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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgiessmaschine mit einer Schliessvorrichtung mit einer bewegbaren und einer ortsfesten Formaufspannplatte, einer Einspritzeinheit mit einer Plastifizierschnecke und mindestens einem von einem Elektromotor antreibbaren Kurbelgetriebe als Antriebseinheit.
Aus der EP 0 164 419 B1 ist eine Formschliessvorrichtung bekannt, bei der ein Kniehebelmechanismus über eine Gewindespindel von einem Servomotor beaufschlagt wird. Da die zulässi- gen Umfangsgeschwindigkeiten der Gewindespindel relativ niedrig sind, ist die Schliess- und Öffnungsbewegung der beweglichen Formaufspannplatte langsam.
In der AT 399 842 wird ein Kniehebelmechanismus beschrieben, bel dem der Kniehebel mit einem Kurbeltrieb angetrieben wird, der durch einen Elektromotor betätigt wird. Nachteilig bel diesem einfachen Kurbeltneb sind die auftretenden Normalkräfte auf die Kreuzkopfführung und die grossen Kurbelabmessungen bei erforderlichen grossen Kreuzkopfwegen. Dadurch wird der wirtschaftliche Aufbau des Schliesssystems erschwert.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schliesssystem der beschriebenen Art zu verbessern, sodass auch grosse Schliesskräfte und lange Schliesshübe wirtschaftlich ausführbar sind.
Die erfindungsgemässe Aufgabe wird dadurch gelöst, dass als Antriebseinheit für die bewegbare Formaufspannplatte und/oder die lineare Einspritzbewegung der Plastifizierschnecke ein als Kurbelschleifen-Getriebe oder Kreuzschleifenkurbel-Getriebe ausgeführtes Kurbelgetriebe vorgesehen ist.
Eine konstruktiv einfache Bauweise wird dadurch erzielt, dass die Schubstange des Kreuzschleifen kurbel-Getriebes unmittelbar an der bewegbaren Formaufspannplatte befestigt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit dem eine besonders hohe Schliesskraft erzielt wird, sieht vor, dass in an sich bekannter Weise ein Kniehebelmechanismus an der bewegbaren Formaufspannplatte angelenkt ist und dass das Kurbelschleifen-Getriebe oder das KreuzschleifenkurbelGetriebe mit dem Kniehebelmechanismus gelenkig verbunden ist.
Eine günstige Krafteinleitung wird gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch erreicht, dass der Schwingarm des Kurbelschleifen-Getriebes über eine Verbindungslasche gelenkig mit dem Verbindungshebel eines doppelten Einfach-Kniehebels verbunden ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass das Kreuzschleifenkurbel-Getriebe in an sich bekannter Weise über Verbindungslaschen an der Stirnplatte und der bewegbaren Formplatte befestigt ist und über eine Lasche am Verbindungshebel eines doppelten Einfach-Kniehebels angelenkt ist. Auf diese Art wird beim Öffnen und Schliessen der Spritzgiessmaschine nur wenig Masse bewegt
Ein weiteres AusführungsbeispIel der Erfindung sieht vor, dass die Schubstange des Kreuzschleifenkurbel-Getriebes über einen Kupplungsteil mit der Plastifizierschnecke verbunden ist.
Die Geometrie des Kurbeltriebes kommt dem Kraftbedarf des Einspritzvorganges entgegen
Nachfolgend werden vier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren der beiliegenden Zeichnungen beschrieben Es zeigen :
Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht einer Schliesseinrichtung mit Doppelkniehebel und Kurbelschleife, die Fig. 2 und 3 die Seitenansicht einer Schliesseinheit mit Kreuzschubkurbel, die Fig 4,5 und 6 ein Schliesssystem mit einem doppelten Einfachkniehebel und die Fig. 7 und 8 eine Kreuzschubkurbel als Antneb für die lineare Einspritzbewegung der Schnecke.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig 1 ist die Schliesseinheit mit einem C-Rahmen 1 dargestellt, der die ortsfeste Formaufspannplatte 2 mit der fest mit dem Rahmen verbundenen Rahmenplatte 5 verbindet. Die Stirnplatte 4 ist über vier Gewindespindeln 18 mit der Rahmenplatte 5 verbunden und kann mit den Verstellmutter 17 um die Formhöhendifferenz verschoben werden. Die Stirnplatte 4 und die bewegbare Formaufspannplatte 3 sind durch einen Kniehebelmechanismus verbunden, der durch die Kniehebel 7,8 und 7', 8'gebildet wird. Die Kniehebelpaare 7,8, 7', 8'werden durch den Kreuzkopf 10 und die Laschen 9, 9'verbunden.
Am Kreuzkopf 10 greift die Schubstange 11 an. Diese ist in der Stirnplatte 4 und durch das Gleitstück 13 geführt. Sie macht daher eine lineare Bewegung in der Maschinenachse. An der Stirnplatte 4 ist das Kurbelschleifen-Getnebe 20 befestigt. Durch einen Elektromotor 15 mit nachgeschaltetem Getriebe wird über einen Zahnnemen 14 der Kurbelarm 12 gedreht, der über ein
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Schubelement 21 und den Schwingarm 19 die Schubstange 11 verschiebt. Die Ausgleichslasche 16 ermöglicht die lineare Verschiebung des Gleitstückes 13. Durch diese Konstruktion können lange Hübe s des Kreuzkopfes 10 und damit der bewegbaren Formaufspannplatte 3 erreicht werden.
Das Zusammenwirken des doppelten Kniehebelsystems mit der Kurbelschleife ergibt einen energiesparenden Antrieb. Die Kniehebel 7,8, 7', 8'sind bei der Maschine mit C-Rahmen 1 entsprechend der AT-PS 402 276 B ausgeführt, damit die Rahmenaufweitung kompensiert wird
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Kreuzkopf 10 über die Schubstange 11 von einem Kreuzschleifenkurbel-Getriebe 30 angetrieben wird. Das Kurbelgehäuse 23 ist mit der Stirnplatte 4 fest verbunden und wird beim Einstellen der Formhöhe über die Spindeln 18 und die Verstellmutter 17 gemeinsam mit der Stirnplatte 4 verschoben. Durch den Elektromotor 25 wird über die Riemenscheibe 26 und den Zahnnemen 24 der Kurbelarm 22 mit dem Gleitstück 27 gedreht.
Das Gleitstück 27 gleitet während der Drehung im Führungsschlitz des Schubelementes 21, das mit der Schubstange 11 gekoppelt ist. Das Schubelement 21 ist im Kurbelgehäuse 23 und die Schubstange 11 in der Stirnplatte 4 so geführt, dass sie nur eine geradlinige Bewegung ausführen können.
Fig. 3 zeigt den Antrieb mit einer Kreuzschubkurbel 30, bei der die Schubstange 11 direkt mit der bewegbaren Formaufspannplatte 3 verbunden ist. Diese Ausführung eignet sich für kleine Schliesskräfte.
Fig. 4 zeigt einen doppelten Einfach-Kniehebel, der über eine Kurbelschleife 55 angetrieben wird. Der Kurbelarm 56 mit dem Gleitstück 57 wird über einen nicht gezeigten Elektromotor angetrieben Während der Drehbewegung des Kurbelarms 56 gleitet das Gleitstück 57 im Schlitz der Kurbelschleife 55. Diese führt eine schwingende Bewegung aus, gleichzeitig werden vom Verbindungshebel 34 die Kniehebelpaare 51,52 bewegt. Das Gehäuse 58 des Kurbelschleifengetriebes 20 ist zum Verschieben beim Einstellen der Formhöhe mit der Stirnplatte 4 verbunden. Ferner wird es durch die Führungskonsole 59 unterstützt.
Fig. 5 zeigt einen doppelten Einfach-Kniehebel, der durch eine Kurbel 60 angetrieben wird
Fig. 6 zeigt eine Ausführung eines doppelten Einfach-Kniehebels, bei dem das Kreuzschleifenkurbel-Getriebe 30 mit den Laschen 65, 65'an der Stirnplatte 4 und der bewegbaren Formaufspannplatte 3 befestigt ist. Das Kreuzschleifenkurbel-Getriebe 30 wird dadurch beim Einstellen der Formhöhe mit verstellt.
Durch die doppelte Ausführung des einfachen Kniehebels ist es möglich, entsprechend der AT 402 276 B die Verformung des Rahmens 1 durch unterschiedliche Querschnitte der Kniehebelpaare 51,52 auszugleichen.
Die Fig. 7 und 8 zeigen ein Kreuzschleifenkurbel-Getriebe als Antrieb für die lineare Einspritzbewegung. Der Elektromotor 41 dreht über ein Getriebe 40 die Kurbelscheibe 37 mit dem Gleitstück 39. Das Schubelement 38 wird im Gehause axial verschoben. Am Schubelement 38 ist der Kupplungsteil 36 befestigt, in dem die Vielkeilwelle drehbar gelagert ist Diese ist mit der Schnecke 28 verbunden und überträgt die lineare Einspritzbewegung auf die Schnecke 28. Die Drehbewegung der Schnecke wird durch den Elektromotor 34 und das Getriebe 33 über die Vielkellwelle 35 auf die Schnecke übertragen.
Bei allen Ausführungsbeispielen ist die Geometrie der Kniehebel 7,8, 7', 8', des Kreuzkopfes
10 und der Laschen 9, 9'so ausgelegt, dass das Hebelsystem in der gestreckten Lage selbsthemmend ist. Der Antriebsmotor muss daher keine Haltekraft aufbringen. Durch die Übertragungsfunktion der Kurbelschleife und der Kreuzschubkurbel steht bei konstanter Umfangskraft am Kurbelarm für den Schliesskraftaufbau eine relativ grosse Schubstangenkraft zur Verfügung. Dadurch kann die Leistung eines Elektromotors besser genutzt werden als beim Spindel- oder Zahnstangenantneb. Die beschriebenen Systeme erlauben kurze Schliess-und Öffnungszeiten und ein rasches Einspritzen.
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The invention relates to an injection molding machine with a closing device with a movable and a stationary platen, an injection unit with a plasticizing screw and at least one crank mechanism that can be driven by an electric motor as the drive unit.
A mold closing device is known from EP 0 164 419 B1, in which a toggle lever mechanism is acted upon by a servomotor via a threaded spindle. Since the permissible peripheral speeds of the threaded spindle are relatively low, the closing and opening movement of the movable platen is slow.
AT 399 842 describes a toggle lever mechanism in which the toggle lever is driven by a crank mechanism that is actuated by an electric motor. Disadvantages of this simple crank crank are the normal forces that occur on the crosshead guide and the large crank dimensions when large crosshead paths are required. This complicates the economic structure of the locking system.
The object of the invention is to improve a locking system of the type described so that large closing forces and long closing strokes can be carried out economically.
The object of the invention is achieved in that a crank gear designed as a crank-loop gear or cross-loop crank gear is provided as the drive unit for the movable platen and / or the linear injection movement of the plasticizing screw.
A structurally simple construction is achieved in that the push rod of the cross-grinding crank gear is attached directly to the movable platen.
An embodiment of the invention, with which a particularly high closing force is achieved, provides that a toggle lever mechanism is articulated in a manner known per se on the movable platen and that the crank-loop gear or the cross-loop crank gear is articulated to the toggle lever mechanism.
A favorable introduction of force is achieved according to a further exemplary embodiment of the invention in that the swing arm of the crank-loop transmission is connected in an articulated manner to the connecting lever of a double single toggle lever via a connecting bracket.
A further exemplary embodiment of the invention provides that the cross-loop crank gear is fastened in a manner known per se via connecting straps on the end plate and the movable mold plate and is articulated via a tab on the connecting lever of a double single toggle lever. In this way, little mass is moved when the injection molding machine is opened and closed
Another exemplary embodiment of the invention provides that the push rod of the cross-loop crank gear is connected to the plasticizing screw via a coupling part.
The geometry of the crank mechanism meets the power requirements of the injection process
Four exemplary embodiments of the invention are described below with reference to figures of the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 schematically shows a side view of a locking device with double toggle lever and crank loop, Figs. 2 and 3 show the side view of a locking unit with cross slide crank, Figs. 4,5 and 6 a locking system with a double single toggle lever and Figs. 7 and 8 a cross slide crank as Antneb for the linear injection movement of the screw.
In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the locking unit is shown with a C-frame 1 which connects the stationary mold mounting plate 2 to the frame plate 5 which is firmly connected to the frame. The end plate 4 is connected to the frame plate 5 via four threaded spindles 18 and can be displaced by the difference in height with the adjusting nut 17. The end plate 4 and the movable platen 3 are connected by a toggle lever mechanism, which is formed by the toggle levers 7, 8 and 7 ', 8'. The toggle lever pairs 7, 8, 7 ', 8' are connected by the crosshead 10 and the tabs 9, 9 '.
The push rod 11 engages the crosshead 10. This is in the end plate 4 and through the slider 13. It therefore makes a linear movement in the machine axis. On the end plate 4, the crank-grinding mechanism 20 is attached. By means of an electric motor 15 with a downstream transmission, the crank arm 12 is rotated via a toothed part 14, the crank arm 12
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Push element 21 and the swing arm 19 moves the push rod 11. The compensating bracket 16 enables the linear displacement of the slide 13. This construction allows long strokes s of the crosshead 10 and thus the movable platen 3 to be achieved.
The interaction of the double toggle lever system with the crank loop results in an energy-saving drive. The toggle levers 7, 8, 7 ', 8' on the machine are designed with C-frame 1 in accordance with AT-PS 402 276 B, so that the expansion of the frame is compensated for
FIG. 2 shows an embodiment in which the crosshead 10 is driven by a cross-loop crank gear 30 via the push rod 11. The crankcase 23 is firmly connected to the end plate 4 and is displaced together with the end plate 4 when the mold height is adjusted via the spindles 18 and the adjusting nut 17. The crank arm 22 with the slider 27 is rotated by the electric motor 25 via the pulley 26 and the tooth members 24.
The slider 27 slides during rotation in the guide slot of the push element 21, which is coupled to the push rod 11. The thrust element 21 is guided in the crankcase 23 and the push rod 11 in the end plate 4 so that they can only perform a linear movement.
Fig. 3 shows the drive with a cross slide crank 30, in which the push rod 11 is connected directly to the movable platen 3. This version is suitable for small closing forces.
Fig. 4 shows a double single toggle lever which is driven via a crank loop 55. The crank arm 56 with the slider 57 is driven by an electric motor, not shown. During the rotary movement of the crank arm 56, the slider 57 slides in the slot of the crank loop 55. The latter performs an oscillating movement, at the same time the toggle lever pairs 51, 52 are moved by the connecting lever 34. The housing 58 of the crank mechanism 20 is connected to the end plate 4 for displacement when the mold height is adjusted. It is also supported by the guide console 59.
Fig. 5 shows a double single toggle lever which is driven by a crank 60
6 shows an embodiment of a double single toggle lever, in which the cross-loop crank gear 30 is fastened to the end plate 4 and the movable platen 3 with the tabs 65, 65 ′. The cross-loop crank gear 30 is thereby also adjusted when the mold height is adjusted.
The double design of the simple toggle lever makes it possible, in accordance with AT 402 276 B, to compensate for the deformation of the frame 1 by means of different cross sections of the toggle lever pairs 51, 52.
7 and 8 show a cross-loop crank gear as a drive for the linear injection movement. The electric motor 41 rotates the crank disk 37 with the slider 39 via a transmission 40. The thrust element 38 is axially displaced in the housing. On the thrust element 38, the coupling part 36 is fastened, in which the multi-spline shaft is rotatably mounted. This is connected to the worm 28 and transmits the linear injection movement to the worm 28 transferred to the snail.
In all of the exemplary embodiments, the geometry of the toggle levers 7, 8, 7 ', 8' is the crosshead
10 and the tabs 9, 9's designed so that the lever system is self-locking in the extended position. The drive motor therefore does not have to exert any holding force. Due to the transfer function of the crank loop and the cross-thrust crank, a relatively large push rod force is available with constant circumferential force on the crank arm for the closing force build-up. As a result, the power of an electric motor can be better used than with a spindle or gear rack. The systems described allow short closing and opening times and quick injection.
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