DE19719870A1 - Schließeinheit für eine Kunststoffspritzgießmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schließeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Spritzgießmaschinen werden in der Kunststoff­ verarbeitung eingesetzt.

Kunststoffspritzgießmaschinen sind in den vielfältigsten Ausführungen bekannt.

Sie bestehen grundsätzlich aus einem C-förmigen Maschi­ nenrahmen, an dessen einen Schenkel eine hydraulische Schließeinheit mit einer festen Werkzeugaufspannplatte befestigt ist und an dessen anderen Schenkel eine Ver­ fahreinheit mit einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte gelagert ist.

Zur Verfahreinheit gehören vorzugsweise vier, gleichmä­ ßig auf einem Teilkreis angeordnete, in Verfahrrichtung zeigende und freitragende Säulen, die an ihren freien Enden zu Klauen ausgeformt sind.

Als Gegenstücke zu diesen Klauen befinden sich der hy­ draulischen Schließeinheit ebenfalls vier entsprechend ausgeformte und mit den freien Enden der Kolbenstangen verbundene Verriegelungsbuchsen.

Über diese vierfache mechanische Schließverbindung von Säulen und hydraulischen Schließkolben wird während des Spritzgießvorganges die aufgebrachte Schließkraft glei­ chermaßen auf beide Werkzeughälften übertragen.

Eine Schließeinheit mit einer solchen Veriegelungsart ist in der DD 274 590 A1 des Anmelders beschrieben. Jede der vier hydraulischen Verriegelungseinheiten be­ steht aus einer Kolben-Zylinder-Einheit mit einer beweg­ lichen Kolbenstange. Dabei ist das freie Ende der Kolbenstange der entsprechenden Säule der Verfahreinheit zugewandt und in gleicher Weise wie die Klaue der Säule als sternförmige Klaue ausgebildet. Beide Klauen besit­ zen je eine äußere Schulter zur Übertragung der Schließ­ kraft.

Die drehbare Klauenbuchse als mechanisches Verbindungs­ glied beider Klauen ist im festen Schenkel des Maschi­ nenrahmens gelagert und besitzt zwei innere Schultern zur Übertragung der Schließkraft.

In der Schließstellung befinden sich beide gegenüberlie­ genden Klauen in der in einer bestimmten radialen Stel­ lung festgehaltenen Klauenbuchse. Durch eine von außen eingeleitete Drehung der Klauenbuchse kommen die Schul­ tern der Klauen und der Klauenbuchse in Überdeckung und realisieren somit eine achsial belastbare Verbindung zwischen der Kolben-Zylinder-Einheit und der Säule.

Diese Verriegelungseinheit erfüllt alle funktionellen Anforderungen.

Von entscheidendem Nachteil ist aber der sehr hohe Fer­ tigungsaufwand. Immerhin müssen für jede Verriegelungs­ einheit zwei Klauenpaare mit einer bekanntermaßen komplizierten Kontur hergestellt werden.

Der dafür erforderliche fertigungstechnische Aufwand treibt die Herstellungskosten in eine ungerechtfertigte Höhe.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Schließeinheit der vorliegenden Gattung derart auszubilden, daß jede Ver­ bindung nur ein Klauenpaar besitzt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Un­ teransprüchen 2 bis 4.

Die Erfindung beseitigt die Nachteile des Standes der Technik.

Von besonderem Vorteil ist dabei die Einsparung von Ko­ sten bei der Herstellung der Schließeinheit. Die aufwen­ dige Herstellung der Konturen von einem kompletten Klauenpaar wird ersetzt durch die relativ einfache Her­ stellung von rotationssymmetrischen Einzelteilen.

Ein weiterer Vorteil tritt dadurch ein, daß die erste Kraftübertragungsfläche aus dem Bereich der festen Werk­ zeugaufspannplatte in den freien Bereich in Höhe der nächstliegenden Formwerkzeughälfte verlegt wird. Dadurch wird in der geöffneten Position der Schließeinheit er­ heblicher Freiraum für die Werkzeugeinrichtarbeiten ge­ wonnen.

Der Puffer dämpft ein mögliches Aufschlagen der Säule gegen die Kolbenstange und vermeidet damit Beschädigun­ gen und Lärmbelästigung.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei­ spiel näher erläutert werden.

Dazu zeigen

Fig. 1 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Schließeinheit und

Fig. 2 einen Teilschnitt der erfindungsgemäßen Klauenverbindung.

Auf Grund der allgemeinen Kenntnis über den Aufbau einer Kunststoffspritzgießmaschine ist in der Fig. 1 vom C-för­ migen Maschinenrahmen mit seinen beiden Schenkeln nur das Maschinenbett 1 andeutungsweise dargestellt.

An einem der Schenkeln ist eine feste Werkzeugaufspann­ platte 2 befestigt und an dem anderen Schenkel ist eine Verfahreinheit 3 mit einer beweglichen Werkzeugaufspann­ platte 4 gelagert.

Die Verfahreinheit 3 wird über ihren gesamten Verfahrweg im Maschinenbett 1 geführt. Angetrieben wird sie von ei­ nem nicht dargestellten Hydraulikantrieb.

An der Innenfläche der festen Werkzeugaufspannplatte 2 ist eine Formwerkzeughälfte 5 und an der Innenseite der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 4 ist die andere Formwerkzeughälfte 6 befestigt.

Zur Verfahreinheit 3 gehören Schließsäulen 7, die in der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 4 gelagert sind, auf der formwerkzeugabgewandten Seite durch ein Joch 8 ver­ bunden sind, mit ihren freien Enden die bewegliche Form­ werkzeughälfte 6 überragen und deren freien Enden als sternförmige Klaue 9 mit einer Schulter ausgeformt sind. In der festen Werkzeugaufspannplatte 2 sind in gleicher Weise wie die Schließsäulen 7 vier hydraulische Verrie­ gelungseinheiten 10 angeordnet, die jeweils aus einem stationären Zylinder 11 und einem beweglichen Schließ­ kolben 12 mit einer Kolbenstange 13 bestehen. Dabei ist die Kolbenstage 13 mit ihrem freien Ende der zugehörigen Schließsäule 7 zugewandt.

Der Schließkolben 12 ist hülsenartig ausgebildet und be­ sitzt eine mittige und durchgehende Stufenbohrung. In dieser Stufenbohrung ist eine antreibbare und drehbare Verriegelungsbuchse 14 gelagert, die wiederum in einer Durchgangsbohrung die Kolbenstange 13 aufnimmt und die eine äußere Durchmesserstufung besitzt. Dabei bilden die Stufenbohrung des Schließkolbens 12 und die äußere Durchmesserstufung der Verriegelungsbuchse 14 eine axi­ ale Kraftübertragungsfläche 15. Der Schließkolben 12, die drehbare Verriegelungsbuchse 14 und die Kolbenstange 13 schließen auf der formwerkzeugabgewandten Seite bün­ dig ab und lagern an einem Kolbendeckel 16. Über Verbin­ dungselemente sind der Schließkolben 12, der Kolben­ deckel 16 und die Kolbenstange 13 untereinander starr und über ein Sicherungselement 17 mit der festen Werkzeugaufspannplatte 2 drehfest aber axial verschiebbar verbunden.

Die Verriegelungsbuchse 14 überragt die Kolbenstange 13 auf der deckelabgewandten Seite in der Länge.

In diesem überragenden Bereich der Verriegelungsbuchse 14 ist ein innerer Freiraum 18 ausgestaltet, in den deckel­ seitig die Durchgangsbohrung und säulenseitig eine Klauenöffnung 19 mit einer der Form der Klaue 9 angepaß- ten Kontur einmünden.

Durch die Durchmesserstufung zwischen dem Freiraum 18 und der Klauenöffnung 19 wird eine Schulter erzeugt, die in Verbindung mit der Schulter an der Klaue 9 eine wei­ tere axiale Kraftübertragungsfläche 20 bildet. Diese Kraftübertragungsfläche 20 an der Klaue 9 ist ent­ gegenwirkend zur Kraftübertragungsfläche 15 am Schließ- kolben 12 ausgerichtet.

Die Kolbenstange 13 trägt an ihrer freien Stirn einen elastischen Puffer 21.

Zum Schließen beider Formwerkzeughälften 5 und 6 fährt die hydraulisch angetriebene Verfahreinheit 3 zunächst im Eilgang auf die feste Werkzeugaufspannplatte 2 zu und schaltet auf eine entsprechend geringere Verfahrge­ schwindigkeit um, wenn die Klauen 9 in den Bereich der Verriegelungseinheiten 10 gelangen. Mit dieser langsamen Geschwindigkeit durchqueren die Klauen 9 die entspre­ chend radial ausgerichteten Klauenöffnungen 19 der Ver­ riegelungsbuchse 14. Danach wird der Vorschub der Verfahreinheit 3 unterbrochen, wobei ein möglicher Auf­ prall der Klauen 9 auf die feststehende Kolbenstange 13 durch die elastischen Puffer 21 gedämpft wird.

Durch einen nichtdargestellten radialen Antrieb wird an­ schließend die Verriegelungsbuchse 14 um einen bestimm­ ten Winkelweg verdreht, wodurch die sternförmigen Konturen der Klauen 9 und der Klauenöffnungen aus der Überdeckung geraten. Diese Drehbewegung wird möglich, weil die Verriegelungsbuchse 14 belastungsfrei ist und weil sie nach außen und nach innen ausreichend gleitge­ lagert ist.

Wiederum nicht dargestellt ist ein hydraulischer An­ trieb, der den Schließkolben 12 der Verriegelungseinheit 10 kolbenstangenseitig belastet und ihn in sich von der Verfahreinheit 3 entfernender Richtung bewegt. Dieser Bewegung folgen der Kolbendeckel 16 und die Kolbenstange 13 auf Grund ihrer starren Verbindung. Dieser Bewegung folgt aber auch die Kolbenstange 13, weil sie über die zweite Kraftübertragungsfläche 15 axial belastet wird. Gleichzeitig kommen die Schultern der Klauen 9 und die der Klauenöffnungen 19 auf Anschlag und bilden die zwei­ te Kraftübertragungsfläche 20.

Somit wird ein Kraftfluß vom hydraulischen Antrieb der Verriegelungseinheit 10 über den Schließkolben 12, der Verriegelungsbuchse 13, den Schließsäulen 7 auf die be­ wegliche Werkzeugaufspannplatte 4 der Verfahreinheit 3 erzeugt, wodurch beide Formwerkzeughälften 5 und 6 auf­ einanderpreßt und während des Spritzvorganges zusammen­ gehalten werden.

Die Schließeinheit wird geöffnet, in dem der Schließkol­ ben 12 kolbenseitig belastet wird, wodurch sich die Schultern der Klauen 9 und die Schultern der Klauenöff­ nungen 19 voneinander abheben. Dadurch wird die Verrie­ gelungsbuchse 14 entlastet und damit schaltbar. Durch Drehung der Verriegelungsbuchse 14 kommen die Konturen der Klauen 9 und der Klauenöffnungen 19 wieder in Über­ deckung, so daß die nun angetriebene Verfahreinheit 3 beide Formwerkzeughälften auseinanderbringt.

Bezugszeichenliste

1

Maschinenbett

2

feste Werkzeugaufspannplatte

3

Verfahreinheit

4

bewegliche Werkzeugaufspannplatte

5

Formwerkzeughälfte

6

Formwerkzeughälfte

7

Schließsäule

8

Joch

9

Klaue

10

Verriegelungseinheit

11

Zylinder

12

Schließkolben

13

Kolbenstange

14

Verriegelungsbuchse

15

Zweite Kraftübertragungsfläche

16

Kolbendeckel

17

Sicherungselement

18

Freiraum

19

Klauenöffnung

20

erste Kraftübertragungsfläche

21

elastischer Puffer

Claims (4)

1. Schließeinheit für eine Kunststoffspritzgießmaschi­ ne, bestehend aus

• - einer Verfahreinheit (3) mit einer beweglichen Werk­ zeugaufspannplatte (4) und mehreren freitragenden Schließsäulen (7), wobei die freien Enden der Schließ­ säulen (7) als Klauen (9) ausgebildet sind und
• - einer Verriegelungseinheit (10) mit hydraulischen Schließkolben (12) und drehbaren, jede Schließsäule (7) und den zugehörigen Schließkolben (12) miteinander ver­ bindenden Verriegelungsbuchsen, wobei jede Verriege­ lungsbuchse eine auf die Klaue (9) der jeweiligen Schließsäule (7) abgestimmte Klauenöffnung (19) besitzt und
• - zwischen der Verriegelungsbuchse und der Schließsäule (7) einerseits eine erste Kraftübertragungsfläche (20) und zwischen der Verriegelungsbuchse und dem Schließkol­ ben (12) andererseits eine zweite Kraftübertragungsflä­ che gebildet wird,
  dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Kraftübertra­ gungsfläche (20) wie an sich bekannt in einem Freiraum (18) der Verriegelungsbuchse (14) befindet und die zwei­ te Kraftübertragungsfläche (15) am Umfang der Verriegelungsbuchse (14) dadurch gebildet wird, daß die Verrie­ gelungsbuchse (14) eine äußere Durchmesserstufung mit einer in Schließrichtung wirkenden Schulter besitzt und die von einer in gleicher Richtung wirkenden Schulter einer Stufenbohrung des Schließkolbens (12) umfaßt wird.

2. Schließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkolben (12) über einen stirnseitigen Kolbendeckel (16) starr mit ei­ ner Kolbenstange (13) verbunden ist und die Verriege­ lungsbuchse (14) radial zwischen dem Schließkolben (12) und der Kolbenstange (13) mit einer bis zum Kolbendeckel (16) reichenden axialen Erstreckung angeordnet ist.

3. Schließeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine axiale Verlänge­ rung der Verriegelungsbuchse (14) und einer gleicherma­ ßen Verkürzung der Schließsäulen (7) die erste Kraftübertragungsfläche (20) bis in Höhe der Formwerk­ zeughälfte (6) verlagert wird.

4. Schließeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Kolben­ stange (13) einen gegenüber der Klaue (9) wirkenden, elastischen Puffer (21) trägt.