WO2009021920A1 - Verfahren für das formschliessen einer spritzgiessmaschine sowie formschluss - Google Patents

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WO2009021920A1
WO2009021920A1 PCT/EP2008/060454 EP2008060454W WO2009021920A1 WO 2009021920 A1 WO2009021920 A1 WO 2009021920A1 EP 2008060454 W EP2008060454 W EP 2008060454W WO 2009021920 A1 WO2009021920 A1 WO 2009021920A1
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WO
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toggle
crosshead
lever
support element
drive
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PCT/EP2008/060454
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Weinmann
Placi Wenzin
Markus Sprecher
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Netstal Maschinen AG
Original Assignee
Netstal Maschinen AG
Maschinenfabrik und Giesserei Netstal AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/64—Mould opening, closing or clamping devices
    • B29C45/68—Mould opening, closing or clamping devices hydro-mechanical
    • B29C45/681—Mould opening, closing or clamping devices hydro-mechanical using a toggle mechanism as mould clamping device

Definitions

  • the invention relates to a method for the mold closing of an injection molding machine, which has a support element, a movable platen, 5-point toggle and a hydraulic drive of the crosshead, wherein the crosshead drive between the support element and the movable platen is arranged and the movements for the positive connection be transferred via spreading tabs on the knee lever.
  • the invention further relates to a positive connection of an injection molding machine, which has a support element and a movable platen, also arranged between the support element and the platen hydraulic knee lever drive with a crosshead, which as a 5-point toggle each with a toggle, a form movement lever and a Sp Sonlasche are formed.
  • the positive locking is the most important component of an injection molding machine.
  • the basic requirement is made that the sometimes very heavy mold halves are brought as quickly as possible with high acceleration from an open to a closed position and vice versa for the injection part removal from the closed position to the open.
  • the mold halves need not only with high precision in brought the injection position, but also be kept at the high melt pressures of, for example, 1000 to 2000 bar.
  • toggle and eccentric drives have been proven. These allow the large forming movement to be carried out quickly with little force and to apply maximum forces for positive locking in the zero or dead center position.
  • the toggle mechanism between the drive support plate and the support member and the movable platen and the drive for the toggle mechanism on the outer side of the drive support plate is arranged.
  • the power supply, whether as hydraulic or electric power, is outside and the toggle with all bearing points inside the machine.
  • the disadvantage of this disposition is especially the length required for the knee lever drive, which directly affects as a corresponding extension of the whole machine. The extent of the extension can easily make up a meter, so that the machine claims more footprint accordingly.
  • the crosshead is guided over guide rods fixed to the fixed end plate for movement parallel to the machine main axis.
  • the movement of the double toggle lever is due to the double leadership of the Crosshead, apart from tolerance errors of the entire machine structure, possible deformations and bearing clearance, exactly defined. The solution has proven itself in practice.
  • the GM 200 08144 is based on an oil pressure cylinder for driving an arm structure of an injection molding machine. This comprises a first, a second and a third arm, wherein the second and the third arm have a plurality of hinge plates and are articulated between a plurality of mounting plates of a receiving disk and a movable mold base. An oil pressure cylinder is mounted in the arm structure to move the arm structure and thus the movable mold base.
  • the second arm has two inner hinge plates arranged so as to be spaced from each other by a space slightly larger than the outer diameter of the oil pressure cylinder, and two hinges comprising the two second and the two third Connecting arms articulated and spaced by a space which is slightly larger than the outer diameter of the oil pressure cylinder.
  • the joints of the second and third arms do not collide with the oil pressure cylinder positioned between the pickup disk and the movable mold base when the arm structure is operated to move back and forth.
  • this embodiment is the question of space for a pusher, especially for a Ausstosserplatte.
  • the required closing force should be applied with a maximum mold opening stroke.
  • the inventive method is characterized in that the toggle lever on the side of the toggle joint are fork-shaped and the individual main reaction forces (HKF) symmetrically from the form forces and sides forces (SK) are transmitted via the 5-point toggle on the support element, wherein the Sp Drlaschen in the middle region of the yoke of the individual knee lever engage.
  • the positive connection according to the invention is characterized in that the toggle levers are fork-shaped at least in the region of the toggle lever joint and engage the expansion straps via an outer spreader plate bearing in the middle region of the yoke.
  • the starting position for example for a previously unattainable level of compactness of the form fit in the retracted position and a maximum stroke for the movable mold clamping plate, are provided
  • each toggle lever is integrally formed.
  • the crosshead is formed cross-shaped with two vertical and two horizontal arms.
  • the spreader tab is connected to the top and bottom crosshead arms via corresponding crosshead joints.
  • the horizontal crosshead arms are each held in a longitudinal guide attached to the support element. It has been shown that the spreading forces are substantially reduced compared to the previous solution of the applicant.
  • the longitudinal guidance of the crosshead proved to be advantageous.
  • the main reaction forces are transmitted from the melt pressures in the form sides forces over the toggle lever and the mold movement lever.
  • a particularly advantageous design idea is that the crosshead together with the toggle lever and the expansion tab and the toggle lever drive after retreat, resp. in the open mold, is completely sunk into a box-like cavity of the support element. This allows a maximum possible compactness for positive locking and thus also for the entire machine.
  • a further advantageous embodiment is that the form plate joints are approximately equal and symmetrically spaced with respect to a center axis MM of the Sphtzgiessmaschine (A ') as the inner Sp Schwarzlaschenlager (A), wherein in extended toggle levers, the closing forces are introduced in a region of the mold plate, which is about half as high as the corresponding distance of the upper and lower Support joints on the side of the support element. It has been shown that it is a best solution with regard to the maximum preservation of the dimensional accuracy of the tool.
  • the hydraulic toggle drive is connected on the one hand to the support element and on the other hand engages the crosshead, wherein the hydraulic cylinder projecting on both sides of the crosshead and the effective length of the hydraulic cylinder preferably corresponds to about 4 to 5 times the diameter of the hydraulic cylinder.
  • the support element has a box shape, which is open in the direction of the movable platen. Furthermore, the support member laterally each have a vertical support, which are arranged so that they form a common plane together with the upper and lower wall parts of the support element. The resulting from the form-fitting forces on the support can be closed as a frame on the shortest path.
  • each of the toggle is formed as a one-piece cast body and on each end side with a yoke, for engagement with the bearing points of the support joint and the mold movement lever.
  • the expansion tabs engage on the one hand on the inner Sp Dröschenlager and on the other hand on the outer Sp Dröschenlager.
  • the expansion tabs are each arranged between the joint forks, but spaced from the hydraulic cylinder and preferably rotatably mounted on a common bearing pin for a symmetrical introduction of force with respect to the center axis M-M of the injection molding machine.
  • the hydraulic cylinder of the hydraulic drive on both sides of the crosshead in Movement direction protrudes over the crosshead.
  • the hydraulic cylinder is preferably approximately one quarter on the support element side and approximately half on the opposite side.
  • the hydraulic cylinder is preferably integrally integrated in the crosshead.
  • the support member forms in the direction of the movable platen an open cavity, wherein the cavity is shaped similar, corresponding to the outer shape of the crosshead, together with the toggle lever, the expansion tab and the toggle lever drive in the fully retracted position.
  • the drives for a Ausstosserplatte be arranged in the case of a hydraulic drive at a distance above and below the hydraulic cylinder and in a common vertical plane.
  • FIG. 2a shows a detail of FIG. 1 concerning the articulation of the
  • FIG. 3a shows a one-piece toggle lever with the articulation point for the
  • FIG. 3b shows a section III-III of FIG. 3a
  • FIG. 4 shows the form-locking side in more concrete terms, with the knee lever system almost extended
  • Figure 5 is a plan view from above of the toggle joints according to arrow
  • FIG. 9 shows the support element in box construction with a vertical support on both sides.
  • FIG. shows schematically the main elements of the form-locking side with a 5-point toggle.
  • a support element to which the drives for a mold height adjustment 26 ( Figure 7) and the crosshead drive are articulated.
  • the piston rod 4 is articulated on the outer side of the support element 1.
  • the crosshead 2 has two vertically arranged projections 5, 5 ', to which the expansion tabs 6 are attached via an inner Sp Dahllaschenlager 7. The expansion tabs engage via an outer Sp Dr Drostlaschenlager 8 on the toggle lever 9.
  • the toggle lever 9 is articulated to articulation points 18 of the support element 1 via support joint axles 15.
  • toggle lever 9 On the opposite side of the toggle lever 9 is connected via a toggle joint 10 with a mold movement lever 11. This is connected on the right side of the picture about mold plate joints 12 with the movable platen 13. Only indicated is a Ausstosserplatte 14. KM is the Mittenaxe of the toggle lever 9 ( Figures 2 and 3).
  • FIG. 2a is, somewhat enlarged, a detail of Figure 1 with the articulation of the crosshead 2 to a knee lever 9.
  • FIG. 3a shows the drawn position in the range of toggle Mittenaxe KM and in a central region KMB (FIG 3a).
  • This placement is surprisingly advantageous in that not only the previously mentioned objectives could be optimally achieved, but that this is also optimal in terms of the structural design of the toggle lever 9 as an integral element.
  • ⁇ (alpha) the maximum possible pivot angle for the toggle lever 9 is designated.
  • FIG. 2b shows the 5-point toggle lever in the retracted position, corresponding to opened molds.
  • the toggle lever 9 on both sides each have a yoke 20, 21, which are connected in the central region by a solid transverse web 22 to form a one-piece element.
  • the articulation point for the expansion straps 6 forms a pivot pin 23.
  • the embodiment shown is optimized with respect to the lever movements, in particular in the retracted position, for a maximum pivot angle ⁇ of the toggle lever and for long toggle.
  • the knee lever length is labeled KL.
  • FIG. 5 shows a plan view of the region of the 5-point toggle lever system
  • FIG. 6 shows a plan view according to arrows VI-VI of FIG. 5.
  • the crosshead has two vertical and two horizontal arms 5, 5 'resp. 40, 40 ', as can be seen from FIG.
  • the inner dimension B between the expansion straps 6, 6 ' is slightly larger than the outer dimensions C of the Hydraulic cylinder 3.
  • the movement of the 5-point toggle lever is not disturbed in any way.
  • FIG. 7 shows in perspective the entire form-fitting side.
  • reference numeral 34 is the sliding bearing of the movable platen 13, with the reference numeral 35, the slide, and by the reference numeral 36, the spars are designated. From Figure 7 shows the maximum compactness of the entire positive connection.
  • the exploded view according to FIG. 8 shows the optimum adaptation of the inner contour of the support element 1 and the outer contour of the toggle lever system, corresponding to the dot-dash line 16.
  • Figure 9 shows a preferred embodiment of the support element 1. This has a box shape, which is open towards the 5-point toggle. Above and below the Abstützgelen kaxen 15 are indicated. In the extended position of the toggle lever spreading forces Sp act on the support element 1. These are intercepted directly above the vertical supports 24 according to the two arrows 28. The vertical supports 24 also serve as bearings 37 for the two longitudinal guides 41, 41 '. The campsites for the Holmen are only hinted at.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Formschliessen einer Spritzgiessmaschine mit einem Abstützelement (1), einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte (13), 5- Punkt-Kniehebeln sowie einem hydraulischen Antrieb (25) für den Kreuzkopf (2), ferner einen Formschluss. Der Kreuzkopfantrieb ist zwischen dem Abstützelement (1) und der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (13) angeordnet. Die einzelnen 5-Punkt- Kniehebel sind je mit einem Kniehebel (9), einem Formbewegungshebel (11, 11') sowie einer Spreizlasche (6) ausgebildet. Die Bewegungen für denFormschluss werden über Spreizlaschen (6) auf die Kniehebel (9) übertragen. Die Spreizlaschen (6) greifen in einemmittleren Bereich der Kniehebel (9) an. Die Kniehebel (9) sind als Gelenkgabeln (20, 21) ausgebildet, wobei die Spreizlaschen (6) in einem Quersteg (22) der Gelenkgabel angreifen. Die Hauptreaktionskräfte aus den Formkräften werden seitenkräftefrei und symmetrisch auf das Abstützelement (1) übertragen. Die Lösung erlaubt einen maximalen Schwenkwinkel für die Kniehebel (9), die Verwendung von langen Kniehebeln (9) und einen maximalen Öffnungshub für die Formhälften.

Description

Beschreibung
Verfahren für das Formschliessen einer Spritzgiessmaschine sowie Formschluss
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Formschliessen einer Spritzgiessmaschine, welche ein Abstützelement, eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte, 5-Punkt- Kniehebel sowie einen hydraulischen Antrieb des Kreuzkopfes aufweist, wobei der Kreuzkopfantrieb zwischen dem Abstützelement und der beweglichen Werkzeugaufspannplatte angeordnet ist und die Bewegungen für den Formschluss über Spreizlaschen auf die Kniehebel übertragen werden.
Die Erfindung betrifft ferner einen Formschluss einer Spritzgiessmaschine, welche ein Abstützelement und eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte, ferner einen zwischen dem Abstützelement sowie der Werkzeugaufspannplatte angeordneten hydraulischen Kniehebelantrieb mit einem Kreuzkopf aufweist, welche als 5-Punkt-Kniehebel mit je einem Kniehebel, einem Formbewegungshebel sowie einer Spreizlasche ausgebildet sind.
Stand der Technik
Neben dem Einspritzaggregat und den Formen bzw. dem Werkzeug ist der Formschluss die wichtigste Baugruppe einer Spritzgiessmaschine. An den Formschluss wird die Grundforderung gestellt, dass die zum Teil sehr schweren Formhälften so rasch wie möglich mit hoher Beschleunigung von einer offenen in eine geschlossene Stellung und für die Spritzteileentnahme umgekehrt von der geschlossenen Stellung in die offene gebracht werden. Die Formhälften müssen nicht nur mit hoher Präzision in die Spritzposition gebracht, sondern auch bei den hohen Schmelzedrücken von beispielsweise 1000 bis 2000 bar gehalten werden. Ueber Jahrzehnte haben sich Kniehebel und Exzenterantriebe bewährt. Diese erlauben, die grosse Formbewegung mit geringer Kraft rasch durchzuführen und in der Null- bzw. Totpunktlage maximale Kräfte für den Formschluss aufzubringen. Im älteren Stand der Technik wird der Kniehebelmechanismus zwischen der Antriebsstützplatte bzw. dem Abstützelement und der beweglichen Werkzeugaufspannplatte und der Antrieb für den Kniehebelmechanismus auf der äusseren Seite der Antriebsstützplatte angeordnet. Damit sind alle bewegten Teile des Formschlusses gut zugänglich. Die Energieversorgung, sei es als Hydraulik oder als elektrischer Strom, liegt aussen und die Kniehebel mit allen Lagerstellen innen in der Maschine. Nachteilig bei dieser Disposition ist vor allem die für den Kniehebelantrieb benötigte Länge, welche sich direkt als entsprechende Verlängerung der ganzen Maschine auswirkt. Das Mass der Verlängerung kann ohne weiteres einen Meter ausmachen, sodass die Maschine entsprechend mehr Grundfläche beansprucht.
In jüngerer Zeit wird der Kniehebelmechanismus verschiedentlich mit Erfolg zusammen mit dem Kniehebelantrieb in Kompaktbauweise zwischen der Antriebsstützplatte sowie der beweglichen Werkzeugaufspannplatte angeordnet. Die Maschine kann dadurch kürzer gebaut werden. Die EP 456 335 zeigt eine solche Vorrichtung zum Schliessen von Formen. Es wird bei dieser Druckschrift ausgegangen von einer Spritzgiessmaschine mit einer feststehenden Endplatte mit einer, über einen Kniehebelmechanismus auf Holmen verfahrbaren Werkzeugaufspannplatte. Jeder der vier Kniehebel ist als Doppelkniehebel ausgebildet und zwischen der feststehenden Endplatte und der Werkzeugaufspannplatte parallel zur Maschinenhauptachse angeordnet. Es wird dazu vorgeschlagen, zwei Kolben-Zylinder-Einheiten einerseits mit der feststehenden Endplatte und andererseits mit einem einzigen Kreuzkopf formschlüssig mit den Doppelkniehebeln zu verbinden. Der Kreuzkopf wird als Rahmenkonstruktion ausgeführt. Der Kreuzkopf ist über Führungsstangen, welche an der feststehenden Endplatte befestigt sind, für eine Bewegung parallel zur Maschinenhauptachse geführt. In Ergänzung dazu wird alternativ vorgeschlagen, den Kreuzkopf über Führungslager auf mindestens zwei Holmen verschiebbar zu lagern. Der Bewegungsablauf der Doppelkniehebel ist durch die doppelte Führung des Kreuzkopfes, abgesehen von Toleranzfehlern des ganzen Maschinenaufbaus, allfälligen Verformungen sowie Lagerspielen, exakt definiert. Die Lösung hat sich in der Praxis bewährt.
In jüngerer Zeit ist für den Formschluss das Erfordernis einer maximalen Kompaktheit in den Vordergrund gerückt. Diese kann jedoch in mehreren Hinsichten mit Schwierigkeiten verbunden sein. Beispielsweise stellt allein schon der Bewegungsablauf der Kniehebel insofern ein Problem dar, als Kollisionen zwischen den Bauteilen vermieden werden müssen. Das GM 200 08144 geht aus von einem Öldruckzylinder für den Antrieb einer Armstruktur einer Spritzgiessmaschine. Diese umfasst einen ersten, einen zweiten und einen dritten Arm, wobei der zweite und der dritte Arm mehrere Gelenkplatten aufweisen und zwischen mehreren Befestigungsplatten einer Aufnahmescheibe und einer beweglichen Formbasis angelenkt sind. Ein Öldruckzylinder ist in der Armstruktur befestigt, um die Armstruktur und somit die bewegliche Formbasis zu bewegen. Als Verbesserung wird vorgeschlagen, dass der zweite Arm zwei innere Gelenkplatten besitzt, die so angeordnet sind, dass sie voneinander durch einen Raum beabstandet sind, der etwas grösser ist als der Aussendurchmesser des Öldruckzylinders, ferner zwei Gelenke, welche die zwei zweiten und die zwei dritten Arme gelenkig verbinden und durch einen Raum beabstandet sind, der etwas grösser ist als der Aussendurchmesser des Öldruckzylinders. Dabei kollidieren die Gelenke der zweiten und dritten Arme nicht mit dem zwischen der Aufnahmescheibe und der beweglichen Formbasis positionierten Öldruckzylinder, wenn die Armstruktur betätigt wird, um sich vorwärts und zurück zu bewegen. Nicht gelöst bei dieser Ausgestaltung ist die Raumfrage für einen Ausstosser, insbesondere für eine Ausstosserplatte.
Die Anmelderin hat mit der Anmeldung PCT / CH 2006 / 000 548 versucht, auf der Basis eines hydraulischen Antriebes eine kompakte, preisgünstige Lösung zu finden, welche auch das Raumproblem für eine Ausstosserplatte löst. Dafür lagen vor allem die folgenden Teilziele zugrunde: • dass eine bestmögliche Zugänglichkeit sowie Nutzung des Raumes zwischen der Antriebsstützplatte und der beweglichen Werkzeugaufspannplatte gewährleistet wird, ferner
• dass eine minimale Anzahl Komponenten für den Kniehebelmechanismus sowie den Kniehebelantrieb und eine maximale Kompaktheit in zurückgezogener Stellung erreicht wird und
• dass eine Überbestimmtheit der Führungen des Kreuzkopfes bzw. des Kniehebelmechanismus vermieden wird.
Aufgrund von theoretischen Überlegungen wurde eine Lösung gefunden, bei der der Kniehebelantrieb einerseits an der Antriebsstützplatte und andererseits an einem Kreuzkopf des Kniehebelmechanismus zentral angreifen soll. Im Unterschied zum zuvor zitierten Stand der Technik wurde der Angriffspunkt am Kniehebel in der Nähe des Abstützelementes angebracht. Ferner wurde auf eine separate Kreuzkopfführung verzichtet. Das Ergebnis war negativ und zwar derart negativ, dass bereits bei der Inbetriebnahme eines Prototyps das massive Abstützelement durch innere vertikale Spreizkräfte aufbrach.
Darstellung der Erfindung
Das Ziel war nun, auf der Basis eines hydraulischen Antriebes im Rahmen eines gattungsgemässen Formschlusses nach Lösungen zu suchen, welche eine maximale Kompaktheit des Formschlusses, eine sichere Kräfteführung und auch das Problem der Raumfrage für eine Ausstosserplatte bei einem 5-Punkt-Kniehebel lösen.
Im Zentrum der Aufgabenstellung für die neue Erfindung lag vor allem:
• die Primärhebel sollen die Formschlusskräfte symmetrisch übertragen, und
• es soll ein grosser Schwenkwinkel α (Alpha) der Kniehebel angestrebt und eine hohe Beschleunigung bei Beginn des Formschliessens erreicht werden.
• Es soll die erforderliche Schliesskraft aufgebracht werden mit einem maximalen Formöffnungshub. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebel auf der Seite des Kniehebelgelenkes gabelförmig ausgebildet sind und die einzelnen Hauptreaktionskräfte (HKF) aus den Formkräften symmetrisch und Seiten kräftefrei (SK) über die 5-Punkt-Kniehebel auf das Abstützelement übertragen werden, wobei die Spreizlaschen im Mittenbereich der Gelenkgabel der einzelnen Kniehebel eingreifen.
Der erfindungsgemässe Formschluss ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebel wenigstens im Bereich des Kniehebelgelenkes gabelförmig ausgebildet sind und die Spreizlaschen über ein äusseres Spreizlaschenlager im Mittenbereich der Gelenkgabel eingreifen.
Von den Erfindern wurde erkannt, dass bei einem innerhalb des Abstützelementes und der beweglichen Werkzeugaufspannplatte angeordneten 5-Punkt-Kniehebelsystem der eigentliche Kniehebel das neuralgische Element ist. Mit der gabelförmigen Ausgestaltung des Kniehebelgelenkes und der Lagerung der Spreizlaschen in dem Quersteg der Gelenkgabel ergibt sich eine ganze Anzahl Vorteile:
■* Die Reaktionskräfte aus den Schmelzedrücken in den Formkavitäten können symmetrisch auf das Abstützelement übertragen werden.
■* Die Gabelform erlaubt eine optimale Raumausnützung für das ganze 5-Punkt- Kniehebelsystem.
■* Die Gabelform ist in sich biegesteif, und es werden Seitenkräfte vermieden.
■* Es ergibt sich ein längerer Eingriff der Spreizlaschen.
■* Unkontrollierte Spreizkräfte können zumindest sehr stark reduziert werden.
■* Die Lösung erlaubt einen optimalen Einsatz eines „kurzen" und „dicken" Hydraulikzylinders. Dies mit genügender bzw. maximaler Antriebskraft.
■* Insbesondere konnte mit der neuen Erfindung die Ausgangslage, zum Beispiel für eine bisher nicht erreichte Kompaktheit des Formschlusses in rückgezogener Position und einen maximalen Hubweg für die bewegliche Formaufspannplatte, geschaffen werden,
■* ohne dass die Raumfrage für eine Ausstosserplatte negativ beeinflusst wird. Die neue Erfindung gestattet eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen. Es wird dazu auf die Ansprüche 2 bis 6 sowie 8 bis 17 Bezug genommen.
Ganz besonders bevorzugt wird jeder Kniehebel einstückig ausgebildet.
Vorteilhafterweise wird der Kreuzkopf kreuzförmig mit zwei vertikalen sowie zwei horizontalen Armen ausgebildet. Die Spreizlasche wird an den oberen und unteren Kreuzkopfarmen über entsprechende Kreuzkopfgelenke verbunden. Die horizontal liegenden Kreuzkopfarme werden in je einer auf dem Abstützelement befestigten Längsführung gehalten. Es hat sich gezeigt, dass die Spreizkräfte wesentlich reduziert sind im Vergleich zur Vorgängerlösung der Anmelderin. Die Längsführung des Kreuzkopfes erwies sich als vorteilhaft.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung werden die Hauptreaktionskräfte aus den Schmelzedrücken in der Form Seiten kräftefrei über die Kniehebel und die Formbewegungshebel übertragen. Die jüngere Entwicklung hat gezeigt, dass sich jedwelche unsymmetrische Krafteinwirkung auf die bewegliche Werkzeugaufspannplatte bzw. das Werkzeug als Fehler auf die Spritzgiessteile auswirkt, wie dies etwa gemäss der DE GM 200 8144 zu erwarten ist.
Ein ganz besonders vorteilhafter Ausgestaltungsgedanke liegt darin, dass der Kreuzkopf zusammen mit dem Kniehebel sowie der Spreizlasche und dem Kniehebelantrieb nach Rückzug, resp. bei geöffneter Form, vollständig in einen kastenartigen Hohlraum des Abstützelementes hinein versenkt wird. Dies erlaubt eine maximal mögliche Kompaktheit für den Formschluss und damit auch für die ganze Maschine.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, dass die Formplattengelenke in Bezug auf eine Mittenaxe M-M der Sphtzgiessmaschine etwa gleich und symmetrisch beabstandet sind (A') wie die inneren Spreizlaschenlager (A), wobei bei gestreckten Kniehebeln die Schliesskräfte in einem Bereich der Formplatte eingeleitet werden, der etwa halb so hoch ist wie der entsprechende Abstand der oberen und unteren Abstützgelenke auf der Seite des Abstützelementes. Es hat sich gezeigt, dass es sich im Hinblick auf die maximale Erhaltung der Massgenauigkeit des Werkzeuges um eine Bestlösung handelt.
Im Falle eines elektromotorischen Antriebes wird aus Kostengründen ein möglichst kleiner Motor angestrebt, sodass mit einem kleineren Drehmoment eine genügende Formschi iesskraft aufgebracht werden kann. Bei einem Hydraulikzylinder ist die Situation völlig anders. Hier kann mit guter Ökonomie ein kurzer, dicker Zylinder gewählt werden, sodass die erforderliche Kraft durch eine entsprechend grossere Kolbenfläche aufgebracht werden kann. Es wird vorgeschlagen, dass der hydraulische Kniehebelantrieb einerseits mit dem Abstützelement verbunden ist und andererseits an dem Kreuzkopf angreift, wobei der Hydraulikzylinder beidseits am Kreuzkopf vorsteht und die wirksame Länge des Hydraulikzylinders vorzugsweise etwa 4 bis 5 mal dem Durchmesser des Hydraulikzylinders entspricht.
Das Abstützelement weist eine Kastenform auf, welche in Richtung der beweglichen Werkzeugaufspannplatte offen ist. Ferner weist das Abstützelement seitlich je eine senkrechte Stütze auf, welche so angeordnet sind, dass sie zusammen mit den oberen und unteren Wandteilen des Abstützelementes eine gemeinsame Ebene bilden. Die aus dem Formschluss sich ergebenden Kräfte auf das Abstützelement können so rahmenartig auf dem kürzesten Weg geschlossen werden.
Vorteilhafterweise ist jeder der Kniehebel als einstückiger Gusskörper und an jeder Endseite mit einer Gelenkgabel ausgebildet, für den Eingriff an den Lagerstellen des Abstützgelenkes bzw. des Formbewegungshebels. Die Spreizlaschen greifen einerseits am inneren Spreizlaschenlager und andererseits am äusseren Spreizlaschenlager an. Die Spreizlaschen sind je zwischen den Gelenkgabeln, jedoch beabstandet zu dem Hydraulikzylinder angeordnet und bevorzugt an einem gemeinsamen Lagerzapfen für eine in Bezug auf die Mittenaxe M-M der Spritzgiessmaschine symmetrische Krafteinleitung drehbeweglich gelagert.
Ein weiterer vorteilhafter Ausgestaltungsgedanken liegt darin, dass der Hydraulikzylinder des hydraulischen Antriebes beidseits am Kreuzkopf in Bewegungsrichtung über den Kreuzkopf vorsteht. Bevorzugt steht der Hydraulikzylinder abstützelementseitig etwa ein Viertel und auf der Gegenseite etwa zur Hälfte vor. Der Hydraulikzylinder ist bevorzugt einstückig in dem Kreuzkopf integriert. Das Abstützelement bildet in Richtung der beweglichen Werkzeugaufspannplatte einen offenen Hohlraum, wobei der Hohlraum formähnlich ausgebildet ist, entsprechend der äusseren Form des Kreuzkopfes, zusammen mit dem Kniehebel, der Spreizlasche und dem Kniehebelantrieb in vollständig rückgezogener Stellung.
Die Antriebe für eine Ausstosserplatte werden im Falle eines hydraulischen Antriebes mit Abstand über und unter dem Hydraulikzylinder und in einer gemeinsamen vertikalen Ebene angeordnet.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nun anhand einiger Beispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert: Es zeigen:
die Figur 1 schematisch einen Ausschnitt der Formschlussseite mit einem 5-
Punkt-Kniehebel; die Figur 2a zeigt einen Ausschnitt der Figur 1 betreffend der Anlenkung des
Kreuzkopfes an den Kniehebel in gestreckter Lage; die Figur 2b zeigt die Kniehebel in vollständig zurückgezogener Lage bzw. bei offenen Formhälften; die Figur 3a zeigt einen einstückigen Kniehebel mit der Anlenkstelle für die
Spreizlasche; die Figur 3b einen Schnitt III - III der Figur 3a; die Figur 4 die Formschlussseite konkreter dargestellt, mit beinahe gestrecktem Kniehebelsystem; die Figur 5 eine Draufsicht von oben auf die Kniehebelgelenke gemäss Pfeil
V der Figur 6; die Figur 6 ein Schnitt VI - VI der Figur 5; die Figur 7 eine Spritzgiessmaschine ohne die Sphtzseite in perspektivischer Darstellung; die Figur 8 in der Art einer Explosionszeichnung links das Abstützelement und rechts „herausgebrochen" das Kniehebelsystem in rückgezogener Stellung; die Figur 9 das Abstützelement in Kastenbauweise mit beidseits je einer senkrechten Stütze.
Wege und Ausführung der Erfindung
In der Folge wird auf die Figur 1 Bezug genommen. Diese zeigt schematisch die Hauptelemente der Formschlussseite mit einem 5-Punkt-Kniehebel. Links im Bild ist ein Abstützelement 1 , an welchem die Antriebe für eine Formhöhenverstellung 26 (Figur 7) sowie der Kreuzkopfantrieb angelenkt sind. Im Kreuzkopf 2 ist ein Hydraulikzylinder 3 bzw. ein hydraulischer Antrieb 25 integriert, dessen Kolbenstange 4 an der äusseren Seite des Abstützelementes 1 angelenkt ist. Der Kreuzkopf 2 hat zwei senkrecht angeordnete Auskragungen 5, 5', an welchen die Spreizlaschen 6 über ein inneres Spreizlaschenlager 7 angebracht sind. Die Spreizlaschen greifen über ein äusseres Spreizlaschenlager 8 an dem Kniehebel 9 an. Links ist der Kniehebel 9 an Anlenkstellen 18 des Abstützelementes 1 über Abstützgelenkaxen 15 angelenkt. Auf der Gegenseite ist der Kniehebel 9 über ein Kniehebelgelenk 10 mit einem Formbewegungshebel 11 verbunden. Dieser ist auf der rechten Bildseite über Formplattengelenke 12 mit der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 13 verbunden. Nur angedeutet ist eine Ausstosserplatte 14. KM ist die Mittenaxe des Kniehebels 9 (Figuren 2 und 3).
Die Figur 2a ist, etwas vergrössert, ein Ausschnitt aus der Figur 1 mit der Anlenkung des Kreuzkopfes 2 an einen Kniehebel 9. Als eine praktische Bestplatzierung des Spreizlaschenlagers wurde die gezeichnete Lage in dem Bereich der Kniehebel- Mittenaxe KM sowie in einem Mittenbereich KMB (Figur 3a) ermittelt. Diese Platzierung ist insofern überraschend vorteilhaft, als nicht nur die bisher erwähnten Ziele optimal erreicht werden konnten, sondern dass diese darüber hinaus auch optimal ist in Bezug auf die bauliche Ausgestaltung des Kniehebels 9 als einstückiges Element. Mit α (Alpha) ist der maximal mögliche Verschwenkwinkel für den Kniehebel 9 bezeichnet. Die Figur 2b zeigt die 5-Punkt-Kniehebel in zurückgezogener Stellung, entsprechend geöffneter Formen.
Entsprechend der Figuren 3a und 3b weist der Kniehebel 9 beidseits je eine Gelenkgabel 20, 21 auf, welche im mittleren Bereich durch einen massiven Quersteg 22 zu einem einstückigen Element verbunden sind. Die Anlenkstelle für die Spreizlaschen 6 bildet ein Gelenkzapfen 23. Die dargestellte Ausgestaltung ist im Hinblick auf die Hebelbewegungen, insbesondere in der zurückgezogenen Lage, für einen maximalen Schwenkwinkel α der Kniehebel sowie für lange Kniehebel optimiert. Die Kniehebellänge ist mit KL bezeichnet.
Aus der Figur 4 erkennt man, in einer konkreten baulichen Ausgestaltung, weitere Elemente der Formschlussseite. Aus der Figur 4 ist offensichtlich, dass das Raumproblem für die Ausstossereinrichtung 30 einwandfrei gelöst ist. Der Hub Hu-K für den Kreuzkopf 2 ist etwa gleich gross wie der Hub Hu-A der Ausstosserplatte 14. Die beiden Antriebszylinder 31 , 31 ' liegen senkrecht über dem Hydraulikzylinder 3. Die drei Zylinder stören einander bei den Formschlussbewegungen nicht. Die Kolbenstange 4 ist ausserhalb des Abstützelementes 1 in einem massiven Lager 32 gelagert. Das Abstützelement 1 kann bloss auf das Untergestell 33 abgestützt oder daran befestigt werden. Die Werkzeugaufspannplatte 13 bewegt sich im Rahmen der Kniehebelaktivierung. Ein weiterer interessanter Aspekt liegt darin, dass das innere Spreizlaschenlager 7 etwa den gleichen Abstand A zur Maschinen-Mittelaxe M-M aufweist wie die Formplattengelenke 12 (A') (Figur 1 ).
Die Figur 5 zeigt einen Grundriss über den Bereich des 5-Punkt-Kniehebelsystems und die Figur 6 eine Draufsicht gemäss Pfeilen VI - VI der Figur 5. Links im Bild der Figur 5 sind die Kniehebel 9, 9', rechts die beiden Formbewegungshebel 11 , 11 ' dargestellt. Der Kreuzkopf hat zwei vertikale und zwei horizontale Arme 5, 5' resp. 40, 40', wie aus der Figur 6 erkennbar ist. Auf beiden Seiten sind die horizontalen Arme 40, 40' in Längsführungen 41 gehalten. In der Figur 5 erkennt man, dass das innere Mass B zwischen den Spreizlaschen 6, 6' etwas grösser ist als die Aussenabmessungen C des Hydraulikzylinders 3. Damit ist die Bewegung der 5-Punkt-Gelenkhebel auf keine Weise gestört.
Die Figur 7 zeigt perspektivisch die ganze Formschlussseite. Mit dem Bezugszeichen 34 ist die Gleitlagerung der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 13, mit dem Bezugszeichen 35 die Gleitschiene, und mit dem Bezugszeichen 36 sind die Holmen bezeichnet. Aus der Figur 7 erkennt man die maximale Kompaktheit des ganzen Formschlusses.
Mit der Explosionsdarstellung gemäss Figur 8 wird die optimale Anpassung der inneren Kontur des Abstützelementes 1 und der äusseren Kontur des Kniehebelsystems dargestellt, entsprechend der strichpunktierten Linie 16.
Die Figur 9 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des Abstützelementes 1. Dieses weist eine Kastenform auf, welche in Richtung zu dem 5-Punkt-Kniehebel offen ist. Oben und unten sind die Abstützgelen kaxen 15 angedeutet. In der Strecklage der Kniehebel wirken Spreizkräfte Sp auf das Abstützelement 1. Diese werden gemäss der beiden Pfeile 28 direkt über die senkrechten Stützen 24 abgefangen. Die senkrechten Stützen 24 dienen auch als Lagerstellen 37 für die beiden Längsführungen 41 , 41 '. Die Lagerstellen für die Holmen sind nur angedeutet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren für das Formschliessen einer Sphtzgiessmaschine, welche ein Abstützelement (1), eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte (13), 5-Punkt-Kniehebel (9) sowie einen hydraulischen Antrieb (25) des Kreuzkopfes (2) aufweist, wobei der Kreuzkopfantrieb zwischen dem Abstützelement (1) und der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (13) angeordnet ist und die Bewegungen für den Formschluss über Spreizlaschen (6) auf die Kniehebel (9) übertragen werden, d ad u rch g e ken nzeich net, dass die Kniehebel (9) wenigstens auf der Seite des Kniehebelgelenkes gabelförmig ausgebildet sind und die einzelnen Hauptreaktionskräfte (HKF) aus den Formkräften symmetrisch und seitenkräftefrei (SK) über die 5-Punkt-Kniehebel (9) auf das Abstützelement (1) übertragen werden, wobei die Spreizlaschen (6) in dem Mittenbereich der Gelenkgabel der einzelnen Kniehebel (9) eingreifen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d ad u rch ge ken nze ich net, dass der Kreuzkopf (2) zusammen mit dem Kniehebel (9) sowie der Spreizlasche (6) und dem Kniehebelantrieb (25) nach Rückzug, resp. bei geöffneter Form, vollständig in einen kastenartigen Hohlraum des Abstützelementes (1) hinein versenkt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d ad u rch ge ken nze ich net, dass die Formplattengelenke (12) in Bezug auf eine Mittenaxe M-M der Spritzgiessmaschine etwa gleich und symmetrisch beabstandet sind (A') wie die inneren Spreizlaschenlager (7) A.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d ad u rch ge ken nze ich net, dass bei gestreckten Kniehebeln (9) die Schliesskräfte in einem Bereich der Formplatte eingeleitet werden, der etwa halb so hoch ist wie der entsprechende Abstand der oberen und unteren Abstützgelenke (15) auf der Seite des Abstützelementes (1).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d ad u rch ge ken nze ich net, dass der hydraulische Kniehebelantrieb (25) einerseits mit dem Abstützelement (1) verbunden ist und andererseits an dem Kreuzkopf (2) angreift, wobei der Hydraulikzylinder (3) beidseits am Kreuzkopf (2) vorsteht und die wirksame Länge des Hydraulikzylinders (3) vorzugsweise etwa 4 bis 5 mal dem Durchmesser des Hydraulikzylinders (3) entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d ad u rch ge ken nze ich net, dass das abstützelementseitige Kopfteil des Kniehebelantriebs (25) bei geöffneten Formen in einen entsprechenden, nach aussen vorgelagerten Hohlraum versenkbar ist.
7. Formschluss einer Sphtzgiessmaschine, welche ein Abstützelement (1) und eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte (13), ferner einen zwischen dem Abstützelement (1) sowie der Werkzeugaufspannplatte (13) angeordneten hydraulischen Kniehebelantrieb (25) mit einem Kreuzkopf (2) aufweist, welche als 5-Punkt-Kniehebel mit je einem Kniehebel (9), einem Formbewegungshebel (11, 11') sowie einer Spreizlasche (6) ausgebildet sind, d ad u rch ge ken nze ich net, dass die Kniehebel (9) wenigstens im Bereich des Kniehebelgelenkes gabelförmig ausgebildet sind und die Spreizlaschen (6) über ein äusseres Spreizlaschenlager (8) im Mittenbereich der Gelenkgabeln (20, 21) eingreifen.
8. Formschluss nach Anspruch 7, d ad u rch ge ken nze ich net, dass die Axe der äusseren Spreizlaschenlager (8) etwa auf der Längsmittenaxe des Kniehebels (9) angeordnet ist.
9. Formschluss nach einem der Ansprüche 7 oder 8, d ad u rch ge ken nze ich net, dass jeder Kniehebel (9) an jeder Endseite mit einer Gelenkgabel (20, 21) ausgebildet ist, für den Eingriff an den Lagerstellen des Abstützgelenkes (15) bzw. des Formbewegungshebels (11, 11').
10. Formschluss nach Anspruch 7, d ad u rch ge ken nze ich net, dass jeder Kniehebel (9) einstückig, insbesondere als einstückiger Gusskörper, ausgebildet ist.
11. Formschluss nach einem der Ansprüche 7 bis 10, d ad u rch ge ken nze ich net, dass die horizontale Beabstandung der einstückigen Kniehebel (9) grösser ist als die äusseren Konturen des Hydraulikzylinders (3).
12. Formschluss nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , d ad u rch ge ken nze ich net, dass das Abstützelement (1) eine Kastenform aufweist, welche in Richtung der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (13) offen ist.
13. Formschluss nach einem der Ansprüche 7 bis 12, d ad u rch ge ken nze ich net, dass der Kreuzkopf (2) zwei vertikale und zwei horizontale Arme aufweist, wobei die Spreizlaschen (6) an den vertikalen Armen angreifen und die horizontalen Arme (40, 40') an Längsführungen (41) gehalten sind, welche am Abstützelement (1) befestigt sind.
14. Formschluss nach einem der Ansprüche 7 bis 13, d ad u rch ge ken nze ich net, dass der Hydraulikzylinder (3) des hydraulischen Antriebes beidseits am Kreuzkopf (2) in Bewegungsrichtung über den Kreuzkopf (2) vorsteht.
15. Formschluss nach Anspruch 14, d ad u rch ge ken nze ich net, dass der Hydraulikzylinder (3) abstützelementseitig etwa ein Viertel und auf der Gegenseite etwa zur Hälfte vorsteht, wobei der Hydraulikzylinder (3) einstückig in den Kreuzkopf (2) integriert ist.
16. Formschluss nach einem der Ansprüche 7 bis 15, d ad u rch ge ken nze ich net, dass das Abstützelement (1) in Richtung der beweglichen Werkzeugaufspannplatte (13) einen offenen Hohlraum bildet, wobei der Hohlraum formähnlich ausgebildet ist, entsprechend der äusseren Form des Kreuzkopfes (2) mit dem Kniehebel (9), der Spreizlasche (6) und dem Kniehebelantrieb in vollständig rückgezogener Stellung.
17. Formschluss nach einem der Ansprüche 7 bis 16, d ad u rch ge ken nze ich net, dass die Antriebe für eine Ausstosserplatte (14) mit Abstand über und unter dem Hydraulikzylinder (3) und in einer gemeinsamen vertikalen Ebene zu dem Hydraulikzylinder (3) angeordnet sind.
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