DE4328844C2 - Spritzgießmaschine, insbesondere Kunststoffspritzgießmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine, insbesondere Kunststoff- Spritzgießmaschine, mit einer an einem Kniehebelsystem angeschlossenen Form­ schließeinheit, deren bewegliche Werkzeugträgerplatte von einem Servomotor über eine Spindelmutter antreibbar ist.

Vor allem beim Kunststoffspritzgießen werden mittels Servomotor angetriebene Form­ schließeinheiten verwendet. Es sind elektrisch betriebene Systeme dieser Art bekannt (EP 0 164 419 A1), bei denen der Kreuzkopf einer Doppelkniehebel-Schließeinheit mit­ tels einer Spindel-Muttern-Kombination angetrieben wird. Allerdings hat sich herausge­ stellt, daß sich mit diesen Antriebssystemen keine spielfreie, gleichförmige Bewegung der Werkzeugträgerplatte erreichen läßt. Außerdem muß der Antriebsmotor stark überdimen­ sioniert werden, um Verfahrgeschwindigkeiten zu ermöglichen, die sich mit denen von Spritzgießmaschinen mit anderen, martküblichen Antriebssystemen vergleichen lassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Spritzgießmaschi­ ne zu schaffen, bei der ohne Überdimensionierung des Antriebsmotors eine spielfreie, gleichförmige Bewegung der Werkzeugträgerplatte möglich ist.

In Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine einteilige Antriebsspindel zwei voneinander unabhängige Gewindeab­ schnitte mit unterschiedlichen Steigungen aufweist.

Der Erfindung liegt hierbei die Überlegung zugrunde, daß sich einerseits eine gleichförmi­ ge Bewegung und andererseits ein normal dimensionierter Antriebsmotor erreichen bzw. einsetzen läßt, wenn die vorzugsweise als Kugelumlaufspindel, alternativ als Gewinde­ rollenschraubtrieb ausgebildete Antriebsspindel mehr als lediglich eine, und zwar zwei unterschiedliche Steigungen aufweist. Es läßt sich dann nämlich der eine Gewindeab­ schnitt mit einer größeren und der andere Gewindeabschnitt mit einer kleineren Steigung vorsehen, wobei sich der größere Steigungsbereich für die Bewegung der Werkzeugträ­ gerplatte und der kleinere Steigungsbereich für den Schließkraftaufbau mittels der Bewe­ gung des integrierten Kreuzkopfes verwenden läßt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Servomotor flüssigkeitsgekühlt ist, wodurch sich eine gewünscht niedrige Betriebstemperatur einhalten läßt.

Wenn vorteilhaft der flüssigkeitsgekühlte Servomotor mit einer im Rotor integrierten Hohl­ welle versehen ist, läßt sich die Hohlwelle nach einer Ausgestaltung der Erfindung gleich­ zeitig als Kugelumlaufmutter ausbinden und somit die Antriebsspindel durch den Servo­ motor hindurchführen.

Nach einem Vorschlag der Erfindung läßt sich die Antriebsspindel direkt mit einem Weg­ meßsystem verbinden, was eine exakte Positionsüberwachung der beweglichen Werk­ zeugträgerplatte ermöglicht.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel des Ge­ genstandes der Erfindung anhand einer Spritzgießmaschine mit einer Fünf-Punkt- Kniehebelschließeinheit näher erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 in der Grundstellung, d. h. bei geöffneten Werkzeughälften in sche­ matischer Darstellung eine Spritzgießmaschine mit Formschließein­ heit, als Teilquerschnitt gezeigt; und

Fig. 2 die Spritzgießmaschine gemäß Fig. 1 in der Betriebs­ stellung, d. h. mit geschlossenen Werkzeughälften.

Eine Spritzgießmaschine 1 weist eine feststehende Werkzeugträger­ platte 2 und eine auf Holmen 3 geführte, hin- und herbewegliche Schließplatte bzw. Werkzeugträgerplatte 4 auf. Die Holme 3 sind einerseits in der feststehenden Werkzeugträgerplatte 2 und anderer­ seits in einer Lager- bzw. Stirnplatte 5 angeordnet. Zum Antrieb bzw. zum Verstellen der beweglichen Werkzeugträgerplatte 4 ist diese an ein Fünf-Punkt-Kniehebelsystem 6 angeschlossen, das zudem über einen Kreuzkopf 7 mit einer auf einer als Kugelumlaufspindel ausge­ bildeten Antriebsspindel 8 gelagerten Kugelumlaufmutter 9 verbunden ist.

Die einteilige Antriebsspindel 8 besitzt einen ersten Gewindeab­ schnitt 10 mit einer gegenüber einem zweiten Gewindeabschnitt 11 größeren Steigung. Ein einen ausreichenden Freiraum für die sich linear verstellende Antriebsspindel 10 bereitstellendes Motorgehäuse 12 nimmt einen zum Antrieb verwendeten Servomotor 13 auf. Die sich durch den Servomotor 13 hindurch erstreckende Antriebsspindel 10 wird von einer im Rotor des Servomotors 13 angeordneten, gleichzei­ tig mit einer Kugelumlaufmutter 14 ausgebildeten Hohlwelle 15 aufgenommen. Um Lageveränderungen der beweglichen Werkzeugträger­ platte 4 exakt erfassen zu können, ist die Antriebsspindel 10 mit einem schematisch als Black-Box dargestellten Wegmeßsystem 16 verbunden.

In der in Fig. 1 gezeigten Grundstellung der Spritzgießmaschine 1 sind deren einerseits von der feststehenden Werkzeugträgerplatte 2 und andererseits der beweglichen Werkzeugträgerplatte 4 getragenen Werkzeughälften 17 bzw. 18 geöffnet, d. h. die bewegliche Werkzeug­ trägerplatte 4 ist in eine von der feststehenden Werkzeugträger­ platte 2 entfernte Position verfahren worden. Die eine elektrische Kupplung 19 aufweisende Kugelumlaufmutter 9 des Kniehebelsystems 6 ist geöffnet, so daß sich die Kugelumlaufmutter 9 frei gegenüber dem Kreuzkopf 7 drehen kann. Hingegen ist eine weitere elektrische Kupplung 20 des Kniehebelsystems betätigt, d. h. geschlossen, und die Antriebsspindel 8 ist somit starr mit der beweglichen Werkzeug­ trägerplatte 4 (Schließplatte) verbunden. Sobald nun zum Schließen der Werkzeughälften 17, 18 der Elektro- bzw. Servomotor 13 einge­ schaltet wird, läßt sich aufgrund der im Rotor des Servomotors 13 integrierten Kugelumlaufmutter 14 eine Vorschubbewegung der An­ triebsspindel 8 in Richtung auf die feststehende Werkzeugträger­ platte 2 ermöglichen, wobei für diese Anstellbewegung folglich der die größere Steigung besitzende Gewindeabschnitt 10 der Antriebs­ spindel 8 benutzt wird. Diese Bewegung wird so lange fortgesetzt, bis die beiden den Formhohlraum einschließenden Werkzeughälften 17, 18 aneinanderliegen. Diese Position der Formschließeinheit, in der die Kniehebel des Kniehebelsystems 6 gestreckt sind, ist in Fig. 2 gezeigt.

Damit sich der Schließkraftaufbau mittels Bewegung des Kreuzkopfes 7 auf dem die kleine Steigung aufweisenden Gewindeabschnitt 11 der Antriebsspindel 8 erreichen läßt, werden nun die elektrischen Kupplungen 19 in der Kugelumlaufmutter 9 für den Kreuzkopf 7 sowie 21 - diese besteht aus einer mit einer an dem von dem Kniehebelsy­ stem 6 entfernten Ende der Antriebsspindel 8 angeordneten Kupplungs­ scheibe 22 zusammenarbeitenden elektromagnetischen Kupplung 23 betätigt, während hingegen die elektrische Kupplung 20 gelöst wird, so daß der Antrieb des Kniehebelsystems 6 auf den Gewindeabschnitt 11 mit der kleineren Steigung umgeschaltet wird. Durch Betätigen des Servomotors 13 wird in der Folge aufgrund der geschlossenen Kupplung 21 die Drehbewegung auf die Antriebsspindel 8 übertragen, und durch den Kupplungsschluß der Kupplung 19 des Kreuzkopfes 7 erfährt dieser eine die Hebel des Kniehebelsystems 6 völlig durch­ streckende Längsbewegung. Die verbleibende Wegänderung der bewegli­ chen Werkzeugträgerplatte 4 wird zur Dehnung der Holme 3 sowie zur Stauchung des Gesamtsystems genutzt, so daß sich die benötigte Schließkraft ergibt.

Claims (7)

1. Spritzgießmaschine, insbesondere Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit einer an einem Kniehebelsystem angeschlossenen Formschließ­ einheit, deren bewegliche Werkzeugträgerplatte von einem Servomotor über eine Spindelmutter antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine einteilige Antriebsspindel (8) zwei voneinander unabhängige Gewindeabschnitte (10, 11) mit unterschiedlichen Steigungen aufweist.

2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindel (8) als Kugelumlaufspindel ausgebildet ist.

3. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindel (8) als Gewinderollenschraubtrieb ausgebildet ist.

4. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (13) flüssigkeitsgekühlt ist.

5. Spritzgießmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssigkeitsgekühlte Servomotor (13) mit einer im Rotor integrierten Hohlwelle (15) versehen ist.

6. Spritzgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (15) als Kugelumlaufmutter (14) ausgebildet ist.

7. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspindel (8) direkt mit einem Wegmeßsystem (16) verbunden ist.