DE102010034451B4

DE102010034451B4 - Auswerfervorrichtung mit Zusatz-Auswerferkraft

Info

Publication number: DE102010034451B4
Application number: DE102010034451A
Authority: DE
Inventors: Stefan Eppich
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2030-08-17
Also published as: US8444409B2; DE102010034451A1; CN101992529A; CN101992529B; US20110064843A1

Abstract

Auswerfervorrichtung (1) für eine Spritzgießmaschine, mit an einer bewegbaren Auswerferplatte (2) angebrachten, durch eine Antriebsvorrichtung (3) antreibbaren Auswerferstiften (4) zum Auswerfen von Spritzgießteilen (5) aus einer Kavität (6) eines Spritzgießwerkzeugs (7), wobei die Auswerferplatte (2) durch die Antriebsvorrichtung (3) mit einer bestimmten, auf ein Spritzgießteil (5) wirkenden Normal-Auswerferkraft (N) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstärkungsmechanismus (8) vorgesehen ist, der bei Vorliegen eines verklemmten Spritzgießteils (5) die auf das Spritzgießteil (5) wirkende Auswerferkraft auf eine erhöhte Zusatz-Auswerferkraft (Z) zum Auswerfen des verklemmten Spritzgießteils (5) über die von der Antriebsvorrichtung (3) zur Verfügung gestellte bzw. stellbare bestimmte Normal-Auswerferkraft (N) verstärkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswerfervorrichtung für eine Spritzgießmaschine, mit an einer bewegbaren Auswerferplatte angebrachten, durch eine Antriebsvorrichtung antreibbaren Auswerferstiften zum Auswerfen von Spritzgießteilen aus einer Kavität eines Spritzgießwerkzeugs, wobei die Auswerferplatte durch die Antriebsvorrichtung mit einer bestimmten, auf ein Spritzgießteil wirkenden Normal-Auswerferkraft verfahrbar ist und eine Spritzgießmaschine mit einer derartigen Auswerfervorrichtung.
Derartige Vorrichtungen, wie beispielsweise in WO 2002057062 A1 beschrieben, dienen dem Auswerfen von halb verfestigten oder ganz verfestigten Spritzgießteilen aus der Kavität. Vor allem wenn das Spritzgießprodukt Hinterschneidungen aufweist, kann es beim Auswerfen aber zu Problemen kommen. Ein Beispiel für solche Spritzgießprodukte sind Schraubkappen für Getränkeflaschen, die ein Innengewinde aufweisen. Um diese vom Negativteil (mit Außengewinde) des Spritzgießwerkzeugs zu lösen, streifen Auswerferstifte das noch nicht gänzlich ausgehärtete Spritzgießteil von der einen Werkzeughälfte des Spritzgießwerkzeugs ab. Da das Plastik noch nicht gänzlich ausgehärtet ist, weitet sich die Schraubkappe und lässt sich somit über das Negativgewinde der kavitätbildenden Werkzeughälfte streifen und kehrt danach wieder in die ursprüngliche Form zurück.
Wenn es aber zu Verzögerungen, Unterbrechungen oder Veränderungen während eines Spritzzyklus kommt, kann es vorkommen, dass das Spritzgießprodukt zu stark aushärtet, wodurch ein Abstreifen nur mehr erschwert möglich ist und es zu Verklemmungen beim Auswerfen kommt. Damit kommt es zu einem Stillstand beim Auswerfvorgang, der beispielsweise durch das händische Herausdrehen des verklemmten Spritzgießprodukts gelöst werden kann. Dies ist allerdings ein sehr zeitaufwändiger und uneffektiver Vorgang.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte und effektivere Auswerfvorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird für eine Auswerfervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass ein Verstärkungsmechanismus vorgesehen ist, der bei Vorliegen eines verklemmten Spritzgießteils die auf das Spritzgießteil wirkende Auswerferkraft auf eine erhöhte Zusatz-Auswerferkraft zum Auswerfen des verklemmten Spritzgießteils über die von der Antriebsvorrichtung zur Verfügung gestellte bzw. stellbare bestimmte Normal-Auswerferkraft verstärkt. Dadurch kann auch bei starker Verklemmung bzw. hoher Haftreibung zwischen Form und Formteil durch die ausgeübte Zusatzkraft die feststeckende Schraubkappe vom Spritzgießwerkzeug gelöst werden und es tritt wenn dann nur eine kurze Unterbrechung auf. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Verstärkungsmechanismus separat von der Antriebsvorrichtung ausgebildet ist. Weiterhin wird die Aufgabe mit einer Spritzgießmaschine gemäß Anspruch 8 gelöst mit einer derartigen Auswerfervorrichtung.
Eine vorteilhafte Ausführungsform kann hierzu vorsehen, dass die Zusatzbetrieb-Auswerferkraft zumindest das Doppelte der Normal-Auswerferkraft beträgt. Bevorzugt kann die Auswerferkraft von 2 Kilonewton pro Kavität auf ca. 4 Kilonewton erhöht werden.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorsehen, dass die Antriebsvorrichtung einen ersten Betriebsmodus für die Normal-Auswerferkraft und der Verstärkungsmechanismus einen Zusatzmotor für einen zweiten Betriebsmodus umfasst, wobei im zweiten Betriebsmodus der Zusatzmotor vorzugsweise über eine Hilfsspindel Verstärkungsplatten gegen die Auswerferplatte drückt. Das Umschalten zwischen den einzelnen Betriebsmodi kann dabei automatisch durch einen Detektor mit entsprechender Steuerung/Regelung erfolgen, oder aber händisch durch einen Bediener umgeschaltet werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform hierzu kann vorsehen, dass der Zusatzmotor über einen Riementrieb zwei im Wesentlichen parallel zu einer Hauptspindel der Antriebsvorrichtung angeordnete Hilfsspindeln antreibt, an welchen die Verstärkungsplatten angebracht sind.
Ein zweites konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass der Verstärkungsmechanismus eine mit der Antriebsvorrichtung und der Auswerferplatte in Verbindung stehende Hebelanordnung umfasst, die durch eine Veränderung der Winkelstellung der einzelnen Hebel zueinander bzw. in der Hebelanordnung die von der Antriebsvorrichtung zur Verfügung gestellte Normal-Auswerferkraft bis zur Auswerferplatte auf die Zusatz-Auswerferkraft verstärkt.
Bevorzugt ist dazu vorgesehen, dass die Hebelanordnung gelenkig einerseits mit einer von der Antriebsvorrichtung angetriebenen Hauptspindel und andererseits mit der Auswerferplatte verbunden ist.
Besonders bevorzugt kann dies dadurch erreicht werden, dass der Verstärkungsmechanismus eine Hebelanordnung und eine zwischen Hauptspindel und Auswerferplatte angeordnete Feder umfasst, deren Federkraft über der Normal-Auswerferkraft liegt, wobei sich bei durch ein verklemmtes Spritzgießteil entstehender, auf die Auswerfbewegung der Auswerferplatte wirkender Gegenkraft der Abstand zwischen Hauptspindel und Auswerferplatte durch Zusammendrücken der Feder verringert und sich die Winkel der Hebel der Hebelanordnung relativ zueinander verstellen, wodurch die Normal-Auswerferkraft der Auswerferplatte auf die Zusatz-Auswerferkraft zum Auswerfen des verklemmten Spritzgießteils verstärkt wird. Das heißt mit anderen Worten, dass im Normalbetrieb die Feder im Wesentlichen immer entspannt bleibt, da die Normal-Auswerferkraft von ca. 2 Kilonewton die Feder gar nicht spannen kann. Erst bei einer beispielsweise durch ein verklemmtes Spritzgießteil auftretenden Gegenkraft wird die Feder zusammengedrückt. Dadurch erfolgt eine Änderung der Winkelverstellung, wodurch eine entsprechende Kraftübersetzung von der Antriebsvorrichtung auf die Auswerferplatte zur Erhöhung der Auswerferkraft auftritt.
Weitere alternative Ausführungsformen können beispielsweise vorsehen, dass die Auswerfervorrichtung einen Getriebemechanismus, vorzugsweise mit Zahnstangen und Zahnrädern aufweist, die durch einen Übersetzungsmechanismus ausgehend von der gleichen Motorleistung mehr Auswerfkraft auf die Auswerferplatte bringen. Dazu wird bei weniger Hub mehr Kraft auf die Auswerferplatte gebracht.
Gemeinsam ist den drei konkreten Ausführungsbeispielen (Zusatzmotor, Hebelanordnung, Getriebeübersetzung), dass der Eilhub (schnell und wenig Kraft) im Normalbetrieb unterschiedlich zum Krafthub (langsam und viel Kraft) im Zusatzbetrieb ist.
Schutz wird außerdem begehrt für eine Spritzgießmaschine mit einer Auswerfervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:
1 einen Schnitt durch die Schließseite einer Spritzgießmaschine mit einer Auswerfervorrichtung,
2 die Darstellung gemäß 1 bei geöffnetem Spritzgießwerkzeug,
3 eine Rückansicht der Schließseite einer Spritzgießmaschine mit Zusatzmotor,
4 einen Schnitt durch die Auswerfervorrichtung mit Hebelanordnung im Normalbetrieb,
5 einen Schnitt durch die Auswerfervorrichtung mit Hebelanordnung beim Lösen der Verklemmung und
6 einen Schnitt durch die Auswerfervorrichtung nach gelöster Verklemmung.
1 zeigt die Schließseite einer Spritzgießmaschine mit einer Auswerfvorrichtung 1 im ersten Betriebsmodus BM1. Generell weist die Schließseite einer Spritzgießmaschine die feststehende Formaufspannplatte 20 und die bewegbare Formaufspannplatte 21 mit dazwischen angeordnetem, zweiteiligem Spritzgießwerkzeug 7 auf. Zwischen den beiden Hälften des Spritzgießwerkzeugs 7 ist dabei die Kavität 6 ausgeführt, die in dieser Darstellung bereits mit der durch die Einspritzdüse 22 eingespritzten, das Spritzteil 5 bildenden Schmelze gefüllt ist.
Die Auswerfervorrichtung 1 umfasst die Antriebsvorrichtung 3, welche über die Spindel 13 die Auswerferplatte 2 translatorisch antreibt. An dieser Auswerferplatte 2 sind die die bewegbare Formaufspannplatte 21 durchsetzenden Auswerferstifte 4 angeordnet, welche an ihrem vorderen Ende Auswerfstiftfortsätze 23 aufweisen, die direkt am Spritzgießteil 5 angreifen und bei translatorischer Bewegung dieses Spritzgießteil 5 über den Gewinderkern der Werkzeughälfte 7 abstreifen können. Für die Zusatz-Auswerferkraft Z verfügt die Auswerfervorrichtung 1 über einen Verstärkungsmechanismus 8, welcher einen Zusatzmotor 9, ein Riemenantriebsrad 19, einen Riemenantrieb 12, zwei Hilfsspindeln 10 und zwei Verstärkungsplatten 11 umfasst. Der Zusatzmotor 9 kann dabei direkt auf das Riementriebrad 19 oder auf eine der beiden Hilfsspindeln 10 wirken. Die Verstärkungsplatten 11 sind an verdrehsicheren Verstärkungsplattenführungen 18 geführt. Die Hilfsspindeln 10 sind in Kugellagern 17 in der bewegbaren Formaufspannplatte 21 gelagert. Die translatorische Bewegung der Hilfsspindel 10 wird durch die mit dem Ringantrieb 12 angetriebene Spindelmutter 26 erzeugt.
Die linke Werkzeughälfte 7 weist die Negativform des Innengewindes 25 für die herzustellende Schraubkappe in Form eines Außengewindes 24 auf, dessen Hinterschneidungen beim Abstreifen eines zu stark erkalteten bzw. ausgehärteten Spritzgießprodukts 5 (Schraubkappe) zu Problemen wie beispielsweise Verklemmungen beim Abstreifen führen kann.
2 zeigt die Schließseite einer Spritzgießmaschine mit Auswerfvorrichtung 1 im zweiten Betriebsmodus BM2, in welchem die erwähnte Verklemmung lösbar ist. Dabei ist der Verstärkungsmechanismus 8 aktiviert (z. B. nach Detektierung einer Gegenkraft G bzw. Verklemmung durch den Detektor 31), wodurch über den Zusatzmotor 9 und das Riemenantriebsrad 19 und den Riementrieb 12 mittels der sich drehenden Hilfsspindeln 10 und der daran geführten Verstärkungsplatten 11 Zusatz-Auswerferkraft Z auf die Auswerferplatte 2 ausgeübt werden kann. Durch einen im zweiten Betriebsmodus BM2 vorliegenden stärkeren Krafthub kann mittels der an der Auswerferplatte 2 montierten Auswerferstifte 4 und deren Auswerferstiftfortsätzen 23 das verklemmte Spritzgießteil 5 von der linken Werkzeughälfte 7 abgestreift werden. Mit anderen Worten unterstützen bei diesem zweiten Betriebsmodus BM2 die Verstärkungsplatten/Antriebslaschen 11 die eigentliche Auswerferplatte 2. In diesem zweiten Betriebsmodus BM2 können entweder der Motor der Antriebsvorrichtung 3 und der Zusatzmotor 9 synchron geschaltet sein, oder aber auch der Zusatzmotor 9 allein (bei ausgeschaltetem Standardantrieb der Antriebsvorrichtung 3) genügend Zusatz-Auswerferkraft Z auf das verklemmte Spritzgießteil 5 ausüben.
In 3 ist eine Rückenansicht der Schließseite gegenüber den 1 und 2 dargestellt. Darin ist der Zusatzmotor 9 ersichtlich.
4 zeigt die Auswerfervorrichtung 1 im Normalbetrieb vor dem Auswerfen eines hier nicht dargestellten Spritzgießprodukts 5 durch die Auswerferstifte 4. In diesem Fall genügt die Normal-Auswerferkraft N um das besagte Spritzgießteil 5 auszuwerfen. Dabei bleibt die gesamte Hebelanordnung 14 in dieser Stellung. Die Auswerferkraft wird somit von der Antriebsvorrichtung 3 über die Hauptspindel 13 und die auf die Normal-Auswerfkraft N vorgespannte Feder 15 auf die Auswerferplatte 2 übertragen. In der dargestellten Ausgangsstellung liegen an den Anschlagbolzen 27 in der bewegbaren Formaufspannplatte 21 die Hebelanschläge 28 an.
In 5 ist erkennbar, wie die Hebelanordnung 14 und die Feder 15 zusammen den Verstärkungsmechanismus 8 bilden. In diesem Fall wirkt durch ein hier nicht dargestelltes verklemmtes Spritzgießteil 5 eine (durch erhöhte Haftreibung zwischen Form und Formteil erzeugte) Gegenkraft G über die Auswerferstifte 4 auf die Auswerferplatte 2. Da nun diese Gegenkraft G und die Normal-Auswerferkraft N im Bereich der Feder 15 zusammentreffen, wird diese Feder 15 zusammengedrückt, wodurch eine Winkelverstellung der einzelnen Hebel 16 der Hebelanordnung 14 zueinander erfolgt. Dies lässt sich auch daran erkennen, dass der Abstand A zwischen Auswerferplatte 2 und Hauptspindel 13 bzw. deren Hauptspindelgelenk 30 gegenüber dem in 4 dargestellten Abstand A verkürzt ist. Durch die Hebelwirkung wird dabei eine Zusatz-Auswerferkraft Z erzeugt, die ausreicht, um die Gegenkraft G zu überwinden. Somit ist in 5 die Hebelanordnung 14 zusammen gerade beim Überwinden der Gegenkraft G bzw. beim Loslösen des Spritzgießteils 5 vom linken Spritzgießwerkzeug 7 dargestellt. Anders ausgedrückt wird die Haftreibung zwischen Formteil und Form überwunden.
6 zeigt dann den weiteren Auswerfervorgang nach dem Losbrechen/Loslösen des Formteils, wobei die Haftreibung bereits in eine Gleitreibung zwischen Formteil und Form übergegangen ist, die durch die Normal-Auswerferkraft N allein überwunden werden kann.
Durch diese Vorrichtung ist somit eine automatische mechanische Krafterhöhung im Falle einer Gegenkraft G gegeben. Die Kraftübersetzung durch die Änderung der Winkelstellung der Hebel 16 der Hebelanordnung 14 zueinander reicht aus, um die Auswerferkraft derart zu erhöhen, dass ein verklemmtes Spritzgießteil 5 ausgeworfen bzw. abgestreift werden kann.

Claims

Auswerfervorrichtung (1) für eine Spritzgießmaschine, mit an einer bewegbaren Auswerferplatte (2) angebrachten, durch eine Antriebsvorrichtung (3) antreibbaren Auswerferstiften (4) zum Auswerfen von Spritzgießteilen (5) aus einer Kavität (6) eines Spritzgießwerkzeugs (7), wobei die Auswerferplatte (2) durch die Antriebsvorrichtung (3) mit einer bestimmten, auf ein Spritzgießteil (5) wirkenden Normal-Auswerferkraft (N) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstärkungsmechanismus (8) vorgesehen ist, der bei Vorliegen eines verklemmten Spritzgießteils (5) die auf das Spritzgießteil (5) wirkende Auswerferkraft auf eine erhöhte Zusatz-Auswerferkraft (Z) zum Auswerfen des verklemmten Spritzgießteils (5) über die von der Antriebsvorrichtung (3) zur Verfügung gestellte bzw. stellbare bestimmte Normal-Auswerferkraft (N) verstärkt.
Auswerfervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbetrieb-Auswerferkraft (Z) zumindest das Doppelte der Normal-Auswerferkraft (N) beträgt.
Auswerfervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (3) einen ersten Betriebsmodus (BM1) für die Normal-Auswerferkraft (N) und der Verstärkungsmechanismus (8) einen Zusatzmotor (9) für einen zweiten Betriebsmodus (BM2) umfasst, wobei im zweiten Betriebsmodus (BM2) der Zusatzmotor (9) vorzugsweise über eine Hilfsspindel (10) Verstärkungsplatten (11) gegen die Auswerferplatte (2) drückt.
Auswerfervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzmotor (9) über einen Riementrieb (12) zwei im Wesentlichen parallel zu einer Hauptspindel (13) der Antriebsvorrichtung (3) angeordnete Hilfsspindeln (10) antreibt, an welchen die Verstärkungsplatten (11) angebracht sind.
Auswerfervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsmechanismus (8) eine mit der Antriebsvorrichtung (3) und der Auswerferplatte (2) in Verbindung stehende Hebelanordnung (14) umfasst, die durch eine Veränderung der Winkelstellung der einzelnen Hebel (16) zueinander die von der Antriebsvorrichtung zur Verfügung gestellte Normal-Auswerferkraft (N) bis zur Auswerferplatte (2) auf die Zusatz-Auswerferkraft (Z) verstärkt.
Auswerfervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelanordnung (14) gelenkig einerseits mit einer von der Antriebsvorrichtung (3) angetriebenen Hauptspindel (13) und andererseits mit der Auswerferplatte (2) verbunden ist.
Auswerfervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsmechanismus (8) eine Hebelanordnung (14) und eine zwischen Hauptspindel (13) und Auswerferplatte (2) angeordnete Feder (15) umfasst, deren Federkraft über der Normal-Auswerferkraft (N) liegt, wobei sich bei durch ein verklemmtes Spritzgießteil (5) entstehender, auf die Auswerfbewegung der Auswerferplatte (2) wirkender Gegenkraft (G) der Abstand (A) zwischen Hauptspindel (13) und Auswerferplatte (2) durch Zusammendrücken der Feder (15) verringert und sich die Winkel der Hebel (16) der Hebelanordnung (14) relativ zueinander verstellen, wodurch die Normal-Auswerferkraft (N) der Auswerferplatte (2) auf die Zusatz-Auswerferkraft (Z) zum Auswerfen des verklemmten Spritzgießteils (5) verstärkt wird.
Spritzgießmaschine mit einer Auswerfervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.