähne oder Bogenzähne aufweist.

3. Etagenwerkzeug nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnradverzahnung (25, 26) an den Gewindemutter-Körper (22, 23) angeformt ist.

4. Etagenwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (14, 15) eines Gewindespindel-Paares (P) unterschiedliche Gewindesteigungen aufweisen.

5. Etagenwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß beide Gewindemuttern (22, 23) eines Gewindemutter-Paares (M) in einem gemeinsamen Getriebegehäuse (bei 27, 28) angeordnet sind.

6. Etagenwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Gewindespindel (22, 23) ein Einsteckende (17) aufweist, welches, gegen Verdrehung und Axialverschiebung gesichert, im Schließteil (13) oder im düsenseitigen Werkzeugteil (11) aufgenommen ist.