Auswerfer- oder Schieberanordnung

Die Erfindung betrifft eine Auswerfer- oder Schieberanordnung für eine Spritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Üblicherweise sind Auswerfer- oder Schieberanordnungen bei Spritzgießmaschinen entweder rein mechanisch, hydraulisch oder mit Hilfe von elektrischen Antrieben elektromechanisch betätigt und wirken mit werkzeugseitigen Auswerfern zusammen, um Formteile nach dem Spritzgießen und Öffnen des Werkzeugs auszuwerfen oder betätigen Schieber, um das mit Hinterschneidungen versehene Formteil entformen zu können.

In der DE 101 21 024 Al der Anmelderin ist mit den Figuren 27 bis 30 eine Auswerferanordnung gezeigt, bei der die Betätigung eines in einer beweglichen Werkzeugspannplatte geführten Auswerfers elektromechanisch erfolgt. Dabei ist ein Auswerfer mit einer axial verschiebbaren Spindel verbunden, die in Eingriff mit einer Spindelmutter steht, die ihrerseits von einem elektrischen Antrieb angetrieben wird. Durch Ansteuerung der Spindelmutter kann der Auswerfer aus seiner zurückgezogenen Position in seine Auswerferposition verfahren werden. Eine derartige Konstruktion lässt sich auch bei Schieberanordnungen oder dergleichen verwenden.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass der elektrische Antrieb mit dem Antriebsmotor, der Spindelmutter und der Spindel sehr aufwendig und damit teuer ist und des Weiteren erheblichen Stauraum benötigt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Auswerfer- oder Schieberanordnung, insbesondere für eine Spritzgießmaschine zu schaffen, die bei minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand kompakt ausgeführt ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Auswerfer- oder Schieberanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß werden der Auswerfer oder Schieber hydraulisch betätigt, indem dieser oder ein damit verbundenes Betätigungselement mit Druck aus einem Hochdruckspeicher beaufschlagt ist.

Eine derartige hydraulische Lösung ist sehr kostengünstig und platzsparend realisierbar. Ein weiterer Vorteil gegenüber den eingangs genannten mechanischen oder elektromechanischen Konstruktionen besteht darin, dass die hydraulische Betätigung praktisch geräuschlos erfolgt und äußerst funktionssicher ist.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Hochdruckspeicher über eine Pumpe aufgeladen, die in Abhängigkeit von einem Hub der Spritzgießmaschine den Hochdruckspeicher auflädt.

Bei einer derartigen Variante wird es bevorzugt, wenn diese Pumpe als Plungerpumpe ausgeführt ist, die beispielsweise durch den Hub einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte einer Spritzgießmaschine betätigt ist und deren Pumpraum über ein Saugventil mit einem Niederdruckspeicher und über ein Druckventil mit einem Hochdruckspeicher verbunden ist. D.h. der hydraulische Antrieb des Auswerfers/Schiebers ist als geschlossener Kreislauf ausgeführt, wobei Druckmittel aus einem Niederdruckspeicher angesaugt und druckbeaufschlagt einem Hochdruckspeicher zugeführt wird.

Eine derartige hydraulische Schaltung benötigt keine externe, elektrisch angetriebene Pumpe und lässt sich in die Spritzgießmaschine integrieren, ohne dass die hydraulische Funktion von außen erkennbar ist.

Die hydraulische Verbindung des Hochdruckspeichers ' und des Niederdruckspeichers mit einem den Auswerfer/Schieber oder dessen Betätigungselement aufnehmenden Druckraum erfolgt vorzugsweise über ein proportional verstellbares Wegeventil, das in einer Grundstellung den Niederdruckspeicher mit dem Druckraum verbindet und in seinen Regelpositionen die Verbindung zum Hochdruckspeicher aufsteuert.

Zur Begrenzung des maximalen Speicherdrucks kann entweder ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen werden, das bei Erreichen eines Maximaldrucks eine Verbindung vom Hochdruckzweig in den Niederdruckzweig aufsteuert oder ein Plungerkolben oder Plungerzylinder der Plungerpumpe kann in Axialrichtung über eine vorgespannte Feder abgestützt werden. Diese Feder weicht aus, wenn der vorgesehene Maximaldruck erreicht ist, so dass ein weiterer Druckaufbau nicht möglich ist.

Das Betätigungselement, der Auswerfer und/oder Schieber kann als Kolben in einem einfachwirkenden oder doppeltwirkenden Zylinder ausgeführt sein, wobei der Kolben einstückig mit dem Schieber/Auswerfer verbunden oder mit diesen mittelbar in Wirkverbindung steht. Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Funktionsschaubild einer Auswerferanordnung einer Spritzgießmaschine und

Figur 2 eine Variante der Auswerferanordnung aus Figur 1.

Figur 1 zeigt ein Funktionsschaubild der Auswerferanordnung 1 einer Spritzgießmaschine. Diese hat ein Gestell 2, an dem eine feststehende Werkzeugaufspannplatte 4 und eine bewegliche Werkzeugaufspannplatte 6 gelagert sind. Letztere ist über nicht dargestellte Holme des Gestells 2 verschiebbar geführt und lässt sich über eine ebenfalls nicht dargestellte Schließeinheit, die entweder mechanisch (Kniehebel) , hydraulisch (Hydraulikzylinder) elektromechanisch oder als Hybridantrieb (elektromechanisch/hydraulisch) wirkt, verschieben. Diese Schließeinheit ist an einer Stützplatte 8 des Gestells 2 abgestützt.

Die Betätigung von Auswerfern oder Schiebern des Werkzeugs erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel über ein oder mehrere Betätigungselemente 10, die an der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 6 gelagert sind. Diese Betätigungselemente 10 haben beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen einfach wirkenden Zylinder 12, in dem ein Auswerfer oder Kolben mit einem Kolbenbund 14 und einer Kolbenstange 16 axial verschiebbar geführt ist. In dem von der Kolbenstange 16 durchsetzten Ringraum ist eine Feder 18 angeordnet, über die der Auswerfer in eine Grundposition vorgespannt ist. In dieser Grundposition ist die Kolbenstange 16 in die Werkzeugaufspannplatte 6 zurückgezogen - der werkzeugseitige Auswerfer oder Schieber wird nicht betätigt.

Der Kolbenbund 14 und der Zylinder 12 schließen einen Druckraum 20 ein, der über eine Druckleitung 22 mit einem Ausgangsanschluss B eines proportionalverstellbaren Wegeventils 24 verbunden ist. Dieses ist über eine Feder in eine Grundposition vorgespannt, in der der Arbeitsanschluss B mit einem Arbeitsanschluss A verbunden ist. An diesen ist eine Niederdruckleitung 26 angeschlossen, die in eine Saugleitung 28 einmündet. Diese verbindet einen Niederdruckspeicher ND mit einem Saugventil 29, das eine Druckmittelströmung vom Niederdruckspeicher ND zu einer den Ausgang des Saugventils 29 mit einem Anschluß der Plungerpumpe 30 verbindenden Leitung 31 ermöglicht. Diese ist über einen abzweigenden Leitungsabschnitt mit dem Eingang eines Füllventils 40 verbunden, dessen Ausgang über eine Füllleitung 38 an einen Hochdruckspeicher HD angeschlossen ist. Das Füllventil 40 öffnet in Richtung zum Hochdruckspeicher HD.

Die Plungerpumpe 30 hat einen feststehenden Plungerkolben 32, der an der Stützplatte 8 abgestützt ist und einen an der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 6 gelagerten Plungerzylinder 34, in den der Plungerkolben 32 eintaucht. Der Plungerzylinder 34 und der Plungerkolben 32 begrenzen einen Pumpraum 36, der in der dargestellten Schließstellung des gestrichelt angedeuteten Werkzeugs 38 ein maximales Volumen aufweist. Ein Eingangs- oder Druckanschluss P des proportionalverstellbaren Wegeventils 24 ist über eine Leitung 42 mit der Füllleitung 38 verbunden. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zweigt von der Füllleitung 38 des Weiteren eine Druckbegrenzungsleitung 44 ab, die zu einem Abschnitt der Saugleitung 28 zwischen dem Saugventil 29 und dem Niederdruckspeicher ND führt. In der Druckbegrenzungsleitung 44 ist ein Druckbegrenzungsventil 46 angeordnet, das in seine Schließstellung von der Kraft einer Feder und in seine Öffnungsstellung vom Druck in der Füllleitung 38 beaufschlagt ist, der über eine Steuerleitung 48 abgegriffen wird. Die Feder des Druckbegrenzungsventils 46 ist so eingestellt, dass der Hochdruckspeicher HD auf einen für die Funktion des Auswerfers hinreichenden Druck aufladbar ist.

Beim Öffnen des Werkzeugs 39 und damit beim Verfahren der beweglichen Werkzeugaufspannplatte 6 über die nicht dargestellte elektromechanische Schließeinheit nach links in Figur 1, taucht der Plungerkolben 32 tiefer in den Pumpraum 36 ein, so dass Druckmittel aus diesem Pumpraum 36 über das sich öffnende Füllventil 40 in den Hochdruckspeicher HD gefördert wird - der Speicher wird aufgeladen. Beim Öffnen des Werkzeugs 39 wird das Wegeventil 24 über eine Steuereinheit der Spritzgießmaschine so angesteuert, dass der Auswerfer nach einem vorbestimmten Weg- oder Kraftverlauf ausfährt und dabei die werkzeugseitigen Auswerfer betätigt, um das Formteil aus dem geöffneten Werkzeug auszustoßen. Der Rückzug des Auswerfers in die Werkzeugaufspannplatte 6 hinein erfolgt durch Umschalten des Wegeventils 24 in seine Grundposition, in der der Druckraum 20 über die Druckleitung 22, das Wegeventil 24 und die Niederdruckleitung 26 mit dem Niederdruckspeicher ND verbunden. Dabei wird der Auswerfer durch die Kraft der Feder 18 in seine dargestellte Grundposition zurückbewegt, in der er beispielsweise an einem nicht dargestellten Anschlag anliegt. Bei einem doppeltwirkenden Zylinder 12 erfolgt diese Rückbewegung hydraulisch.

Während der Öffnungsbewegung der beweglichen Werkzeugspannplatte 6 wird der Pumpraum 36 verkleinert, so dass der Druck im Pumpraum 36 mit zunehmendem Öffnungsweg ansteigt und der Hochdruckspeicher HD über das Füllventil 40 und die Füllleitung 38 aufgeladen wird. Bei Überschreiten des maximalen Drucks im Hochdruckspeicher HD öffnet das Druckbegrenzungsventil 46 die Verbindung zwischen der Füllleitung 38 und der Saugleitung 29, so dass die Druckspitze zum Niederdruckspeicher ND hin abgebaut wird.

Zum Schließen des Werkzeugs 38 wird die nicht dargestellte Schließeinheit in umgekehrter Richtung angesteuert, so dass sich die Werkzeugspannplatte 6 nach rechts bewegt. Entsprechend wird der Pumpraum 36 vergrößert und Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher ND über die Saugleitung 28 und das Saugventil 29 in den Pumpraum 36 angesaugt. Bei geschlossenem Werkzeug 39 wird dann eine auf dem Gestell 2 der Spritzgießmaschine verschiebbar gelagerte Einspritzeinheit 50 mit einer Schnecke 52, einem Schneckenantrieb 54 und einem Fülltrichter 56 in Anlage an eine nicht dargestellte Düse in der feststehenden Werkzeugaufspannplatte A gebracht und die homogenisierte Schmelze in die Kavität des geschlossenen Werkzeugs 39 eingespritzt. Nach einer Nachdruckphase wird das Werkzeug 39 in der vorbeschriebenen Weise geöffnet und die Auswerfer zum Auswerfen des Formteils betätigt - der Zyklus beginnt von vorne.

Der sehr kompakte geschlossene Hydraulikkreislauf mit lediglich zwei vergleichsweise kleinen Ventilen 24, 46 und den beiden Speichern HD, ND lässt sich sehr kompakt in die Spritzgießmaschine integrieren. Das proportional angesteuerte Wegeventil 24 ermöglicht es, den Hub des Auswerfers oder eines Schiebers in der vorbestimmten Weise zu steuern, so dass auch komplexe Aufgabenstellungen lösbar sind.

In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die hydraulische Schaltung der Auswerferanordnung weiter vereinfacht ist.

Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht weitestgehend dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel und hat ebenfalls zwei Speicher HD, ND, die mit einem Anschluss einer Plungerpumpe 30 verbunden sind. Das Ausfahren der Kolbenstange 16 des Auswerfers erfolgt wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel durch Verbinden des Hochdruckspeichers HD über das proportional verstellbare Wegeventil 24 mit dem Druckraum 20 des Zylinders 12. Zum Entlasten des Auswerfers wird dieser Druckraum 20 mit der Saugleitung 28 verbunden.

Der einzige Unterschied zwischen den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen besteht darin, dass der Maximaldruck des Hochdruckspeichers HD bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 nicht durch ein Druckbegrenzungsventil 46 begrenzt ist sondern durch eine federnde Abstützung des Plungerkolbens 32 an der Stützplatte 8. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel durchsetzt der Plungerkolben 32 die Stützplatte und taucht mit einem radial erweiterten Endabschnitt 58 in eine Federkammer 60 ein, in der eine vorgespannte Stützfeder 62 abgestützt ist, die an dem Endabschnitt 58 des Plungerkolbens 32 angreift. Die Vorspannung der Stützfeder 62 ist so gewählt, dass bei Überschreiten des maximalen Druckes im Pumpraum 36 der Plungerpumpe 30 während der Auffahrbewegung der beweglichen Werkzeugspannplatte 6 der Plungerkolben 32 gegen die Kraft der Stützfeder 62 nach links ausweichen kann, so dass dieser Maximaldruck nicht überschritten wird und somit der Hochdruckspeicher HD gegen Überlastung geschützt ist.

Im Übrigen entspricht die Funktion der Auswerferanordnung derjenigen des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels, so dass weitere Erläuterungen entbehrlich sind.

Wie eingangs erwähnt, kann anstelle des einfach wirkenden Zylinders 12 auch ein doppelt wirkender Zylinder verwendet werden, bei dem das Ausfahren und Einfahren durch Verbindung der Druckräume mit dem Hochdruckspeicher HD oder dem Niederdruckspeicher ND erfolgt.

Offenbart ist eine Auswerfer- oder Schieberanordnung, insbesondere für eine Spritzgießmaschine oder eine sonstige Maschine zur Kunststoffverarbeitung, mit zumindest einem Auswerfer oder Schieber, der über einen Antrieb aus einer zurückgezogenen Position in eine Auswerferposition verfahrbar ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Betätigung des Auswerfers oder eines Betätigungselementes des Auswerfers/Schiebers hydraulisch, indem dieser über ein Wegeventil mit Druck aus einem Hochdruckspeicher verbunden wird. Bezugszeichenliste :

1 Auswerferanordnung 2 Gestell 4 feststehende Werkzeugaufspannplatte 6 bewegliche Werkzeugaufspannplatte 8 Stützplatte 10 Betätigungselement 12 Zylinder 14 Kolbenbund 16 Kolbenstange 18 Feder 20 Druckraum 22 Druckleitung 24 Wegeventil 26 Niederdruckleitung 28 Saugleitung 29 Saugventil 30 Plungerpumpe 31 Leitung 32 Plungerkolben 34 Plungerzylinder 36 Pumpraum 38 Füllleitung 39 Werkzeug 40 Füllventil 42 Leitung 44 Druckbegrenzungsleitung 46 Druckbegrenzungsventil 48 Steuerleitung 50 Einspritzeinheit 52 Schnecke 54 Schneckenantrieb 56 Fülltrichter 58 Endabschnitt Federkammer Stützfeder