DE29919086U1

DE29919086U1 - Spritzguß- und Druckgußmaschinen

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Publication number: DE29919086U1
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Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2009-10-30

Description

SAYER, Richard Lionel 2 9, U8Z. 1999 PATENTANWÄLTE

Case: U02/B01 . SIEBERTSTR.

u. Z.: D 2543 DE-GM 81675 MÜNCHEN

Spritzguß- und Druckgußmaschinen

Die Erfindung betrifft Spritzgußmaschinen und Druckgußmaschinen und insbesondere das Verriegeln der Form einer solchen Maschine in ihrer geschlossenen Position.

Seit Jahren werden in Verriegelungseinheiten von Industriemaschinen, z. B. Spritzguß- und Druckgußmaschinen, drei Platten mit vier Verbindungsstangen eingebaut, die die beiden Außenplatten verbinden und als Führung für die Mittelplatte dienen, um darauf zu gleiten. Traditionell wurde die Bewegung der Mittelplatte hydraulisch erreicht, entweder mittels eines direkt wirkenden hydraulischen Zylinders oder indirekt über einen hydraulischen Zylinder, der eine Folge von Hebelgelenken antreibt, die als Kipphebel bezeichnet werden.

Seit kurzem fordert der Markt eine größere Zugangsfreiheit zum Anordnen großer oder komplexer Formen in der Maschine ohne die räumlichen Beschränkungen, die durch die herkömmlichen vier Verbindungsstangen auferlegt werden.

Derzeit sind mehrere Maschinenkonstruktionen ohne Verbindungsstangen kommerziell erhältlich, die einen waagerechten C-Rahmen nutzen, um die beiden Außenplatten zu stützen und so die früher durch die Verbindungsstangen auferlegten räumlichen Beschränkungen zu beseitigen. Da sich aber ein C-Rahmen verbiegt, wenn eine Kraft über seine Backen ausgeübt

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wird, ist es unmöglich, eine gleichmäßige Verriegelungs- oder Schließkraftverteilung über die Formfläche beizubehalten, was zu Gratbildung an den geformten Komponenten und vorzeitigem Formverschleiß führt.

Die Erfindung betrifft das Problem nichtparalleler Platten-/Formflächen beim Verriegeln/Schließen in Maschinen, die eine C-Rahmen- oder verbindungsstangenfreie Konstruktion verwenden.

Gemäß einem ersten Erfindungsaspekt wird eine Spritzgußoder Druckgußmaschine mit folgendem bereitgestellt: einem Paar C-Rahmen sowie einer Spindelstockplatte und einer Reitstockplatte, die zwischen den Enden der Cs der C-Rahmen angeordnet sind und zueinander weisen, zum Aufnehmen einer Form dazwischen; wobei die Spindelstockplatte benachbart zu ihrer Oberseite mit den Spindelstockenden der C-Rahmen verbunden ist; die Reitstockplatte benachbart zu ihrer Oberseite durch ein oberes, erstes Paar hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnungen mit den Reitstockenden der C-Rahmen verbunden ist; und die Spindelstock- und die Reitstockplatte benachbart zu ihren Unterseiten durch ein unteres, zweites Paar hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnungen und jeweilige Kolbenstangenverlängerungen verbunden sind.

Durch Aufteilen der Verriegelungskraftausübung zwischen dem oberen und unteren Paar hydraulischer Kolben-Zylinder-Anordnungen, wobei ein Paar über die C-Rahmen wirkt und das andere Paar über ihre Kolbenstangenverlängerungen wirkt, ist deutlich, daß die Kolben-Zylinder-Anordnungen Verbiegung der C-Rahmen und Dehnung der Kolbenstangenverlängerungen automatisch kompensieren können, damit die Platten parallel bleiben können. Deutlich ist auch, daß bei geeigneter Plazierung der Form relativ zu den Achsen der Kolben-Zylinder-Anordnungen die Hälfte der Verriegelungskraft durch das erste Paar Kolben-Zylinder-Anordnungen und die C-Rahmen ausgeübt werden kann, während die übrige Hälfte der Verriegelungskraft durch das zweite Paar Kolben-Zylinder-Anordnungen und ihre Kolbenstangenverlängerungen ausgeübt wird.

Dieser zuletzt genannte Effekt läßt sich mit anderen Anordnungen der Maschine realisieren. Folglich stellt ein zwei-

ter Aspekt der Erfindung bereit: eine Spritzguß- oder Druckgußmaschine mit einem Paar C-Rahmen; einer Spindelstockplatte und einer Reitstockplatte, die innerhalb der Cs der C-Rahmen angeordnet sind und zueinander weisen, zum Aufnehmen einer Form dazwischen; und einer hydraulischen Anordnung zum Drükken der Spindelstock- und der Reitstockplatte zueinander, um eine Verriegelungskraft auf eine solche Form auszuüben; wobei die hydraulische Anordnung aufweist: ein erstes Paar Kolben-Zylinder-Anordnungen, die zwischen der Spindelstock- und der Reitstockplatte über die C-Rahmen wirken; und ein zweites Paar Kolben-Zylinder-Anordnungen, jeweils mit einer Kolbenstangenverlängerung, die direkt zwischen der Spindelstock- und der Reitstockplatte wirken; wobei die Maschine so gestaltet ist, daß im Gebrauch die Hälfte der Verriegelungskraft durch das erste Paar Kolben-Zylinder-Anordnungen und die C-Rahiaen ausgeübt wird und die übrige Hälfte der

Verriegelungskraft durch das zweite Paar Kolben-Zylinder-Anordnungen und ihre Kolbenstangenverlängerungen
ausgeübt wird.

Der Zweckmäßigkeit halber haben die vier Kolben-Zylinder-Anordnungen vorzugsweise gleiche Zylinderarbeitsflächen und sind mit einer hydraulischen Quelle verbunden, die so angeordnet ist, daß sie gleiche Drücke darauf ausübt.

Vorzugsweise erstreckt sich jede der Kolbenstangen in einer Parallelrichtung zu einer Längsachse der Maschine zwischen den Platten.

Vorzugsweise ist eine die Achsen des ersten Paars Kolben-Zylinder-Anordnungen enthaltende Ebene parallel zu einer die Achsen des zweiten Paars Kolben-Zylinder-Anordnungen enthaltenden Ebene. In diesem Fall sind die Spindelstock- und die Reitstockplatte vorzugsweise so angeordnet, daß sie sich im Hinblick auf die Reitstockenden bzw. Spindelstockenden der C-Rahmen um jeweilige Querachsen biegen können, die in der ersten Ebene liegen.

Wie bei bekannten Maschinen kann die erfindungsgemäße Maschine ferner aufweisen: eine zwischen der Spindelstock- und der Reitstockplatte angeordnete bewegliche Platte, so daß die Form zwischen der beweglichen Platte und der Spindel-

stockplatte aufgenommen sein kann, und eine Einrichtung zum Einstellen des Abstands zwischen der beweglichen Platte und der Reitstockplatte. In diesem Fall ist die bewegliche Platte vorzugsweise gleitend an den Kolbenstangenverlängerungen angeordnet .

Im folgenden wird lediglich als Beispiel eine spezifische Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Verriegelungseinheit, wobei eine Form geschlossen ist;

Fig. 2 eine Endansicht in der Richtung A von Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Verriegelungseinheit an der Linie E-E von Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Verriegelungseinheit von Fig. 1, wobei die Form geschlossen ist;

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Mittellinie der Verriegelungseinheit, wobei die Form offen ist;

Fig. 6 einen Schnitt durch die Verriegelungseinheit an der Linie C-C von Fig. 2, wobei die Form geschlossen ist; und

Fig. 7 einen Schnitt durch die Verriegelungseinheit an der Linie D-D von Fig. 1.

Der Grundaufbau der Maschine verfügt über einen identischen vorderen und hinteren C-Rahmen 1, eine feste Platte 2
eine bewegliche Platte 3 und eine Reitstockplatte 4, wobei die Form 5 des Benutzers an den gegenüberliegenden senkrechten Flächen der festen Platte 2 und der beweglichen Platte 3 angeordnet ist.

Die Reitstockplatte 4 ist mit vier doppeltwirkenden hydraulischen -Zylinderanordnungen 6 mit identischen Durchmessern und Hüben versehen, wobei das obere Paar Zylinderanordnungen Kolbenstangenverlängerungen 7 hat, die mit den C-Rahmen 1 über Gelenke 8 verbunden sind, und das untere Paar Zylinderanordnungen Kolbenstangenverlängerungen 9 hat, die die bewegliche Platte 3 zur Richtungsführung und Ausrichtung durchlaufen und an der festen Platte 2 an ihren unteren Ecken mittels Muttern 10 und Halteplatten 11 befestigt sind.

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Die oberen Ecken der festen Platte 2 sind mit den C-Rahmen 1 durch Gelenke 12 verbunden, wobei die Gelenke 8 und 12 identische Komponenten sind.

An der Nichtformfläche der beweglichen Platte 3 sind zwei Streben 13 angeordnet, die längenverstellbar sind, wobei die Einstellung durch unverlierbare Muttern 14 erfolgt, die gemeinsam durch eine Rollenkette 15 gehalten und durch einen Motor 16 angetrieben werden. In der offenen Position der Form gemäß Fig. 5 durchlaufen die einstellbaren Streben 13 Löcher 17 in der Reitstockplatte 4. Am entgegengesetzten Ende zur beweglichen Platte 3 sind die einstellbaren Streben 13 mit einem Querhaupt 18 durch Bolzen 19 verbunden.

An der oberen und unteren Kante der Reitstockplatte 4 sind zwei doppeltwirkende hydraulische Zylinder 20 angeordnet, deren Kolbenstangen mit dem Querhaupt 18 verbunden sind.

An der senkrechten Innenfläche der Reitstockplatte 4 ist die Verschlußplattenanordnung angeordnet, die eine an einem Drehpunkt 22 angeordnete Verschlußplatte 21 und eine Stützplatte 23 aufweist, die so wirkt, daß sie die einstellbaren Streben 13 stützt und führt. Die Verschlußplatte 21 ist mit einem doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder 24 verbunden, der ihre Radialposition steuert, d. h., ist der hydraulische Zylinder 24 gemäß Fig. 3 voll eingezogen, nimmt die Verschlußplatte 21 eine Position ein, durch die die Löcher 17 in der Reitstockplatte 4 freigelegt sind, während bei voll ausgefahrenem hydraulischem Zylinder 24 die Verschlußplatte 21 eine senkrechte Position einnimmt und die Löcher 17 in der Reitstockplatte 4 abdeckt.

Außerdem ist an der Nichtformfläche der beweglichen Platte 3 ein hydraulisches Ausstoßsystem 25 angeordnet, das dem ähnelt, das an herkömmlichen Spritzguß- und Druckgußmaschinen zum Einsatz kommt.

Unter den Platten sind zwei Stützstangen 26 angeordnet, die dazu dienen, die bewegliche Platte 3 über Stützschuhe 27 zu stützen, wenn schwere Formen in der Maschine angeordnet sind. Die Stützstangen 26 sind mit der Unterseite der festen Platte 2 über ein Zapfengelenk 28 und mit der Unterseite der Reitstockplatte 4 durch ein Führungsgelenk 29 verbunden.

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Zum Verständnis des Arbeitszyklus der Verriegelungs-/ Schließeinheit ist es zunächst notwendig, die "Zyklusstartbedingungen¹¹ zu prüfen, bei denen es sich um folgende handelt:

- Die Form ist gemäß Fig. 5 offen, wobei aber zu beachten ist, daß Fig. 5 die Form über ihren maximalen Hub geöffnet zeigt und unter Produktionsbedingungen der tatsächliche Formöffnungshub auf das Minimum beschränkt ist, das zum Entfernen der Komponenten aus der Form notwendig ist, um eine möglichst minimale Zykluszeit zu erreichen.

- Die Verschlußplatte 21 befindet sich in der offenen Position gemäß Fig. 3.

- Die vier hydraulischen zylinder 6 in der Reitstockplatte 4 sind an ihren Anschlüssen "Y" mit druckbeaufschlagt, so daß sie den größtmöglichen Abstand zwischen der festen Platte 2 und der Reitstockplatte 4 gewährleisten.

- Die Länge der einstellbaren Streben 13 ist auf eine Position eingestellt, durch die der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Flächen der festen Platte 2 und der beweglichen Platte 3 in der geschlossenen Maschinenposition gleich der Dicke der in der Maschine angeordneten Form ist.

- Das hydraulische Ausstoßsystem 25 befindet sich in seiner eingefahrenen Position.

Nach Empfang des Zyklusstartsignals wird Hydraulikfluid zur Stangenseite der doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder 20 geführt, um sie einfahren zu lassen, bis ihre Kolben das mechanische Hubende erreichen, d. h., bis der Kolben die Endkappe des Zylinders berührt. Die Fluidströmungsgeschwindigkeit zu den Zylindern über die gesamte eingestellte Hublänge wird durch elektronische Rampen gesteuert, um mäßig zu beschleunigen und abzubremsen, wobei ein Weggeber 30 Positionsdaten zum Steuersystem führt. Bei Einzug der Zylinder 20 veranlassen sie, daß sich die bewegliche Platte 3 zur festen Platte 2 über die Verbindung über Querhaupt 18, Bolzen 19 und einstellbare Streben 13 bewegt, um die Form zu schließen.

In der geschlossenen Formposition ist das Ende der einstellbaren Streben 13 am Ende des Bolzens 19 aus den Löchern 17 in der Reitstockplatte 4 ausgetreten und an der Position "O" in Fig. 5 gestoppt, die etwa 0,25 mm von der Absperrplat-

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te 21 entfernt ist. Zu beachten ist, daß die gleiche Position "0" in allen Fällen gilt.

Nach Empfang des Signals "Form geschlossen" vom linearen Geber 30 wird Hydraulikfluid zur Vollbohrungsseite des doppeltwirkenden hydraulischen Zylinders 24 geleitet, was ihn veranlaßt, auszufahren und die Verschlußplatte 21 in ihre geschlossene, senkrechte Position zu bewegen, was den Eingang zu den Löchern 17 in der Reitstockplatte 4 für die einstellbaren Streben 13 verschließt.

In der geschlossenen Position der Verschlußplatte wird unter Druck stehendes Hydraulikfluid vom Anschluß "Y" zum Anschluß "Z" der Zylinder 6 in der Reitstockplatte 4 gemäß Fig. 6 umgeschaltet, wodurch sich die Reitstockplatte 4 zur festen Platte 2 bewegt, was die Verschlußplatte 21, die einstellbaren Streben 13, die bewegliche Platte 3, die Form 5 und die feste Platte 2 zusammendrückt. Die Übertragung der Reaktion auf diese Druckkraft bzw. Verriegelungskraft erfolgt zwischen dem oberen Paar hydraulische Zylinder 6 in der Reitstockplatte 4 und den oberen Ecken der festen Platte 2 über die Gelenke 8 und 12 zu den C-Rahmen 1 und vom unteren Paar Zylinder 6 in der Reitstockplatte 4 und den unteren Ecken der festen Platte 2 durch die Kolbenstangenverlängerungen 9. Mit zunehmend ausgeübter Verriegelungskraft beginnen die C-Rahmen 1, sich zu verbiegen, wobei sich ihre Backen am oberen Ende öffnen und sich die Kolbenstangenverlängerungen 9 dehnen. Die Verbiegung der C-Rahmen 1 und die Dehnung der Kolbenstangenverlängerungen 9 haben verschiedene Werte, wobei dies aber durch unterschiedliche Hublängen des oberen und unteren Paars hydraulischer Zylinder 6 in der Reitstockplatte 4 automatisch kompensiert wird, da alle vier Zylinder einem gemeinsamen hydraulischen Druck unterliegen. Zur Beseitigung mechanischer Einschränkungen an den oberen Verbindungen mit den C-Rahraen sind die Gelenke 8 und 12 so gestaltet, daß sie ein waagerechtes Trägheitsmoment haben, das ausreicht, die Masse der mit ihnen verbundenen Komponenten direkt und indirekt zu stützen und die Verriegelungskraft zu übertragen, sie aber befähigt, sich zu verbiegen, wenn sie Biegekräften im Zusammenhang mit der Verbiegung der C-Rahmen ausgesetzt sind. Wäh-

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rend der Zeit, in der die Verriegelungskraft ausgeübt wird, ist die Form durch gleiche Kräfte zusammengedrückt, die über die Formgrundfläche wirken, weshalb die Parallelität der Platten 2 und 3 der Parallelität der Form folgt.

Sobald die eingestellte Verriegelungskraft erreicht ist, setzt die Spritzguß- oder Druckgußmaschine ihren Zyklus durch Einspritzen von Kunstharz oder Metallegierungen in die Form fort, wonach die Abkühlungszeit beginnt, wobei dies eine Funktion der Einspritzeinheit ist, die keinen Gegenstand dieser Beschreibung darstellt.

Nach Ablauf der Abkühlungszeit wird das Signal "Form öffnen" erzeugt, das eine Dekompression des Hydraulikfluids in den vier Zylindern 6 in der Reitstockplatte 4 über die Anschlüsse "Z" in Fig. 6 bewirkt, wodurch die Verriegelungskraft wegfällt. Als nächstes wird Hydraulikfluid zu den Anschlüssen "Y" der vier Zylinder 6 geleitet, wodurch sich die Reitstockplatte 4 in ihren maximalen Abstand von der festen Platte 2 bewegt, was zu einem kleinen Spalt von 0,25 mm zwischen dem Ende des Bolzens 19 der einstellbaren Streben 13 und der Verschlußplatte 21 führt.

Hat die Reitstockplatte 4 ihren maximalen Abstand von der festen Platte 2, wird Hydraulikfluid zur Stangenseite des doppeltwirkenden hydraulischen Zylinders 24 geleitet, wodurch er einfährt und die Verschlußplatte 21 in ihre offene Position gemäß Fig. 3 bewegt.

Befindet sich die Verschlußplatte 21 in ihrer offenen Position, wird Hydraulikfluid als nächstes zur Vollbohrungsseite der beiden doppeltwirkenden Zylinder 20 geleitet, was sie ausfahren läßt, wodurch die Form wegen der mechanischen Verbindungen über Querhaupt 18, Bolzen 19, einstellbare Streben 13 und bewegliche Platte 3 geöffnet wird. Nach Beginn der Fonnhälftentrennung wird Hydraulikfluid auch zur Stangenseite der hydraulischen Zylinder 20 geführt, so daß sie die Form unter Rückkopplungsbedingungen mit höherer ■ Geschwindigkeit und verringerter Kraft weiter öffnen. Die Strömungssteuerung von Hydraulikfluid zu den Zylindern 20 erfolgt über den gesamten Öffnungshub mit elektronischen Rampen, die Beschleunigung und Abbremsen steuern, sowie dem linearen Geber 30, der

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Positionsdaten zum Steuersystem führt. Erfaßt der lineare Geber 30 einen Wert, der dem eingestellten Formöffnungshub entspricht, wird die Formöffnungsbewegung angehalten.

Nach Abschluß der Formöffnungsbewegung kommt es zum Aus- und Einfahren des hydraulischen Ausstoßsystems 25 über seinen eingestellten Hub, um die Produkte wie bei herkömmlichen Spritzguß- und Druckgußmaschinen aus der Form auszustoßen.

Nach der Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung ist deutlich, daß zahlreiche Abwandlungen und Entwicklungen innerhalb der Schutzumfangs und Grundgedankens der Erfindung vorgenommen werden können.

Beispielsweise nutzt die zuvor beschriebene Ausführungsform für alle Bewegungen ausschließlich einen hydraulischen Betrieb. Eine alternative Ausführungsform kann elektrische Antriebe, z. B. Wechselstrom-Servomotoren, für solche Funktionen wie Formverfahr- und Ausstoßbewegungen verwenden.

Claims

1. Spritzguß- oder Druckgußmaschine mit:
einem Paar C-Rahmen (1); und
einer Spindelstockplatte (2) und einer Reitstockplatte (4), die zwischen den Enden der C's der C-Rahmen angeordnet sind und zueinander weisen, zum Aufnehmen einer Form (5) dazwischen;
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spindelstockplatte benachbart zu ihrer Oberseite mit den Spindelstockenden der C-Rahmen verbunden ist (bei 12);
die Reitstockplatte benachbart zu ihrer Oberseite durch ein oberes, erstes Paar hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnungen (6) mit den Reitstockenden der C-Rahmen verbunden ist; und
die Spindelstock- und die Reitstockplatte benachbart zu ihren Unterseiten durch ein unteres, zweites Paar hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnungen (6) und jeweilige Kolbenstangenverlängerungen (9) verbunden sind.

2. Spritzguß- oder Druckgußmaschine mit:
einem Paar C-Rahmen (1);
einer Spindelstockplatte (2) und einer Reitstockplatte (4), die innerhalb der C's der C-Rahmen angeordnet sind und zueinander weisen, zum Aufnehmen einer Form (5) dazwischen; und
einer hydraulischen Anordnung (6, 9) zum Drücken der Spindelstock- und der Reitstockplatte zueinander, um eine Verriegelungskraft auf eine solche Form auszuüben;
dadurch gekennzeichnet, daß
die hydraulische Anordnung aufweist:
ein erstes Paar Kolben-Zylinder-Anordnungen (6), die zwischen der Spindelstock- und der Reitstockplatte über die C-Rahmen wirken; und
ein zweites Paar Kolben-Zylinder-Anordnungen (6), jeweils mit einer Kolbenstangenverlängerung, die direkt zwischen der Spindelstock- und der Reitstockplatte wirken; und
die Maschine so gestaltet ist, daß im Gebrauch die Hälfte der Verriegelungskraft durch das erste Paar Kolben- Zylinder-Anordnungen und die C-Rahmen rückwirkend ausgeübt wird und die übrige Hälfte der Verriegelungskraft durch das zweite Paar Kolben-Zylinder-Anordnungen und ihre Kolbenstangenverlängerungen rückwirkend ausgeübt wird.

3. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die vier Kolben-Zylinder-Anordnungen gleiche Zylinderarbeitsflächen haben und mit einer hydraulischen Quelle verbunden sind, die so angeordnet ist, daß sie gleiche Drücke darauf ausübt.

4. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich jede der Kolbenstangen in einer Parallelrichtung zur Längsachse der Maschine zwischen den Platten erstreckt.

5. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine die Achsen des ersten Paars Kolben-Zylinder-Anordnungen enthaltende Ebene parallel zu einer die Achsen des zweiten Paars Kolben-Zylinder-Anordnungen enthaltenden Ebene ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, wobei die Spindelstock- und die Reitstockplatte so angeordnet sind (bei 8, 12), daß sie sich im Hinblick auf die Reitstockenden bzw. Spindelstockenden der C-Rahmen um jeweilige Querachsen biegen können, die in der ersten Ebene liegen.

7. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer beweglichen Platte (3), die zwischen der Spindelstock- und der Reitstockplatte so angeordnet ist, daß die Form zwischen der beweglichen Platte und der Spindelstockplatte aufgenommen sein kann, und einer Einrichtung (13, 14, 15, 16) zum Einstellen des Abstands zwischen der beweglichen Platte und der Reitstockplatte.

8. Maschine nach Anspruch 7, wobei die bewegliche Platte gleitend an den Kolbenstangenverlängerungen angeordnet ist.