Formschließeinheit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Formschließeinheit, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 101 61 911 C1 ist eine Formschließeinheit dieser Art bekannt, bei der die bewegliche Formaufspannplatte zur Formhöhenverstellung mittels einer Spindelmutter mit den im Verstellbereich als Gewindespindel ausgebildeten Führungsholmen in Holmlängsrichtung einstellbar verbunden ist. Eine zwi¬ schen der beweglichen Formaufspannplatte und der Spindelmutter wirksame Schaltvorrichtung, etwa in Form eines hydraulischen Stellmotors, gibt in der Lösestellung das zum Verdrehen der Spindelmutterzwischen dieser und der Formaufspannplatte erforderliche Axialspiel frei und verspannt die Spindelmut¬ ter im aktivierten Zustand spielfrei und drehfest an der Formaufspannplatte, um so die an der Gewindeverbindung eingestellte Formhöhenposition zu arretie¬ ren. Mit einem derartigen Formhöhenverstellsystem lässt sich jedoch das Ge¬ windespiel zwischen Spindelmutter und Führungsholm nicht beseitigen, so dass es an den Hubumkehrpunkten der beweglichen Formaufspannplatte zu einer schlagartig wechselnden Belastung der Gewindeflanken kommt, welche sich in einer höchst störenden Geräuschentwicklung bemerkbar macht, und vor allem müssen die hohen Schließ- und die noch erheblich höheren Verriege¬ lungskräfte zwischen beweglicher Formaufspannplatte und Führungsholm auf dem Wege über den hydraulischen Stellmotor übertragen und dieser demzu¬ folge hochbelastbar dimensioniert werden.
Ferner ist aus der DE 102 10 869 C1 eine Formschließeinheit bekannt, bei der die Abstützplatte für den Hubantrieb, welche mit der feststehenden Form¬ schlussplatte über Führungsholme zugfest verbunden ist, wiederum zur Form¬ höheneinstellung durch eine Spindelmutter längenverstellbar mit den Holmend¬ abschnitten verschraubt ist. Die Arretierung der Spindelmutter erfolgt hierbei durch eine weitere, mit den Holmen verschraubte Gegenmutter, welche nach Art einer Kontermutter durch zwischen dieser und der Abstützplatte wirkende, federbelastete Zugelemente mit der Spindelmutter verspannt wird. Zum Um¬ schalten der Arretierung in die Lösestellung wird die bewegliche Formauf¬ spannplatte vom Hubantrieb über die normale Öffnungslage hinaus zurückge¬ fahren, um so die Verspannung zwischen Spindelmutter und Kontermutter auf¬ zuheben und die Spindelmutter durch einen externen Drehantrieb in eine neue Formhöhenposition verdrehen zu können. Demzufolge müssen wesentliche Komponenten der Formschließeinheit, nämlich insbesondere der verriege- lungskrafterzeugende Hubantrieb und die Führungsholme bezüglich der Holm¬ länge, bedingt durch den zum Lösen der Formhöheneinstellung erforderlichen Zusatzhub der beweglichen Formaufspannplatte, überdimensioniert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Formschließeinheit der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ein Lösen und spielfreies Arretieren der Formhöhen¬ einstellung mit einer baulich einfach und kompakt dimensionierten Schaltein¬ heit ohne Unterbrechung des Arbeitszyklus der Formschließeinheit ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekenn¬ zeichnete Formschließeinheit gelöst.
Aufgrund der Zweifachverschraubung der Gewindespindel in Kombination mit einem die Spann- und die Spindelmutter im aktivierten Zustand miteinander und mit der Formschlussplatte verspannenden, von den Verriegelungskräften
freigehaltenen Aktuator wird erfindungsgemäß zum Lösen und Arretieren der Formhöheneinstellung anstelle des sonst üblichen, nach Maßgabe der Verrie¬ gelungskraft dimensionierten ein vielfach, nämlich bis zu sechsmal leistungs¬ schwächeres Schaltorgan benötigt und dadurch der Platz- und Energiebedarf des Formhöhenverstellsystems signifikant verringert, mit dem weiteren Effekt, dass die Formschlussplatte unter der Spannkraftbeaufschlagung des Aktuators auch bei einem Hubkraftwechsel sowohl axial- als auch gewindespielfrei an der Gewindespindel gesichert bleibt und sich dennoch die Formhöheneinstel¬ lung unabhängig von der Hubposition und sogar problemlos während der lau¬ fenden Verfahrbewegung der beweglichen Formschlussplatte verändern lässt.
Im Hinblick auf eine weitere bauliche Vereinfachung und erhöhte Schaltzuver¬ lässigkeit ist der Aktuator nach Anspruch 2 vorzugsweise fremdkraftbetätigt in die spannkrafterzeugende Aktivstellung umschaltbar und gelangt unter Fremd¬ kraftentlastung selbsttätig in die Lösestellung, so dass die Schalteinheit von elastischen Vorspann- oder Rückstellelementen völlig freigehalten ist. Nach Anspruch 3 ist der Aktuator vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betä¬ tigt, so dass er ohne weiteres in das zumeist ohnehin vorhandene Hydraulik¬ bzw. Pneumatiksystem der Formschließeinheit einbezogen werden kann.
Zweckmäßigerweise ist der Aktuator nach Anspruch 4 fest und die Spannmut¬ ter auf dem Weg über den Aktuator drehbeweglich mit der Formschlussplatte verbunden, wodurch eine besonders kompakte und robuste Bauweise der Schalteinheit erhalten wird. Zum Verdrehen der Spindel- und der Spannmut¬ terkombination ist nach Anspruch 5 vorzugsweise ein in der Lösestellung des Aktuators ansteuerbarer Drehantrieb vorgesehen.
Wie nach Anspruch 6 bevorzugt, ist der Aktuator die Gewindespindel mit Über¬ maß umgreifend auf der der Formschlussplatte abgewandten Seite der Spin¬ delmutter angeordnet und gehäuseseitig an der Formschlussplatte befestigt
und die Spannmutter ist zwischen Aktuator und Spindelmutter positioniert und unter Spannkraftwirkung in Richtung der Spindelmutter druckkraftbeaufschlagt, wodurch der Platzbedarf für die Doppelmutter-/Aktuatoranordnung weiter ver¬ ringert wird.
Die Erfindung ist sowohl für holmlose als auch in der nach den Ansprüchen 7 bis 9 bevorzugten Weise für mit Führungsholmen für die bewegliche Form¬ schlussplatte versehene Formschließeinheiten anwendbar, und zwar nach An¬ spruch 10 zweckmäßigerweise solche mit einem Kniehebelmechanismus für die Verfahrbewegung und die Verriegelung der beweglichen Formschlussplatte in der Schließlage und einer formhöhenverstellbaren Abstützplatte für den Kniehebelmechanismus.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Dar¬ stellung:
Fig. 1 eine Formschließeinheit nach der Erfindung in der Seiten¬ ansicht; und
Fig.2 einen vergrößerten Ausschnitt der Formschließeinheit nach
Fig. 1 im Bereich der Formhöhenverstellung in teilweise geschnittener Darstellung.
Die in den Fig. als Dreiplattenmaschine dargestellte Formschließeinheit enthält eine feststehend auf dem Maschinenbett 1 positionierte, erste Formschlussplat¬ te 2, eine an Führungsholmen 3 in Richtung der Maschineachse M-M beweg¬ lich geführte, zweite Formschlussplatte 4 und eine dritte, über die Holme 3 mit der feststehenden Formschlussplatte 2 unter Zwischenschaltung einer insge¬ samt mit 5 bezeichneten Formhöhenverstelleinrichtung in Holmlängsrichtung
einstellbar verbundene Formschlussplatte 6, die eine Abstützplatte für den Hubantrieb der beweglichen Formschlussplatte 4 bildet. Dieser besteht aus einem an der Formschlussplatte 6 befestigten (nicht gezeigten) Linearantrieb, einem von diesem hubbeweglich angetriebenen Kreuzjoch 7 und paarweise spiegelsymmetrisch zur Maschinenachse M-M angeordneten Kniehebelgestän¬ gen 8, welche einerseits mit der beweglichen Formschlussplatte 4 und andrer¬ seits mit der Abstützplatte 6 gelenkig verbunden sind und von Seiten des Kreuzjochs 7 jeweils über einen an diesem und am stützplattenseitigen Knie¬ hebel 9 der Kniehebelgestänge 8 angelenkten Zwischenhebel 10 in Schwenk¬ richtung angetrieben werden und dadurch die Verfahrbewegung und die Ver¬ riegelung der beweglichen Formschlussplatte 4 in der in Fig. 1 gezeigten Schließlage der gestrichelt dargestellten Formwerkzeugteile bewirken.
Wie Fig. 2 im einzelnen zeigt, sind die die Abstützplatte 6 durchgreifenden Endabschnitte der Führungsholme 3 jeweils als Gewindespindeln 11 ausgebil¬ det und mit einer auf der Rückseite der Abstützplatte 6 angeordneten Spindel¬ mutter 12 verschraubt. Durch einen in Fig. 1 schematisch durch ein Sonnenrad 13 veranschaulichten Drehantrieb können die Spindelmuttem 12 gemeinsam verdreht und dadurch die Position der Abstützplatte 6 bezüglich der Führungs¬ holme 3 verändert oder nachkorrigiert werden. In der so eingestellten Formhö¬ henposition der Abstützplatte 6 wird die Spindelmutter 12 einerseits unter Auf¬ hebung des für die Verstellbewegung der Spindelmutter 12 erforderlichen Axi¬ alspiels zur Abstützplatte 6 und andrerseits gewindespielfrei mit der Gewinde¬ spindel 11 drehfest verspannt.
Die hierfür vorgesehene Spannvorrichtung enthält eine auf der der Abstützplat¬ te 6 abgewandten Rückseite der Spindelmutter 12 mit dieser z. B. über Gleit¬ bolzen 14 in den Grenzen des Gewindespiels axialbeweglich, aber drehfest verbundene Spannmutter 15 und einen hydraulisch betriebenen Aktuator 16, welcher mittels eines an eine Druckleitung 17 und eine Entlüftungsleitung 18
angeschlossenen Dreiwegeventils 19 zwischen einer druckentlasteten Löse- und einer spannkrafterzeugenden Aktivstellung umschaltbar und mit seinem Gehäuse 20 die Gewindespindel 11 mit Übermaß umgreifend über Abstandhal¬ ter 21 fest an der Abstützplatte 6 montiert ist. Der Druckkolben 22 des Aktua- tors 16 ist entweder als zur Holmachse L-L konzentrischer, gemeinsam mit der Spannmutter 15 verdrehbarer und vorzugsweise einteilig an dieser angeformter Ringkolben ausgebildet oder besteht aus mehreren, in gleichen Abständen zur Holmachse L-L einander diametral gegenüberliegenden Einzelkolben, die in der Lösestellung des Aktuators 16 eine Drehbewegung der Spannmutter 15 bezüglich des Aktuatorgehäuses 20 ermöglichen.
Im druckaktivierten Zustand des Aktuators 16 wird die Abstützplatte 6 auf dem Weg über das Aktuatorgehäuse 20 an die Spindelmutter 12 angedrückt und die Spannmutter 15 seitens des oder der Druckkolben 22 gegensinnig zur Spin¬ delmutter 12 mit der Gewindespindel 11 verspannt, so dass die Abstützplatte 6 nunmehr axial- und gewindespielfrei mit den Führungsholmen 3 verkoppelt und die Doppelmutter 12, 15 drehfest an der Gewindespindel 11 arretiert ist. In diesem Zustand werden die beim Schließzyklus vom Hubantrieb 7, 8, 10 auf die bewegliche Formschlussplatte 4 ausgeübten Schließ- und die zumeist noch um ein Vielfaches höheren Verriegelungskräfte, die als Reaktionskräfte auf die Abstützplatte 6 einwirken, von dieser unmittelbar über die Spindelmutter 12 an die Führungsholme 3 abgesetzt, so dass der Aktuator 16 von derartigen Belastungen freigehalten wird und lediglich die erheblich, nämlich um ca. 85%, geringeren, beim Öffnen und Entriegeln des Formwerkzeugs auf die Abstütz¬ platte 6 einwirkenden Reaktionskräfte übertragen muss, welche auf dem Weg über das Aktuatorgehäuse 20 und den oder die druckbeaufschlagten Aktuator- kolben 22 entgegen der von diesen erzeugten Spannkraft an die Spannmutter 15 und die Führungsholme 3 abgesetzt werden. Dementsprechend niedrig las¬ sen sich, verglichen mit den Leistungsanforderungen eines verriegelungskraft-
erzeugenden Stell- oder Hubantriebs, das Leistungsniveau und die Baugröße des Aktuators 16 dimensionieren.
Zum Lösen des Aktuators 16 wird das Dreiwegeventil 19 in die Entlüftungsstel¬ lung umgesteuert und dadurch der Aktuator 16 spannkraftentlastet, so dass das Axial- und Gewindespiel der Doppelmutter 12, 15 bezüglich der Abstütz¬ platte 6 und der Gewindespindel 11 freigegeben wird und sich die Doppelmut¬ ter 12, 15 nunmehr ungehindert seitens des Drehantriebs (Sonnenrad 13) in eine neue Formhöhenposition der Abstützplatte 6 bezüglich der Führungshol¬ me 3 verdrehen lässt.
Da der Löse-, Verdreh- und erneute Spannvorgang der Doppelmutter-/Aktu- atoranordnung 12, 15, 16 sehr rasch in der Auffahrphase der beweglichen Formschlussplatte 4 erfolgen kann, ist eine Formhöhenverstellung der Form¬ schließeinheit ohne Zeitverlust während des laufenden Arbeitszyklus möglich.