-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Auswurfvorrichtung zum Auswerfen
von Formteilen an Spritzgießmaschinen
für Kunststoffmaterialien.
-
Gemäß dem Stand
der Technik werden Spritzgießmaschinen
oder -vorrichtungen bei Spritzgießvorgängen eingesetzt, bei welchen
Harze, welche von Kunststoffmaterialien gebildet sind, in einem Heizzylinder
erhitzt, um sie in einen geschmolzenen Zustand zu überführen, und
bei einem hohen Druck in den Formraum eines Formwerkzeugs eingespritzt werden,
um dieses zu befüllen.
Das im geschmolzenen Zustand befindliche Harz wird im Innern des Formwerkzeugs
abgekühlt,
um es auszuhärten
und das Formprodukt zu erzeugen, welches einer Lagerung oder anschließenden Verarbeitungsstationen zugeführt werden
kann.
-
Die
Spritzgießmaschine
umfasst eine Einspritzeinheit sowie eine Formeinheit. Die Einspritzeinheit
besteht aus einem Zylinder, welcher mittels elektrischer Widerstände extern
beheizt ist, und weist eine Plastifizierschraube auf. Die Plastifizierschraube besitzt
zwei Funktionen: Durch Drehen der Schraube fördert und plastifiziert sie
das Material in dem vorderen Teil des Zylinders durch axiale Translationsbewegung überführt sie
das nunmehr im geschmol zenen Zustand befindliche Material aus dem
Zylinder in das Formwerkzeug.
-
Die
Formeinheit umfasst insbesondere ein Formwerkzeug, welches in der
Regel aus zwei Formhälften
gebildet ist, welche an einer festen Platte bzw. an einer beweglichen
Platte befestigt sind. Auf diese Weise lässt sich das Formwerkzeug durch
Vorschieben und Zurückziehen
der beweglichen Platte öffnen und
schließen.
Der Formraum ist zwischen der festen Formhälfte und der beweglichen Formhälfte gebildet.
-
Die
bewegliche Platte der Formhälfte
ist mittels eines doppelten Gelenkmechanismus' bewegbar, welcher so schnell wie möglich für die erforderlichen
Bewegungen sorgt und die Schließkraft
des Formwerkzeugs sicherstellt, um den Schub des Kunststoffmaterials
während
des Einspritzens auszugleichen.
-
In
die Formeinheit ist ferner eine Auswurfvorrichtung zum Auswerfen
der Formteile integriert, welche für einen Auswurf derselben sorgt,
wenn das Formwerkzeug geöffnet
worden ist.
-
Es
sind verschiedene Typen von Vorrichtungen zum Auswerfen der Gegenstände bekannt,
wie mechanische, hydraulische oder pneumatische Auswerfer oder Auswurfsysteme,
welche auf einer Blaswirkung beruhen. Aufgrund ihrer Einfachheit
und Vielseitigkeit sind elektrisch betätigte oder angetriebene Systeme
zur Bewegung der Vorrichtungen zum Auswerfen von Formteilen im Allgemeinen
bevorzugt.
-
Die
JP 2000-263 602 A beschreibt eine vertikale Einspritzpresse mit
einer an der Seite der Einspritzeinheit angeordneten Auswurfvorrichtung,
welche zwei an beiden Seiten des Einspritzschraube angeordnete Auswurfstangen
aufweist.
-
Der
DE 961 395 A ist
eine Spritzgießmaschine
mit einer mechanischen Auswurfvorrichtung entnehmbar, welche mit
Auswurfstangen ausgestattet ist, die an einer Platte befestigt sind,
welche von einem Stift getragen ist, welcher während der Rückzugsbewegung der Formhälfte gegen
ein Ende eines Hebels anstößt.
-
In 1 und 2 ist
eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 100 versehene elektrische
Auswurfvorrichtung gemäß dem Stand
der Technik schematisch dargestellt.
-
Eine
Formhälfte 20 weist
ein Profile auf, auf welchem ein Formteil 21 formbar ist.
Die Formhälfte 20 ist
an einer bewegbaren Form-Halteplatte 13 mit einer im Wesentlichen
rechteckigen Gestalt festgelegt. Die bewegliche Form-Halteplatte 13 ist
in Translation mittels vier Führungsstützen 14 gehalten.
Die Führungsstützen 14 sind
in der Nähe
der vier Ecken der beweglichen Form-Halteplatte 13 angeordnet und
befinden sich hierzu unter einem rechten Winkel. Die Führungsstützen 14 bilden
einen Teil des festen Rahmens der Einspritzeinheit.
-
Die
bewegliche Form-Halteplatte 13 ist mittels Verbindungsstangen
bewegbar, welche einen Teil eines doppelten Gelenkmechanismus' bilden, welcher
als solcher bekannt ist und daher keiner näheren Veranschaulichung bedarf.
-
Die
Auswurfvorrichtung 100 ist am hinteren Teil der beweglichen
Form-Halteplatte 13 in einer zentralen Position zwischen
den Stützen 14 und
dem Innern in Bezug auf den Verbindungsbereich der Verbindungsstangen 18 des
doppelten Gelenkmechanismus' angeordnet.
-
Die
Auswurfvorrichtung 100 wirkt mittels Auswurfstiften 2 auf
einen Auswurftisch 1, welcher im Innern eines Hohlraums 51 der
Formhälfte 20 angeordnet
ist. An dem Auswurftisch 1 sind Stangen 52 vorgesehen,
welche mit in der Formhälfte 20 gebildeten
Durchgangsöffnungen
fluchten. Auf diese Weise bewirkt eine translatorische Bewegung
des Tisches 1 in dem Hohlraum 51 einen Vorschub
der Stangen 52, bis sie gegen die Oberfläche des
Formteils 21 anstoßen,
um letzteres von dem Profil der Formhälfte 20 zu lösen.
-
Die
Stifte 20 sind an einer beweglichen Platte 3 befestigt,
welche im Nachfolgenden als Druckplatte 3 bezeichnet ist
und einen Teil der Auswurfvorrichtung 100 bildet. Die bewegliche
Druckplatte 3 ist in Translation mittels Tragstützen 4 gehalten.
Die Tragstützen 4 sind
an ihrem einen Ende an der beweglichen Form-Halteplatte 13 und
an ihrem anderen Ende an einer Tragplatte 9 befestigt,
welche in Translation durch Führungsstützen 14 des
Maschinenrahmens gehalten ist. Auf diese Weise ist die Tragplatte 9 gemeinsam
mit der beweglichen Form-Halteplatte 13 bewegbar.
-
Die
Bewegung der beweglichen Druckplatte 3 geschieht mittels
zweier Kugelgewindespindeln 5, welche von einem Elektromotor 10 angetrieben
sind. Die Schäfte
der Kugelgewindespindeln 5 stehen mit entsprechenden Schraubenmuttern
5 im Eingriff, welche an der beweglichen Druckplatte 3 starr
befestigt sind. Jede Kugelgewindespindel 5 ist an ihren
Enden mittels Lagern 7, 8 schwenkbar befestigt,
welche an der Tragplatte 9 bzw. an der beweglichen Form-Halteplatte 13 angeordnet
sind.
-
Der
Elektromotor 10 ist von auf einer Grundplatte 23 getragen,
welche am hinteren Teil der Tragplatte 9 festgelegt ist.
Auf diese Weise bewegt sich der Motor 10 während des Öffnens und
Schließens des
Formwerkzeugs gemeinsam mit der Tragplatte 9. Wie aus 2 ersichtlich,
ist der Elektromotor 10 zwischen den beiden Führungsstützen 14 angeordnet
und steht von der Tragplatte 9 nach außen und zur Seite hin vor.
-
Am
hinteren Teil der Tragplatte 9 sind zwei nicht angetriebene
Rollen 11 und zwei Umlenkrollen 12, welche mit
den Kugelgewindespindeln 5 im Eingriff stehen, vorgesehen.
Der Elektromotor 10 treibt einen Zahnriemen 24 an,
welcher auf den beiden nicht angetriebenen Rollen 11 verläuft und
mit den Umlenkrollen 12 im Eingriff steht, um die Kugelgewindespindel 5 in
Rotation zu versetzen. Der Motor 10 ist von einer Steuerung
oder einem Betätigungsmittel gesteuert,
welche(s) dazu in der Lage ist, eine translatorische Bewegung der
Auswurfstifte 2 vorwärts und
rückwärts gemäß einem
vorgegebenen Bewegungsablauf zu steuern, welcher mit dem Zeitpunkt übereinstimmt,
an welchem ein Formteil aus dem Formraum 21 der Formhälfte ausgeworfen
werden muss.
-
Die
vorstehend beschriebene Auswurfvorrichtung gemäß dem Stand der Technik besitzt
einige Nachteile, welche vornehmlich auf ihrer Größe beruhen,
welche eine Positionierung derselben in dem Raum innerhalb der Führungsstützen 14 des
Aufbaus der Formeinheit verhindert.
-
Der
elektrische Antriebsmechanismus, welcher auf Kugelgewindespindeln
beruht, erfordert in der Praxis ein größeres Raumvolumen gegenüber demjenigen,
welches für
ein öldynamisches
System mit ähnlicher
Leistungsfähigkeit
erforderlich ist. Insbesondere gestaltet sich der Elektromo tor,
welcher mittels der Kugelgewindespindeln zur Entwicklung des zum
Auswerfen von Gegenständen
bei Maschinen mittlerer Größe erforderlichen
Schubs geeignet ist, mit einer Größe, welche mit den anderen
Teilen der Auswurfvorrichtung nicht kompatibel ist.
-
Ferner
weist die Auswurfvorrichtung 100 aufgrund der Tatsache
Nachteile auf, dass das Antriebssystem der Kugelgewindespindeln
von dem Einsatz von Zahnriemen Gebrauch macht, welche eine kontinuierliche
Einstellung erfordern, um eine korrekte Übertragung des Drehmomentes
sicherzustellen.
-
Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Nachteilen des
Standes der Technik zu begegnen und eine Vorrichtung zum Auswerfen
von Formteilen vorzuschlagen, welche eine optimale Leistungsfähigkeit
sicherstellt und zugleich praktisch, vielseitig, ökonomisch
und einfach herstellbar ist.
-
Dieses
Ziel wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des beigefügten
unabhängigen
Anspruchs 1 erreicht.
-
Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Eine
erfindungsgemäße Auswurfvorrichtung zum
Auswerfen von Gegenständen
für Spritzgießmaschinen
für Kunststoffmaterialien
weist eine bewegliche Druckplatte auf, welche mit einem Stift verbunden
ist, der auf einen Auswurftisch wirkt, welcher im Innern eines Hohlraums
einer Formhälfte
angeordnet ist, welche von einer beweglichen Form-Halteplatte getragen
ist. Die bewegliche Druckplatte ist von einem Hebelmechanismus angetrieben,
welcher wenig stens einen Hebel aufweist, dessen Widerstandsarm an
der beweglichen Platte angelenkt ist, dessen Antriebsarm an Antriebsmitteln
angelenkt ist und dessen Drehachse an wenigstens einer Verbindungsstange
eines doppelten Gelenkmechanismus' zur Bewegung der beweglichen Form-Halteplatte schwenkbar
angeordnet ist.
-
Das
Antriebsmittel für
den Hebelmechanismus umfasst vorzugsweise einen Elektromotor, welcher
in Direktantrieb mit einer Schraube steht, die in eine Schraubenmutter
eingreift, an welcher der Antriebsarm der Hebel angelenkt ist. Dieses
erfindungsgemäße Antriebs-
oder Betätigungssystem
erweist sich als äußerst vorteilhaft.
Der Elektromotor lässt
in der Praxis in dem Bereich unterhalb der Translationsebene der
beweglichen Formhälfte
positionieren. Die Nutzung dieses Bereiches zur Positionierung des Motors
erweist sich deshalb als sehr vorteilhaft, weil dieser Bereich frei
von beweglichen Teilen ist, für
den Benutzer einfach zugänglich
ist und im Innern des Raumes liegt, welcher herkömmlich von der Maschine beansprucht
wird.
-
Ferner
ermöglicht
die Tatsache, dass ein Elektromotor in Direktantrieb mit einer Schraube
vorgesehen ist, die Beseitigung einiger Nachteile aufgrund des Einsatzes
von Zahnriemen gemäß dem Stand
der Technik.
-
Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich klarer aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung einer rein beispielhaften und daher nicht einschränkenden
Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine
abgebrochen und teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht
einer Auswurfvorrichtung gemäß dem Stand
der Technik mit einer Formhälfte, welche
an einer beweglichen Form-Halteplatte befestigt ist;
-
2 eine
Seitenansicht auf die Auswurfvorrichtung gemäß 1 von hinten
(gemäß 1 von links);
-
3 eine
der 1 entsprechende Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Auswerfen von Gegenständen;
und
-
4 eine
teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht der Auswurfvorrichtung
gemäß 3 von
vorne (gemäß 3 von
rechts).
-
In 3 und 4 ist
eine Auswurfvorrichtung für
Formteile oder Gegenstände
wiedergegeben, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 200 versehen
ist. Elemente, welche denjenigen gemäß 1 und 2 unter
Bezugnahme auf die Auswurfvorrichtung 100 gemäß dem Stand
der Technik ähnlich
sind oder ihnen entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen
und nicht mehr im einzelnen erläutert.
-
Die
Auswurfvorrichtung 200 weist – wie auch die Auswurfvorrichtung 100 gemäß dem Stand
der Technik – eine
Druckplatte 3 mit einer Mehrzahl an Auswurfstiften 2 auf,
welche auf einen in dem Hohlraum 51 der Formhälfte 20 angeordneten
Auswurftisch 1 wirken. Die Druckplatte 3 kann
sich versetzen und ist an zwei oder mehreren Tragstützen 4 gehalten,
welche an einem ihrer Enden an der beweglichen Form-Halteplatte 13 befestigt
sind.
-
Die
Bewegung der Druckplatte 3 der erfindungsgemäßen Auswurfvorrichtung 200 geschieht im
Vergleich mit der Vorrichtung 100 gemäß dem Stand der Technik auf
unterschiedliche Weise mittels eines Hebelmechanismus', welcher von einer
Kugelgewindespindel 35 bewegbar ist, welche wiederum von
einem Elektromotor 40 betätigt ist. Der Hebelmechanismus
umfasst zwei Hebel 33, welche an den beiden Seiten der
Druckplatte 3 angeordnet sind.
-
Jeder
Hebel 33 weist an einem Ende – an seinem Widerstandsarm – eine schlitzförmige Aufnahme 41 auf,
welche zur Aufnahme eines integral mit der beweglichen Druckplatte 3 ausgebildeten
Gelenkteils 17 geeignet ist. In der Position ihrer Drehachse
entlang ihrer halben Länge
sind die Hebel 33 mittels eines sich quer erstreckenden
Zapfens 34 an der beweglichen Form-Halteplatte 13 angelenkt.
Der Zapfen 34 stellt das Gelenk zur Verbindung der Verbindungsstangen 18 des
unteren Teils des doppelten Hebelantriebsmechanismus' der beweglichen Form-Halteplatte 13 dar.
An dem anderen Ende – an seinem
Antriebsarm – ist
jeder Hebel 33 mittels eines Schubstiftes 16 an
einer Schraubenmutter 36 angelenkt, welche mit der Kugelgewindespindel 35 im
Eingriff steht.
-
der
Elektromotor 40 ist in Direktantrieb mit der Kugelgewindespindel 35 verbunden.
Auf diese Weise bewirkt der Motor 40 eine Translation der Schraubenmutter 36,
wenn er die Kugelgewindespindel 35 in Rotation versetzt.
Auf diese Weise wirkt der Stift 16 der Schraubenmutter 36 auf
die Hebel 33. Folglich verschwenken sich die Hebel 33 um
den Drehpunkt 34. Die Schwenkbewegung der Hebel 33 wird
in eine translatorische Bewegung in der Nähe der Gelenke 17 der
beweglichen Druckplatte 3 umgesetzt, welche mit den schlitzförmigen Aufnahmen 41 der
Hebel 33 verbunden ist. Hieraus ergibt sich, dass die bewegliche
Platte 3 eine horizontale Translationsbewegung erfährt und
der Stift 2 auf den Auswurftisch 1 wirkt, welcher
einen Gegenstand 21 von dem Profil der Formhälfte 20 auswirft.
-
Da
die Hebel 33 um den Punkt 34 in Richtung der beweglichen
Form-Halteplatte 13 des doppelten Hebelmechanismus' verschwenkt werden,
erweisen sie sich als integral mit der horizontalen Verlagerungsbewegung
der beweglichen Form-Halteplatte 13.
Folglich muss der Elektromotor 40, welcher in Direktantrieb
mit der Kugelgewindespindel 35 steht, deren Schraubenmutter 36 an
dem Punkt 16 an den Hebeln 33 angelenkt ist, dazu
in der Lage sein, sowohl der Schwenkbewegung der Hebel 33 um
ihre Drehachse 34 als auch der translatorischen Bewegung
der Hebel 33, welche der Translation der beweglichen Form-Halteplatte 13 folgt,
auszuüben. Aus
diesem Grund ist der Elektromotor 40 horizontal schwenkbar
an einem Haltestift 15 angeordnet. Der Haltestift 15 ist
an einem beweglichen Teil des Maschinenrahmens angelenkt, welcher
gemeinsam mit der beweglichen Form-Halteplatte 13 bewegbar
ist.
-
Der
Einsatz der Hebel 33 ermöglicht eine Positionierung
des Motors 40 in dem Bereich unterhalb der Translationsebene
der beweglichen Formhälfte 20,
d.h. unterhalb des unteren Endes der beweglichen Form-Halteplatte 13.
Die Nutzung dieses Bereiches zur Positionierung des Motors erweist
sich als sehr vorteilhaft, weil dieser Bereich frei von beweglichen
Teilen ist, für
den Benutzer einfach zugänglich ist
und im Innern des Raumes liegt, welcher herkömmlich von der Maschine beansprucht
wird.