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DE102004009603A1 - Toggle lever and drive, for the die plate at an injection molding machine, gives a slight opening movement to relieve a locked toggle lever and maintain the lubricant film between the nut and spindle - Google Patents

Toggle lever and drive, for the die plate at an injection molding machine, gives a slight opening movement to relieve a locked toggle lever and maintain the lubricant film between the nut and spindle Download PDF

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DE102004009603A1
DE102004009603A1 DE200410009603 DE102004009603A DE102004009603A1 DE 102004009603 A1 DE102004009603 A1 DE 102004009603A1 DE 200410009603 DE200410009603 DE 200410009603 DE 102004009603 A DE102004009603 A DE 102004009603A DE 102004009603 A1 DE102004009603 A1 DE 102004009603A1
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drive
spindle
injection molding
relieve
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Stefan Eppich
Alfred Ing. Ellinger
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Engel Austria GmbH
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Abstract

For the operation of an injection molding machine, with at least one toggle lever (2) and a toggle lever drive to move the die plate (1), the drive relieves a stuck toggle lever when it is locked and under a load in the extended position. The toggle lever drive has a spindle (5) which is rotated slightly in the opening direction by the belt transmission (9) from the motor (8), to relieve stresses on a stuck toggle lever. Or the toggle lever drive has a crank arm which is shifted to relieve the toggle lever.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Spritzgießeinrichtung mit mindestens einem Kniehebel und einem Kniehebelantrieb.The present invention relates to a method for operating an injection molding device with at least a toggle lever and a toggle drive.

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.Injection molding equipment with a toggle drive for moving at least one toggle lever are in the prior art known. They have the advantage that on the one hand they are very quick opening and closing movement on the other hand, at the same time, the application of great strength, above all allow in the area near the extension of the toggle lever. The Toggle lever drive mostly sees a spindle drive or a crank drive in front. The toggle lever and the toggle lever drive are particularly heavy loads exposed for example when moving and building clamping force can be used with a movable platen. For spindle drives be the ones for this used spindles heavily, because two opposite Requirements are placed on them. On the one hand, the spindle should very quick opening and closing allow the injection mold. On the other hand, it also serves to apply high closing forces. From this it follows that the service life of the spindle used in this way is fundamentally limited.

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.Another load on the spindle arises if this during of applying the closing forces with straight toggle levers longer Time are statically loaded with force. Breaks in this state the lubricating film between the nut and the spindle. During the subsequent opening movement the metal of the nut lies directly on the metal of the spindle thread on. On the one hand this causes high frictional forces and on the other hand it promotes the tribocorrosion. A similar Breakage of the lubricating film also occurs with crank drives if these are kept statically under load.

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.Object of the present invention is therefore a method of operating an injection molding device to disposal to ask, in which the said breaking of the lubricating film avoided is.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Kniehebelantrieb bei in einer selbsthemmenden, vorzugsweise in der gestreckten, Position verharrendem und belastetem Kniehebel entlastet wird.This is according to the invention achieved that the toggle lever drive in a self-locking, preferably in the stretched, positional and loaded position Knee lever is relieved.

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 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.According to the invention it is therefore provided that preferably immediately after building the load on the knee lever the spindle drive by slight turn back is relieved. Unintentional opening of the knee lever is here not to fear since this, usually in the stretched position, is self-locking remains. By thus relieving parts of the toggle lever drive breakage of the lubricating film is prevented. This leads to a significant reduction in wear on the mentioned parts. The other is the subsequent opening movement also a power and thus energy saving given that all moving Parts are permanently optimally lubricated and direct rubbing of metal parts on each other is avoided.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:Other advantages and details The present invention results from the following description of the figures. It shows:

1 eine bewegbare Formaufspannplatte mit einem Spindelantrieb als Kniehebelantrieb, 1 a movable platen with a spindle drive as a toggle lever drive,

2 eine beim Stand der Technik bekannte Ausführungsvariante einer Kugelumlaufmutter in schematischer Darstellung und 2 a variant of a ball nut known in the prior art in a schematic representation and

3 einen Teil einer Spritzgießeinrichtung mit einem Kurbelantrieb als Kniehebelantrieb. 3 part of an injection molding device with a crank drive as a toggle lever drive.

Die in 1 dargestellte bewegbare Formaufspannplatte 1 wird mittels der beiden Kniehebel 2 in Maschinenlängsrichtung, wie beim Stand der Technik bekannt, verschoben. Die Kniehebel 2 sind auf Ihrer, von der Formaufspannplatte 1 abgewandten Seite an einer Stirnplatte 6 mittels Gelenken angeordnet. An dieser ist auch ein Motor 8 (zum Beispiel ein elektrischer 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 schrägen 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 Kreuzkopfes 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 Spritzgussform 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 üblicherweise 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.In the 1 shown movable platen 1 is by means of the two toggle levers 2 shifted in the machine longitudinal direction, as is known in the prior art. The knee levers 2 are on your, from the platen 1 opposite side on an end plate 6 arranged by means of joints. There is also an engine on this 8th (For example, an electric motor, servo motor, hydraulic motor or the like) is provided, which via a belt drive 9 the spindle 5 drives. The spindle 5 is in the faceplate 6 in oblique ball bearings 12 rotatably mounted. The spindle engages in one on the cross head 4 ordered mother 7 on. The rotation of the spindle 5 causes the crosshead to move back and forth 4 in the machine longitudinal direction. This in turn moves over the connecting rods 3 the knee levers 2 in a known manner. During the closing movement, the cross head 4 by means of the spindle 5 towards the movable platen 1 postponed. This will cause the knee levers 2 pushed through, the mold parts of the injection mold, not shown 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. When the desired closing force is 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.

Um das Abreißen des Schmierfilms durch die statische Belastung während des Einspritzvorgangs zu verhindern, sieht eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens nun vor, die Spindel 5, nachdem die Schließkraft aufgebracht ist, geringfügig in Öffnungsrichtung zu 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 Formaufspannplatte 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.To tear off the lubricating film due to the static load during the injection process To prevent a variant of the method according to the invention, the spindle 5 after the closing force has been applied, turn slightly in the opening direction. This will make the mother 7 who have favourited Spindle 5 , the crosshead 4 as well as the connecting rods 3 and the associated joints and thus the entire spindle drive is relieved, without this affecting the position of the toggle levers which remain in a self-locking, preferably in the extended, position 2 changes. The on the movable platen 1 Transferred closing forces remain unaffected by the relief of the mentioned parts of the toggle lever drive. When the injection process and the subsequent cooling time have ended, the spindle becomes 5 rotated further in the opening direction, whereby an opening of the injection mold, not shown here, takes place. The method according to the invention has the further advantage that the cycle time is shortened since part of the opening movement has already taken place when the spindle is relieved.

Als Mutter 7 werden günstigerweise Kugelumlaufmuttern, wie in 2 dargestellt, verwendet, da diese besonders reibungsarm sind. Entsprechende Kugelmuttern bzw. Kugelumlaufmuttern sind beim Stand der Technik bekannt und müssen daher hier nicht weiter erläutert werden. Bei Kugelumlaufmuttern kann die Führung 11 zur Rückführung der Kugeln 10, wie bekannt, unterschiedlich ausgeführt sein.As a mother 7 are conveniently ball nuts, as in 2 shown, used because they 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. The guide can be used with recirculating ball nuts 11 to return the balls 10 , as is known, be carried out differently.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 ist der Spindelantrieb aus 1 durch einen Kurbelantrieb 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 Gelenke 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 Spindelantrieb 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.In the embodiment of the 3 the spindle drive is off 1 replaced by a crank drive. Among other things, this has one on a rotatable axis 13 mounted crank arm 14 as well as a push rod 15 on. The axis 13 is known from an engine 8th turned. This will make the crank arm 14 pivoted. This movement in turn is from the push rod 15 on the knee lever 2 transfer. This shows the joints 16 on. According to the invention it is now provided in this arrangement known per se that the crank drive after the toggle lever 2 has reached its self-locking, stretched position, is relieved. This prevents the lubricating films from tearing off in the joints and bearings of the crank drive, as a result of which the advantages already mentioned with the spindle drive are also achieved with the crank drive. In addition, both variants must have the motor intended for the drive 8th while the toggle lever remains in the self-locking position, no force is used, which in turn leads to energy savings. The method according to the invention is not only based on toggle lever drives for moving a platen 1 limited, but can be used with all toggle lever drives of an injection molding device.

Claims (3)

Verfahren zum Betrieb einer Spritzgießeinrichtung mit mindestens einem Kniehebel und einem Kniehebelantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebelantrieb bei in einer selbsthemmenden, vorzugsweise in der gestreckten, Position verharrendem und belastetem Kniehebel (2) entlastet wird.Method for operating an injection molding device with at least one toggle lever and one toggle lever drive, characterized in that the toggle lever drive with the toggle lever in a self-locking, preferably in the stretched, position, 2 ) is relieved. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebelantrieb ein Spindelantrieb ist und die Spindel (5) bei in der selbsthemmenden, vorzugsweise in der gestreckten, Position verharrendem und belastetem Kniehebel (2) geringfügig in Öffnungsrichtung gedreht und dadurch der Spindelantrieb entlastet wird.A method according to claim 1, characterized in that the toggle lever drive is a spindle drive and the spindle ( 5 ) with the toggle lever in the self-locking, preferably in the extended, position-holding and loaded position ( 2 ) rotated slightly in the opening direction and the spindle drive is relieved. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebelantrieb ein Kurbelantrieb mit einem angetriebenen Kurbelarm (14) und einer am Kniehebel (2) und am Kurbelarm (14) drehbar angeordneten Schubstange (15) ist, wobei der Kurbelantrieb bei in der selbsthemmenden, vorzugsweise in der gestreckten, Position verharrendem und belastetem Kniehebel (2) entlastet wird.A method according to claim 1, characterized in that the toggle lever drive is a crank drive with a driven crank arm ( 14 ) and one on the knee lever ( 2 ) and on the crank arm ( 14 ) rotatable push rod ( 15 ), whereby the crank drive with the toggle lever in the self-locking, preferably in the extended, position, and loaded ( 2 ) is relieved.
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