DE2802434C3 - Verriegelungsvorrichtung für Formteile - Google Patents
Verriegelungsvorrichtung für FormteileInfo
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/64—Mould opening, closing or clamping devices
- B29C45/68—Mould opening, closing or clamping devices hydro-mechanical
- B29C45/681—Mould opening, closing or clamping devices hydro-mechanical using a toggle mechanism as mould clamping device
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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 (5)
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).
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