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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Spritzgiesseinrichtung mit mindestens einem Kniehebel und einem Kniehebelantrieb.
Spritzgiesseinrichtungen mit einem Kniehebelantrieb zum Bewegen mindestens eines
Kniehebels sind beim Stand der Technik bekannt. Sie besitzen den Vorteil, dass sie zum einen eine sehr rasche Öffnungs- und Schliessbewegung aber zum anderen auch gleichzeitig das Aufbringen grosser Kräfte, vor allem im Bereich nahe der Durchstreckung der Kniehebel, erlauben. Der Kniehebelantrieb sieht meist einen Spindelantrieb oder einen Kurbelantrieb vor. Besonders starken Belastungen sind der Kniehebel und der Kniehebelantrieb zum
Beispiel ausgesetzt, wenn sie zum Verschieben und zum Schliesskraftaufbau bei einer bewegbaren Formaufspannplatte verwendet werden. Bei Spindelantrieben werden die hierfür verwendeten Spindeln stark belastet, da zwei gegensätzliche Anforderungen an sie gestellt sind.
Zum Einen soll die Spindel ein sehr schnelles Öffnen und Schliessen der Spritzgussform ermöglichen. Zum Anderen dient sie aber auch dem Aufbringen hoher Schliesskräfte. Hieraus ergibt sich, dass die Lebensdauer der so verwendeten Spindel grundsätzlich beschränkt ist.
Eine weitere Belastung der Spindel ergibt sich, wenn diese während des Aufbringens der Schliesskräfte mit gestreckten Kniehebeln über längere Zeit statisch mit Kraft beaufschlagt sind. In diesem Zustand bricht der Schmierfilm zwischen der Mutter und der Spindel. Bei der anschliessenden Öffnungsbewegung liegt somit direkt das Metall der Mutter auf dem Metall des Spindelgewindes auf. Dies bewirkt zum einen hohe Reibungskräfte und zum anderen fördert es die Tribokorrosion. Ein ähnliches Brechen des Schmierfilmes kommt auch bei Kurbelantrieben vor, wenn diese statisch unter Belastung gehalten werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betrieb einer Spritzgiesseinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem das genannte Brechen des Schmierfilms vermieden ist.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Kniehebelantrieb bei in einer selbsthemmenden, vorzugsweise in der gestreckten, Position verharrendem und belastetem Kniehebel entlastet wird.
Erfindungsgemäss ist somit vorgesehen, dass vorzugsweise direkt nach dem Aufbau der Belastung des Kniehebels der Spindelantrieb durch geringfügiges zurückdrehen entlastet wird. Ein unbeabsichtigtes Öffnen des Kniehebels ist hierbei nicht zu befürchten, da dieser, in der Regel in der durchgestreckten Lage, in Selbsthemmung verbleibt. Durch die so
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erreichte Entlastung von Teilen des Kniehebelantriebs ist ein Brechen des Schmierfilms verhindert. Dies führt zum einen zu einer erheblichen Verringerung des Verschleisses an den genannten Teilen. Zum anderen ist bei der anschliessenden Öffnungsbewegung auch eine
Kraft- und somit Energieeinsparung gegeben, da alle beweglichen Teile permanent optimal geschmiert sind und ein direktes Reiben von Metallteilen aufeinander vermieden ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine bewegbare Formaufspannplatte mit einem Spindelantrieb als Kniehebelantrieb,
Fig. 2 eine beim Stand der Technik bekannte Ausführungsvariante einer Kugelumlaufmutter in schematischer Darstellung und
Fig. 3 einen Teil einer Spritzgiesseinrichtung mit einem Kurbelantrieb als Kniehebelantrieb.
Die in Figur 1 dargestellte bewegbare Formaufspannplatte 1 wird mittels der beiden Knie- hebel 2 in Maschinenlängsrichtung, wie beim Stand der Technik bekannt, verschoben. Die
Kniehebel 2 sind auf Ihrer, von der Formaufspannplatte 1 abgewandten Seite an einer Stirn- platte 6 mittels Gelenken angeordnet. An dieser ist auch ein Motor 8 (zum Beispiel ein elek- trischer Motor, Servomotor, hydraulischer Motor oder dergleichen) vorgesehen, welcher über einen Riemenantrieb 9 die Spindel 5 antreibt. Die Spindel 5 ist in der Stirnplatte 6 in schrä- gen Kugellagern 12 drehbar gelagert. Die Spindel greift in eine am Kreuzkopf 4 angeordnete Mutter 7 ein. Die Drehbewegung der Spindel 5 bewirkt ein Hin- und Herbewegen des Kreuz- kopfes 4 in Maschinenlängsrichtung. Dieser bewegt wiederum über die Pleuelstangen 3 die Kniehebel 2 in bekannter Weise.
Bei der Schliessbewegung wird der Kreuzkopf 4 mittels der Spindel 5 in Richtung der bewegbaren Formaufspannplatte 1 verschoben. Hierdurch werden die Kniehebel 2 durchgedrückt, wobei die hier nicht weiter dargestellten Formteile der Spritz- gussform aneinander zur Anlage kommen und die Schliesskraft aufgebracht wird. Beim Schliesskraftaufbau wird die Spindel am höchsten belastet und dem Antrieb am meisten abverlangt. Ist die gewünschte Schliesskraft erreicht, stoppt der Antrieb und verharrt üblicher- weise in dieser Position während des Einspritzens und der anschliessenden Abkühlphase im vollständig gespanntem Zustand. Erst nach dem Einspritzen wird beim Stand der Technik zum Ende der Kühlzeit der Antrieb entlastet und die Öffnungsbewegung eingeleitet.
Um das Abreissen des Schmierfilms durch die statische Belastung während des Einspritzvor- gangs zu verhindern, sieht eine Variante des erfindungsgemässen Verfahrens nun vor, die Spindel 5, nachdem die Schliesskraft aufgebracht ist, geringfügig in Öffnungsrichtung zu
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drehen. Hierdurch werden die Mutter 7, die Spindel 5, der Kreuzkopf 4 sowie die Pleuel 3 und die zugeordneten Gelenke und damit der gesamte Spindelantrieb entlastet, ohne dass sich hierdurch etwas an der Stellung der in einer selbsthemmenden, vorzugsweise in der gestreckten, Position verharrenden Kniehebel 2 ändert. Die auf die bewegbare Formauf- spannplatte 1 übertragenen Schliesskräfte bleiben von der Entlastung der genannten Teile des Kniehebelantriebs unbeeinflusst.
Ist der Einspritzvorgang und die darauf folgende
Auskühlzeit beendet, so wird die Spindel 5 weiter in Öffnungsrichtung gedreht, wodurch ein Öffnen der hier nicht dargestellten Spritzgussform stattfindet. Das erfindungsgemässe
Verfahren hat des weiteren den Vorteil, dass die Zykluszeit verkürzt wird, da ein Teil der Öffnungsbewegung bereits beim Entlasten der Spindel stattgefunden hat.
Als Mutter 7 werden günstigerweise Kugelumlaufmuttem, wie in Fig. 2 dargestellt, verwen- det, da diese besonders reibungsarm sind. Entsprechende Kugelmuttem bzw. Kugelumlauf- muttem sind beim Stand der Technik bekannt und müssen daher hier nicht weiter erläutert werden. Bei Kugelumlaufmuttem kann die Führung 11 zur Rückführung der Kugeln 10, wie bekannt, unterschiedlich ausgeführt sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der Spindelantrieb aus Fig. 1 durch einen Kurbel- antrieb ersetzt. Dieser weist unter anderem einen an einer drehbaren Achse 13 gelagerten Kurbelarm 14 sowie eine Schubstange 15 auf. Die Achse 13 wird in bekannter Weise von einem Motor 8 gedreht. Hierdurch wird der Kurbelarm 14 geschwenkt. Diese Bewegung wird wiederum von der Schubstange 15 auf den Kniehebel 2 übertragen. Dieser weist die Ge- lenke 16 auf. Erfindungsgemäss ist nun bei dieser an sich bekannten Anordnung vorgesehen, dass der Kurbelantrieb, nachdem der Kniehebel 2 seine selbsthemmende, hier gestreckte, Position erreicht hat, entlastet wird. Hierdurch wird vermieden, dass die Schmierfilme in den Gelenken und Lagern des Kurbelantriebes abreissen, wodurch die bereits beim Spindel- antrieb angeführten Vorteile auch beim Kurbelantrieb erreicht sind.
Darüber hinaus muss bei beiden Varianten von dem jeweils zum Antrieb vorgesehenen Motor 8 währenddessen der Kniehebel in selbsthemmender Position verharrt, keine Kraft aufgebraucht werden, was wiederum zu einer Energieeinsparung führt. Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht nur auf Kniehebelantriebe zum Bewegen einer Formaufspannplatte 1 beschränkt, sondern kann bei allen Kniehebelantrieben einer Spritzgiesseinrichtung angewendet werden.
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The present invention relates to a method for operating an injection molding device with at least one toggle lever and one toggle lever drive.
Injection molding devices with a toggle lever drive for moving at least one
Toggle levers are known in the prior art. They have the advantage that, on the one hand, they allow a very rapid opening and closing movement but, on the other hand, they also allow the application of large forces, especially in the area near the extension of the toggle lever. The toggle lever drive usually provides a spindle drive or a crank drive. The toggle lever and the toggle lever drive are particularly heavy loads
Example exposed if they are used for moving and the clamping force build-up on a movable platen. In the case of spindle drives, the spindles used for this are heavily loaded because they have two opposite requirements.
On the one hand, the spindle should enable the injection mold to be opened and closed very quickly. On the other hand, it also serves to apply high closing forces. This means that the service life of the spindle used in this way is fundamentally limited.
A further load on the spindle arises if, during the application of the closing forces with extended toggle levers, they are subjected to static force for a long time. In this state, the lubricating film breaks between the nut and the spindle. In the subsequent opening movement, the metal of the nut lies directly on the metal of the spindle thread. On the one hand this causes high frictional forces and on the other hand it promotes tribocorrosion. A similar breakage of the lubricating film also occurs with crank drives if they are kept statically under load.
It is therefore an object of the present invention to provide a method for operating an injection molding device in which said breaking of the lubricating film is avoided.
According to the invention, this is achieved in that the toggle lever drive is relieved when the toggle lever is in a self-locking, preferably in the extended, position, and loaded.
It is therefore provided according to the invention that the spindle drive is relieved by slightly turning back, preferably immediately after the load on the toggle lever has built up. An unintentional opening of the knee lever is not to be feared here, since this, as a rule in the extended position, remains self-locking. Because of that
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Relief of parts of the toggle lever drive prevents the lubricating film from breaking. On the one hand, this leads to a considerable reduction in wear on the parts mentioned. On the other hand, there is also one in the subsequent opening movement
This saves energy and energy, since all moving parts are permanently optimally lubricated and direct rubbing of metal parts is avoided.
Further advantages and details of the present invention result from the following description of the figures. It shows:
1 is a movable platen with a spindle drive as a toggle lever drive,
Fig. 2 shows a variant of a ball nut known in the prior art in a schematic representation
Fig. 3 shows a part of an injection molding device with a crank drive as a toggle lever drive.
The movable platen 1 shown in FIG. 1 is displaced by means of the two toggle levers 2 in the machine longitudinal direction, as is known in the prior art. The
Toggle levers 2 are arranged on their side facing away from the platen 1 on an end plate 6 by means of joints. A motor 8 (for example an electric motor, servo motor, hydraulic motor or the like) is also provided on this, which drives the spindle 5 via a belt drive 9. The spindle 5 is rotatably mounted in the end plate 6 in inclined ball bearings 12. The spindle engages in a nut 7 arranged on the crosshead 4. The rotary movement of the spindle 5 causes the cross head 4 to be moved back and forth in the machine longitudinal direction. This in turn moves the toggle levers 2 in a known manner via the connecting rods 3.
During the closing movement, the crosshead 4 is moved in the direction of the movable platen 1 by means of the spindle 5. As a result, the toggle levers 2 are pushed through, the molded parts of the injection mold, which are not shown further here, coming into contact with one another and the closing force being applied. When the clamping force is built up, the spindle is subjected to the highest loads and the drive is required the most. Once the desired closing force has been reached, the drive stops and usually remains in this position during injection and the subsequent cooling phase in the fully tensioned state. Only after the injection, in the prior art, at the end of the cooling time, the drive is relieved and the opening movement is initiated.
In order to prevent the lubricating film from tearing off due to the static load during the injection process, a variant of the method according to the invention now provides for the spindle 5 to close slightly in the opening direction after the closing force has been applied
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rotate. As a result, the nut 7, the spindle 5, the crosshead 4 and the connecting rod 3 and the associated joints and thus the entire spindle drive are relieved, without this affecting the position of the toggle levers 2 which remain in a self-locking, preferably in the extended, position changes. The closing forces transmitted to the movable platen 1 remain unaffected by the relief of the parts of the toggle lever drive mentioned.
Is the injection process and the subsequent one
Cooling time ended, the spindle 5 is rotated further in the opening direction, whereby the injection mold, not shown here, is opened. The inventive
The method also has the advantage that the cycle time is shortened, since part of the opening movement already took place when the spindle was relieved.
Ball nuts, as shown in FIG. 2, are advantageously used as nut 7, since these are particularly low-friction. Corresponding ball nuts or recirculating ball nuts are known in the prior art and therefore need not be explained further here. In the case of recirculating ball nuts, the guide 11 for returning the balls 10, as is known, can be designed differently.
In the embodiment of FIG. 3, the spindle drive from FIG. 1 is replaced by a crank drive. This has, inter alia, a crank arm 14 mounted on a rotatable axis 13 and a push rod 15. The axis 13 is rotated in a known manner by a motor 8. As a result, the crank arm 14 is pivoted. This movement is in turn transmitted from the push rod 15 to the toggle lever 2. This has the joints 16. According to the invention it is now provided in this arrangement known per se that the crank drive is relieved after the toggle lever 2 has reached its self-locking, here extended position. This prevents the lubricating films from tearing off in the joints and bearings of the crank drive, so that the advantages already mentioned for the spindle drive are also achieved with the crank drive.
In addition, in both variants of the motor 8 provided for the drive, the toggle lever remains in the self-locking position, no force has to be used, which in turn leads to energy savings. The method according to the invention is not only limited to toggle lever drives for moving a platen 1, but can be used with all toggle lever drives of an injection molding device.