DE3226908C1 - Formschließeinheit einer Kunststoffspritzgießmaschine - Google Patents

Description

• Beim Öffnen bzw. Schließen der Spritzgießform gleiten die Zylinderdeckel der Zylinder auf den Mantelflächen der Holme. Dies gilt auch notwendigerweise für die in diese Deckel eingelassenen Ringdichtungen, durch welche die Zylinderräume der Kolben-Zylinder-Einheiten abgedichtet sind. Da die Kolben-Zylinder-Einheiten die Spritzgießform nicht nur öffnen und schließen, sondern auch den Zuhaltedruck für die Spritzgießform beim Einführen des Kunststoffmaterials in die Spritzgießform erzeugen, sind die die Hochdruckräume gießformseitig abdichtenden Ringdichtungen während ihrer Gleitbewegung, d. h. bei Reibungsbeanspruchung extrem hohen Drücken bis zu ca. 400 bar unterworfen.
• Die Erfahrung hat gezeigt, daß die angesprochenen Ringdichtungen einem raschen Verschleiß unterliegen und verhältnismäßig oft ausgewechselt werden müssen.
• Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Formschließeinheit der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß den die Zylinderräume der Kolben-Zylinder-Einheiten abdichtenden Dichtungsorganen eine wesentlich höhere Lebensdauer zukommt.
• Diese Aufgabe wird erfincungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
• Versuche haben gezeigt, daß bei einer solchen Ausbildung den die Hochdruckräume begrenzenden Dichtringen eine Lebensdauer zukommt, die das Vielfache der bisherigen beträgt. Dies kann vermutlich nur zum Teil auf die Tatsache zurückgeführt werden, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung die die Hochdruckräume rückseitig abdichtenden Dichtungsringe stationär sind, also überhaupt keiner Reibungsbeanspruchung mehr unterworfen sind. Denn die Kolbendichtungen sind nach wie vor einer solchen Reibungsbeanspruchung unterworfen. Sie gleiten allerdings nicht auf der Mantelfläche des zugehörigen Holms sondern auf der inneren Mantelfläche des zugehörigen Zylinders.
• Vermutlich spielen bei der zu erzielenden höheren Lebensdauer der Dichtungsringe, die durch Versuche erwiesen ist, andere Faktoren eine wesentliche Rolle.
• Manches spricht dafür, daß bei den bekannten hydraulischen Systemen die Ringdichtungen durch die von ihnen überfahrenen Mantelflächen der Holme verletzt werden. Diese Mantelflächen liegen nämlich bei geöffneter Spritzgießform im Spannraum der Spritzgießform offen, d. h. sie sind nicht abgedeckt. Daß diese Mantelflächen unter diesen Voraussetzungen, insbesondere beim Gießformwechsel oder beim Anbau und Abbau von Sondereinheiten trotz Oberflächenveredlung der Holme mikroskopisch kleine Beschädigungen, z. B. durch Anstoßen, erleiden, ist für den Praktiker ohne weiteres einsichtig. Dies gilt insbesondere beim Einsatz von wenig geschultem Personal. Solche Verletzungen durch beschädigte Mantelflächen der Holme sind bei der erfindungsgemäßen Lösung prinzipiell ausgeschlossen.
• Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ergibt sich der zusätzliche Vorteil einer Verkürzung der Formschließeinheit um etwa die Länge eines Schließ- bzw.
• Öffnungshubes. Ferner ergibt sich der Vorteil, daß die Holme durchgehend gleichen Durchmesser aufweisen können, was fertigungstechnisch sehr günstig ist.
• Schließlich entfällt eine zweite Stützplatte zur Bildung des starren Führungsrahmens, indem dieser Führungsrahmen durch die erste Stützplatte gebildet ist, an welcher die stationären Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten zentriert sind. Nicht zuletzt entsprechen die Kolben-Zylinder Einheiten mit Bezug auf die Größe der beaufschlagten Kolbenflächen weit mehr den jeweiligen Erfordernissen unterschiedlicher Drücke beim Schließen bzw. Öffnen der Gießformhälfte einerseits und beim Aufbau des Zuhaltedruckes andererseits. Denn die beim Zuhaltedruck beaufschlagte Kolbenfläche ist wesentlich größer als die beim Öffnen bzw. Schließen der Gießform beaufschlagte Kolbenfläche.
• Zweckmäßigerweise sitzen die Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten auf Hülsen, welche an der bewegbaren Aufspannplatte befestigt und je auf dem zugehörigen Holm gleitbar gelagert sind. Ihre Länge entspricht dem maximalen Öffnungs- bzw. Schließhub (Påtentanspruch 2). Diesbezüglich wird darauf hingewiesen, daß es seit über einem Jahrzehnt bei Spritzgießeinheiten an sich bekannt ist, den axialen Hub der Förderschnecke mittels von Holmen der Spritzgießeinheit durchgriffenen Kolben-Zylinder-Einheiten zu steuern, deren Kolben über Hülsen mittelbar mit der Förderschnecke verbunden sind (DE-PS 2048 796). Hierbei liegen jedoch wesentlich andere hydraulische oder bauliche Erfordernisse vor als bei einer Formschließeinheit entsprechend dem Oberbegriff, bei welcher mit den gleichen hydraulischen Mitteln die Gießform mit kleiner Kraft geschlossen bzw. geöffnet wird und bei Drücken bis zu 400 atü der Zuhaltedruck aufzubauen ist. Bei der beanspruchten Kombination sind zudem die Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten in den stationären Führungsrahmen für die bewegbare Aufspannplatte integriert. Im übrigen zeigt die historische Entwicklung, daß bei Formschließeinheiten den bei anderen Druck-Dimensionen sich vollziehenden hydraulischen Funktionen »Antrieb« und »Zuhaltedruck« durch unterschiedliche hydraulische Mittel Rechnung getragen wurde und dabei die baulichen Konzeptionen in gänzlich andere Richtung gingen als beim Anmeldungsgegenstand (vergleiche hierzu z. B. DE-OS 15 29937, 3044 137; GB-PS 5 63568, 1460291,12 12510,10 14093).
• Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Formschließeinheit in Draufs;cht, teilweise im Horizontalschnitt bei geöffneter Spritzgießform, F i g. 2 die Formschließeinheit gemäß F i g. 1 bei geschlossener Spritzgießform, Fig.3 die Formschließeinheit in Rückansicht mit einer nach Linie 111-111 der F i g. 1 quergeschnittenen Kolben-Zylinder-Einheit, F i g. 4 eine Variante der Formschließeinheit in einer Darstellung entsprechend F i g. 3 und Fig. eine Variante der Formschließeinheit.
• Die bewegbare Aufspannplatte 12 ist mittels hydraulischer Kolben-Zylinder-Einheiten 16 auf den Holmen 14 der vierholmigen Formschließeinheit verschiebbar.
• Diese Holme 14 sind einenends von der feststehenden Aufspannplatte 11 und anderenends von einer Stützplatte 13 aufgenommen. Mit den genannten Platten 11, 13 bilden die Holme 14 einen Führungsrahmen für die bewegbare Aufspannplatte 12, der auf dem Maschinenfuß 10 der Kunststoff-Spritzgießmaschine aufliegt. Die die bewegbare Aufspannplatte 12 antreibenden und darüber hinaus auch den Zuhaltedruck für die Spritzgießform 15 erzeugenden Kolben-Zylinder-Einheiten 16 sind je von einem Holm 14 durchsetzt und am Führungsrahmen axial abgestützt. Die Kolben 16b sind über Hülsen 16f mit der bewegbaren Aufspannplatte 12 verbunden, deren Länge für einen maximalen Öffnungshub der Kolben-Zylinder-Einheiten 16 ausgelegt ist. Bei geöffneter Spritzgießform 15 (Fig. 1) liegen die Kolben 16b an den an der Stützplatte 13 zentrierten Zylinderdeckeln 16d der zugehörigen Zylinder 16a an.
• Die aus der bewegbaren Aufspannplatte 12, den Hülsen 16f und den Kolben 16b bestehende Bewegungseinheit ist im Bereich der bewegbaren Aufspannplatte 12 mit Hilfe der Führungsbuchsen 27 und im Bereich der Kolben 16b an den inneren Mantelflächen der Hülsen 16f geführt. Die Hülsen 16f sind mittels endständiger Radialflansche 16f' an der bewegbaren Aufspannplatte 12 zentriert und befestigt Die Kolben 16b sind mit den Hülsen 16f verschraubt. Außenflächen der rückseitigen Zylinderdeckel 16d sind mit den rückseitigen Stirnkanten der Zylinder 16a bündig, die an der Stützplatte 13 anliegen. Die mit einer zentralen Ausnehmung 34 versehene und vier Holme 14 aufnehmende Stützplatte 13 ist über einen Fuß 13a auf den zweifach umgebördelten Rändern 10a der Maschinenfußwandungen mittels Schraubenbolzen 31 befestigt, welche seitliche Lagerabschnitte 13a'des Fußes 13a durchdringen. Jeder Holm 14 ist von einer Hülse 16funter Bildung eines Ringraumes 26 umschlossen. Der Ringraum 26 ist gießformseitig von der Führungsbuchse 27 begrenzt. Bei geschlossener Spritzgießform 15 erstreckt sich der Ringraum 26 axial bis etwa in Höhe des Zylinderraumes 32, der zum Öffnen der Spritzgießform 15 über den Anschluß 35 mit hydraulischem Medium beschickt wird.
• Für das Schließen der Spritzgießform 15 wird der Zylinderraum 33 über den Anschluß 36 mit Drucköl versorgt, über welchen auch der Hochdruck für den Zuhaltedruck aufgebaut wird. Die Zylinderdeckel 16d sind je an einer Ringschulter 30 des zugehörigen Holmes 14 widergelagert (F i g. 1). Sie sind mit Hilfe je einer Schraubenmutter 17 auf die zugehörige Ringschulter 30 aufgepreßt, welche Schraubenmutter 17 an der Stützplatte 13 anliegt. Die gießformseitigen Zylinderdeckel 16c sind mit Hilfe von Zugstangen 29, 29a mit der Stützplatte 13 verspannt. Die stationäre Aufspannplatte 11 sitzt über seitliche Füße 11a auf den Rändern 10a des Maschinenfußes 10 auf und ist dort mittels Schraubenbolzen 31 befestigt. Die Holme 14 sind in der Aufspannplatte 11 durch Befestigungsorgane 20 gesichert. Ein Plastifizierzylinder 21 der über Holme 24 und Anschlußorgane 25 an die Aufspannplatte 11 anschließbaren Spritzgießeinheit hat über eine Ausnehmung 22 der Aufspannplatte 11 Zutritt zur Spritzgießform 15.
• Dichtungsringe 19 an den Zylinderdeckeln 16d liegen auf den Lagerzapfen 14a der Holme 14 auf. Durch den Ringraum 26 sind die Gleitflächen jeder Hülse 16f und damit auch deren Reibung stark vermindert. In den Ringraum 26 kann ein Schmiermittel eingebracht sein, das Gleitflächen der Führungsbuchse 27 schmiert. Bei der vierholmigen Formschließeinheit gemäß den Fig. 1-3 stellt sich infolge der Ausnehmung 34 die Stützplatte 13 als viereckiger Rahmen dar. Bei der zweiholmigen Variante gemäß F i g. 4 ist die Deckplatte 13' U-förmig gestaltet.
• Im Ausführungsbeispiel der F i g. 1-3 bzw. der F i g. 4 sind die Zylinder 16a an der Stützplatte 13 anliegende Rohrabschnitte. Demgegenüber sind in der Variante gemäß F i g. 5 die Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten 116 topfförmige Gußstücke, die mit planen Anlageflächen an entsprechenden Anlageflächen der Stützplatte 113 zentriert sind. Diese Gußstücke sind dadurch in den starren, stationären Führungsrahmen für die bewegbare Aufspannplatte 112 integriert, daß sie mit ihren Zylinderböden 116g an Ringschultern 130 der Holme 114 widergelagert sind. Die von den Lagerzapfen 114a durchsetzten Zylinderböden 116g sind mittels der Schraubenmuttern 117 mit der ebenfalls von den Holmen 114 durchsetzten Stützplatte 113 verspannt.
• Dadurch wirken auch die Anlageschultern 130, die Mantelflächen der Lagerzapfen 1 14a und die Anlageflä chen der Schraubenmuttern 117 als Zentrierflächen, die eine hohe Stabilität und mechanische Belastbarkeit des Führungsrahmens und damit auch eine exakte Führung der Kolben 116b in den Zylindern der Einheit 116 mit den Zylinderräumen 132, 133 sicherstellen. Die Kolben 116b liegen an Ringschultern 116h der Hülsen 116fan und sind in dieser Position mit bekannten Mitteln gegen axiale Verschiebung gesichert.

Claims (15)

1. Patentansprüche: 1. Formschließeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit Holmen, die einenends von einer feststehenden Aufspannplatte und anderenends von einer Stützplatte aufgenommen sind und auf denen eine bewegbare Aufspannplatte geführt ist, sowie mit von den Holmen durchsetzten, und an diesen Holmen axial abgestützten Kolben-Zylinder- Einheiten, mit welchen die Spritzgießform mit großer Kraft zugehalten und mit kleiner Kraft geöffnet bzw.

   geschlossen werden kann, mit Kolbendichtungen, die auf den inneren Mantelflächen der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten gleiten und mit die Hochdruckräume im übrigen begrenzenden Dichtringen, die an den Holmen anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (16b bzw.

   116b) der an der Stützplatte (13 bzw. 113) abgestützten und zentrierten Kolben-Zylinder-Einheiten (16 bzw. 116) mit der bewegbaren Aufspannplatte (12 bzw. 112) als eine Bewegungseinheit ausgebildet sind und daß die Dichtringe (19 bzw.119) innerhalb der an der Stützplatte (13 bzw. 113) anliegenden, stationären Zylinderdeckel (16d) bzw.

   Zylinderböden (1 16g) angeordnet sind.
2. 2. Formschließeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (16b) mit der bewegbaren Aufspannplatte (12) über Hülsen (16f) verbunden sind, deren Länge für einen maximalen Öffnungshub der Kolben-Zylinder-Einheiten (16) ausgelegt ist.
3. 3. Formschließeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (16b) bei geöffneter Spritzgießform (15) an den an der Stützplatte (13) zentrierten, stationären Zylinderdeckeln (16d) der zugehörigen Zylinder (16a) anliegen (Fig. 1,2).
4. 4. Formschließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der bewegbaren Aufspannplatte (12), den Hülsen (16f) und den Kolben (16b) bestehende Bewegungseinheit auf den Holmen (14) im Bereich der bewegbaren Aufspannplatte (12) mittels Führungsbuchsen (27) und im Bereich der Kolben (16b) an den inneren Mantelflächen der Hülsen (16f)geführt ist.
5. 5. Formschließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2~4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (16f) mittels endständiger Radialflansche (16~7 an der bewegbaren Aufspannplatte (12) zentriert und befestigt sind.
6. 6. Formschließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2~5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (16b) mit den Hülsen (16f) verschraubt sind.
7. 7. Formschließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (16a) der Kolben-Zylinder-Einheiten (16) stirnseitig an der Stützplatte (13) anliegen.
8. 8. Formschließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer zentralen Ausnehmung (34) versehene und vier Holme (14) aufnehmende Stützplatten (13) mit Hilfe eines Fußes (13a) auf dem Maschinenfuß (10) befestigt ist.
9. 9. Formschließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2~8, dadurch gekennzeichnet, daß der Holm (14) von der Hülse (16f) unter Bildung eines Ringraumes (26) umschlossen ist.
10. 10. Formschließeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (26) von der Führungsbuchse (27) begrenzt ist und sich bei geschlossener Spritzgießform (15) (Fig. 2) axial bis etwa in Höhe des Zylinderraumes (32) erstreckt.
11. 11. Formschließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderdeckel (16d) je an einer Ringschulter (30) des zugehörigen Holmes (14) widergelagert und dort mittels einer Schraubenmutter (17) aufgepreßt sind, die mit dem Holm (14) im Eingriff steht und an der Stützplatte (13) anliegt.
12. 12. Formschließeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gießformseitigen Zylinderdeckel (16c) mit Hilfe von Zugstangen (29) mit der Stützplatte (13) verspannt sind.
13. 13. Formschließeinheit nach cinem der vorhergehenden Ansprüche 1-5 sowie 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten (116) durch topfförmige Gußstücke (aus Gußeisen) gebildet sind, deren Zylinderböden (116g) mit planen Anlageflächen an der Stützplatte (113) zentriert sind (F i g. 5).
14. 14. Formschließeinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die je an einer Ringschulter (130) des zugehörigen Holmes (lot4) widergelagerten Zylinderböden (116g) mit der Stützplatte (113) mittels einer Schraubenmutter (117) miteinander verspannt sind.
15. 15. Formschließeinheit nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (116b) an Ringschultern (116h)der Hülsen (116f)anliegen.

    Die Erfindung bezieht sich auf eine Formschließeinheit entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

    Bei einer bekannten Formschließeinheit dieser Art (Prospekt der Battenfeld Kunststoffmaschinen Ges.

    m.b.H., Wiener Neustädter Straße 81, A-2542 Kottingbrunn, betreffend Spritzgießmaschinen-Baureihe S 230-460 kN, Seite 12) sitzen die stationären Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten fest auf den Holmen auf. Die Holme weisen Abschnitte größeren Durchmessers auf, die an den Kolben beginnen und sich rückseitig aus den mit der bewegbaren Aufspannplatte zu einer Bewegungseinheit verbundenen Zylindern heraus erstrecken.

    Die Länge der bei geschlossener Spritzgießform rückseitig aus den Zylindern herausragenden Abschnitte entspricht mindestens der Länge eines maximalen Öffnungshubes. Die freien Enden der herausragenden Holme sind von einer zusätzlichen Stützplatte aufgenommen, während die rückseitigen Zylinderenden von einer Stützplatte umgriffen und dadurch stabilisiert sind.