DE2802434C3

DE2802434C3 - Verriegelungsvorrichtung für Formteile

Info

Publication number: DE2802434C3
Application number: DE2802434A
Authority: DE
Inventors: Robert E. Springfield Mass. Farrell
Original assignee: PACKAGE MACHINERY Co EAST LONGMEADOW MASS US
Current assignee: PACKAGE MACHINERY Co EAST LONGMEADOW MASS US
Priority date: 1977-03-01
Filing date: 1978-01-20
Publication date: 1981-12-10
Also published as: DE2802434A1; DE2802434B2; US4088432A; BR7707621A; JPS5640015B2; ES464043A1; NL7711412A; JPS53106760A

Description

50

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Eine derartige Verriegelungsvorrichtung ist aus der FR-PS 20 56 141 bekannt. Bei dieser Vorrichtung befindet sich die Kolben- und Zylinderanordnung, die den Kniehebelmechanismiis betätigt, in der zurückgezogenen Stellung, wenn der Kniehebelmechanismus verriegelt ist. Da derartige Kolben- und Zylinderanordnungen beim Übergang in die ausgeschobene Stellung geringere Kräfte als umgekehrt erzeugen, und zum Entriegeln und öffnen der Formteile zwar geringere, aber nicht unerhebliche Kräfte als zum Schließen und Verriegeln der Formteile erforderlich sind, muß die Kolben- und Zylinderanordnung auch für diese nicht unerheblichen Kräfte dimensioniert sein. Hinzu kommt, daß in der geöffneten Stellung der Form die Kolben- und Zylinderanordnung über die hintere stationäre Platte vorsteht und dadurch die Gesamtlänge der Vorrichtung vergrößert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß bei möglichst geringer Gesamtlänge der Vorrichtung eine optimale Anpassung der verwendeten Kolben- und Zylinderanordnung an die jeweils aufzubringenden Kräfte erreicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß d«ir Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung wird erreicht, daß die Kolben- und Zylinderanordnung zur Betätigung des Kniehebelmechanismus in der ausgeschobenen Stellung, in der die Formteile geschlossen sind, die größten Druckkräfte erzeugt. Beim Entriegeln des Kniehebelmechanismus, d. h. beim öffnen der Formteile, reichen die von der Kolben- und Zylinderanordnung erzeugten Kräfte aus, um die Form zu öffnen. Man erreicht dadurch die optimale Anpassung der Kolben- und Zylinderanordnung an die jeweils erforderlichen Kräfte und kann dadurch eine Überdimensionierung vermeiden. Die Verbindung des hinteren Gestänges des Kniehebelmechanismus mit der hinteren stationären Platte hat den Vorteil, daß die Kolben- und Zylinderanordnung nicht über die Platte nach hinten vorsteht und sich dadurch eine geringere Länge der Verriegelungsvorrichtung und damit der Formmaschine ergibt, die als Spritzgußmaschine, Presse, Metallspritzgußmaschine o. dgl. ausgebildet sein kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. Es zeigen

F i g. 1 und 2 Seitenansichten der Verriegelungsvorrichtung in der geschlossenen bzw. geöffneten Stellung der Form,

F i g. 3 eine Ansicht der Vorrichtung in der geöffneten Stellung der Form gemäß Linie 3-3 ^:·η F i g. 2 und

F i g. 4 und 5 einen Schnitt gemäß Linie 4-4 in F i g. 1 bzw. 5-5 in F i g. 2.

F i g. 1 zeigt die Verriegelungsvorrichtung in Anwendung auf eine Spritzgußmaschine für thermoplastisches Material.

Die Formmaschine 10 hat eine stationäre hintere Platte 12, eine stationäre vordere Platte 14 und eine bewegliche Zwischenplatte 16, die zwischen den stationären Platten 12 und 14 angeordnet ist. Vier abstandsgleiche Zugstangen 20,22,24,26 verbinden die beiden stationären Platten 12 und 14 und halten diese Platten in einer festen Beziehung zueinander, während die bewegliche Zwischenplatte auf den Zugstangen zur Hin- und Herbewegung relativ zu den stationären Platten verschiebbar gelagert ist. Eine Form 30 ist an den Platten 14 und 16 befestigt und besteht aus zwei Formteilen 32 und 34, die jeweils an den Platten 14 und 16 befestigt sind. Die Formteile sind in üblicher Weise längs der zentralen Achse der Maschine, die parallel zu den Zugstangen verläuft, aufeinander ausgerichtet und werden von den Platten 14 und 16 zwischen der in Fig. 1 gezeigten geschlossenen und der in Fig. 2 gezeigten offenen Stellung bewegt. Während der Zeitperiode, während der die Formteile geschlossen sind, wird thermoplastisches Material durch die Platte 14 in den Formhohlraum eingespritzt. Zum richtigen Formen des Spritzlings werden die Formteile 32 und 34 fest gegeneinander gepreßt und während des Intervalls

verriegelt, in dem das Material eingespritzt wird.

Um eine große Schließ- und öffnungsbewegung der Zwischenplatie 16 bezüglich der stationären Platten 12 und 14 hervorzurufen, ist ein Querantrieb in Form einer Kolben- und Zylinderanordnung 38 zwischen den Platten 12 und 16 angeordnet. Der Zylinder 40 ist am einen Ende mit der stationären Platte 12 verbunden, während die Kolbenstange 42 mit der beweglichen Zwischenplatte 16 verbunden ist. Die Anordnung ist im unteren Teil der Maschine unter der zentralen Achse angeordnet, wie F i g. 1 zeigt. Solch eine versetzte Anordnung erzeugt unsymmetrische Kräfte an der Zwischenplatte, wenn sie hin- und herbewegt wird, jedoch kann eine weitere Kolben- und Zylinderanordnung an der entgegengesetzten Seite der Maschine zum Ausgleich der Momente eingesetzt werden.

Die Kolben- und Zylinderanordnung 38 wird nicht dazu verwendet, die Verschlußkräfte zwischen den Formterlen 32 und 34 zu erzeugen, weshalb diese Anordnung keine hohen Kräfte erzeugt Statt dessen bewirkt diese Anordnung hauptsächlich die Verschiebung. Da die Anordnung 38 keine hoiien Verriegelungskräfte erzeugen muß, können ihre Größe, in-besondere ihre Kolbenfläche relativ klein sein. Entsprechend kann das Gesamtvolumen des Strömungsmittelantriebsystems klein bemessen sein.

Zum Verschließen der Formteile dienen die beiden symmetrisch angeordneten Kniehebelmechanismen 50 und 52 mit einem Querkopf 54 zur gleichzeitigen Betätigung der Kniehebelmechanismen über zwei Kolben- und Zylinderanordnungen 56 und 58, die gleich der Anordnung 38 sind.

Der in Aufsicht gezeigte obere Kniehebelmechanismus 50 hat vier vordere Hebel 60 bis 66, die an ihren vorderen Enden mit der beweglichen Zwischenplatte 16 durch zwei Ansätze 70 und einen Verbindungszapfen 72 schwenkbar verbunden sind. Der Mechanismus 50 hat auch zwei hintere Hebel 74, 76, die mit den vorderen Hebeln durch einen Verbindungszapfen 78 und mit der stationären Platte am hinteren Ende durch drei Ansätze 80 und einen Verbindungszapfen 82 schwenkbar verbunden sind. Der Kniehebelmechanismus ist durch einen einzigen Querhebel 84 mit dem Querkopf 54 verbunden.

Der untere Kniehebelmechanismus 52 ist in der gleichen Weise wie der Kniehebelmechanismus 50 aufgebaut und hat vordere Hebel $>") bis 96, die mit der beweglichen Zwischenplatte 16 durch zwei Ansätze 98 und einen Schwenkzapfen 100 schwenkbar verbunden sind, hintere Hebel 102, 104, die mit der stationären Platte 12 durch drei Ακ-jätze 106 und einen Schwenkzapfen 108 schwenkbar verbunden sind, sowie einen Querhebe¹ 111, der den Querkopf 54 mit den vorderen und hinteren Hebeln durch den Schwenkzapfen 109 verbindet.

Alle die Hebel der Kniehebelmechanismen verbindenden Zapfen sind doppelt angeordnet, so daß unausgeglichene Bewegungen nicht erzeugt werden, wenn hohe Verriegelungskräfte in der Druckstellung erzeugt werden.

Der Querkopf 54 ist zwischen der stationären Platte 12 und der beweglichen Zwischenplatte 16 auf zwei Gleitstangen 110 und 112 verschiebbar gelagert.

Die Gleitstangen sind an ihren hinteren Enden mit der beweglichen Zwischenplatte 16 befestigt und gleiten in Hülsen 114 und 116, die an der stationären Platte 12 befestigt sind. Wenn sich somit die Zwischenplatte 16 auf den Zugstangen reb'.iv zu der stationären Platte 14 vor- und zurückbewegt, bewegen sich die Gleitstangen relativ zu den Hülsen 114 und 116. Die Versetzung bzw. diagonale Anordnung der Gleitstangen in dem Querkopf ist aus F i g. 4 zusammen mit den Verbindungszapfen 118 und 120 ersichtlich, die die Querhebel 84 und 111 mit der Mitte des Querkopfes 54 verbinden.

Die Kolben- und Zylinderanordnungen 56 und 58 sind an gegenüberliegenden Seiten des Querkopfes 54 angeordnet, wie Fig. 5 zeigt, und dienen dem Verschließen und öffnen der Formteile 32 und 34 durch Bewegen der Zwischenplatte 16. Da die Anordnungen den gleichen Aufbau haben, ist in F i g. 1 nur die Anordnung 56 im Schnitt gezeigt

Die Kolben-Zylinder-Anordnung 56 erstreckt sich zwischen dem Querkopf 54 und der beweglichen Zwischenplatte 16 und hat einen Zylinder 130, der an dem Querkopf befestigt ist. Ein Kolben 132 mit einer größeren wirksamen Fläche, die der stationären Platte 12 zugewandt ist, ist in dem Zylinder vor- und zurückbeweglich. Eine Kolbenstange 134 erstreckt sich von dem Kolben durch den Querkopf und ist an der beweglichen Zwischenplatte 16 befestigt In gleicher Weise hat die Anordnung 58 einen Zylinder 140, eine Kolbenstange 144, die den Kolben und die bewegliche Zwischenplatte 16 verbindet

Am Beginn eines Formvorganges sind die Platten 14 und lö getrennt wie F i g. 2 zeigt so daß die Formteile 32 und 34 geöffnet sind. Die Kolben- und Zylinderanordnung 38 wird dann betätigt, um die Formteile 32 und 34 in die geschlossene Stellung in F i g. 1 zu bringen. Während der Bewegung der Zwischenplatte 16 sind die Steuerventile, die die Kolben- und Zylinderanordnungen 56 und 58 bewegen, überbrückt. Durch Aufrechterhaltung eines geringen positiven Druckes auf das Strömungsmittelsystem, das diese Anordnungen erregt füllt das Strömungsmittel nur die Zylinder, ohne merkliche Verzögerungs- oder Ausgangskräfte zu erzeugen, bis die Form 30 geschlossen ist. Infolge der Geometrie der Kniehebelmechanismen bewegt sich der Querkopf 54 zunächst näher zu der Zwischenplatte 16, wenn die Platten und der Querkopf gegen die stationäre Platte 14 aus der in F i g. 2 gezeigten Stellung vorrücken.

Wenn jedoch die hinteren Hebel beider Mechanismen eine Stellung senkrecht zur zentralen Achse der Maschine erreichen, beginnt der Querkopf 54 sich der Zwischenplatte 16 langsamer zu nähern, und daher nimmt der Abstand zwischen dem Querkopf und der Platte danach zu. Wenn die Verschlußstellung in F i g. 1 erreicht ist, bewegen sich die Kniehebelmechanismen 50 und 52 in die gezeigte Druckstellung, und der Querkopf bewegt sich von der Zwischenplatte 16 weg. Durch diese Bewegung kann die geschlossene Formstellung durch einen Lagesensor 150 leicht festgestellt werden, der zwischen dem Querkopf und der Zwischenplatte 16 angeordnet ist.

Gemäß F i g. 1 hat der Sensor einen Grenzschalter 152, der an dem Querkopf befestigt ist, sowie eine Betätigungsstange 154, die an der beweglichen Zwischenplatte 16 befestigt ist. Wenn die Platte 16 die geschlossene Formstellung erreicht, löst ein Anschlag an der Stange 154 den Grenzschalter 152 aus und erzeugt ein Tfiggersignäl zum Verriegeln mittels der Kolben- und Zylinderanordnungen 56 ufid 58. Die Bewegung des Querkopfes 54 läßt deutlicher erkennen, wann die Formteile geschlossen sind, als die Bewegung der Zwischenplatte 16.

Die Bewegung des Querkopfes gegen die Zwischenplatte 16 verringert die erforderliche Verstellung der

Kolben in den Anordnungen 56 und 58, so daß der Hub bzw. die Baulänge der Kolben- und Zylinderanordnungen 56 und 58 geringer als die Gesamtverstellung der beweglichen Platte 16 sein können. Daher wird eine weitere Verkleinerung des Strömungsmittelsystems ermöglicht, das die Anordnungen 38,56 und 58 betreibt. Wenn die Formteile 32 und 34 einander berühren und diese Berührung von dem Sensor 150 festgestellt wird, werden die Kolben- und Zylinderanordnungen 56 und 58 gleichzeitig betätigt, um den Querkopf 54 weiter weg von der Platte 16 zu schieben und gleichzeitig die Kniehebelmechanismen 50 und 52 in die Driickstcllung zu drücken. Wenn der mechanische Vorschub der Kniehebelmechanismen in der Druckstellung sich Null nähert, werden sehr hohe Verriegelungskrafte über die vorderen und hinteren Hebel erzeugt, und die ugstangen, die die stationären Platten 12 und 14 verbinden und den Verriegelungskräften entgegenwirken, werden gespannt. Die Formteile werden verriegelt, und thermoplastisches Material kann in den Hohlraum der Form 30 durch die stationäre Platte 14 eingespritzt werden.

Nach der Einspritzphase wird der Druck in den Zylinderanordnungen 56 und 58 umgekehrt, um sicherzustellen, daß die Kniehebelmechanismen aus der Druckstellung gezogen werden. Von den Anordnungen werden über die Hebel auch ausreichende Kräfte erzeugt, um die Formteile 32 und 34 mit dem darin geformten Gegenstand auseinander zu ziehen und dadurch die Form zu öffnen. Gleichzeitig oder kurz danach wird die Kolben- und Zylinderanordnung 38 betätigt, um eine große Verstellung hervorzurufen, um die Platte 16 in die in F i g. 2 gezeigte offene Formstellung zu bringen. Wenn die Anordnung 38 beginnt, die Zwischenplatte 16 gegen die stationäre Platte 12 zu schieben, werden die Kolben- und Zylinderanordnungen 56 und 58 stillgesetzt, so daß sie den Öffnungsvorgang nicht behindern.

Die Verriegelungsanordnungen 56 und 58 erzeugen ihre größte Kraft während des Verriegeins der Form 30. Daher sind die Kräfte, die von den Anordnungen erzeugt werden, wenn die Form geöffnet ist, aufgrund

ίο der geringen wirksamen Flächen der verwendeten Kolben kleinen Diese unterschiedlichen Kräfte sind der Sprit/gußmaschine genau angepaßt, da die erforderliche Verriegelungskraft größer als die Kraft zum Öffnen der Form sein muß. Durch die Übereinstimmung

π zwischen der erforderlichen Kraft und der verfügbaren Kraft ist eine Überdimensioniemng der Kolben- und Zylinderanordnungen nicht erforderlich.

leder gezeigte Kniehebelmechanismus hat zwei Sätze vorderer und hinterer Hebel mit zwei vorderen Hebeln

2n in jedem Satz. Die Kräfte zwischen den stationären und der beweglichen Zwischenplattc können auch mit einer geringeren Anzahl von Hebeln erreicht werden. Obwohl zwei Kolben- und Zylinderanordnungen 56 und 58 diagonal versetzt an dem Querkopf 54 angeordnet sind, kann auch eine einzige Kolben- und Zylinderanordnung, die an dem Querkopf zentral angeordnet ist, verwendet werden. Die Druckstellung der Kniehebelmechanismen umfaßt nur den Zustand, in dem die vorderen und hinteren Hebel aufeiander ausgerichtet

jo sind, sondern auch den Zustand, in dem die Ausrichtung auf einige Grade begrent sind, um eine Verriegelung der Hebel über die Mittellage hinaus zu vermeiden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verriegelungsvorrichtung für Formteile mit einer vorderen, stationären, ein Formteil tragende Platte, einer hinteren, stationären Platte und einer zwischen diesen verschiebbaren, ein weiteres Formteil tragenden Zwischenplatte, mit einem Kniehebelmechanismus zur Verriegelung der geschlossenen Formteile, der einen vorderen Hebel, der mit der verschiebbaren Zwischenplatte verbunden ist, und einen hinteren Hebel, der mit dem vorderen Hebel gelenkig verbunden ist, sowie eine Kolben- und Zylinderanordnung zur Ver- und Entriegelung des Kniehebelmechanismus aufweist, die mit einem Querkopf verbunden ist, wobei dieser Querkopf zwischen der hinteren Platte und der Zwischenplatte angeordnet ist, und mit einer weiteren Kolben- und Zylinderanordnung zur Verschiebung der Zwischenplatte zwischen der geöffneten und der geschlossenen Fore^tellung, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Hebel (74. 76) des Kniehebelmechanismus (50) mit der hinteren, stationären Platte (12) verbunden ist und daß die Kolben- und Zylinderanordnung (56) zur Ver- und Entriegelung des Kniehebelmechanismus (50) sich in der ausgeschobenen Stellung befindet, wenn die Formteile (32, 34) verriegelt sind, und in der zurückgezogenen Stellung, wenn sie entriegelt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben der Kolben- und Zylinderanordnung (56) des Kniehebelmechanismus (50) mit der Zwischenplatte (16) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kniehebelmechanismus (50) einen Querhebel (84) aufw -ist, der den hinteren und vorderen Hebel (74, 76 und 60, 62, 64, 66) mit dem Querkopf (54) verbindet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Sensor (150) zur Ermittlung der Schließstellung der Formteile (32, 34).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen weiteren Kniehebelmechanismus (52) und eine entsprechend ausgebildete und angeordnete Kolben- und Zylinderanordnung (58).