Plastifizierungs-und Spritzvorrichtung fOr Spritzgusspressen für Thermoplaste
Die Erfindung bezieht sich auf eine Plastifizie- rungs-und Spritzvorrichtung für Spritzgusspressen für Thermoplaste, mit einem Transport-, Plastifi- zierungs-und Spritzorgan, insbesondere einer Schnecke, welche durch Drehbewegung um ihre Längsachse in der Plastifizierungskammer den Transport und die Plastifizierung des zu verarbeitenden Materials und durch axiale Bewegung das E, inspritzen des plastifizierten Materials in die geschlossene Form bewirkt, wobei die axiale Spritzbewegung des genannten Organs durch eine hydraulische Zylinderund Kolbeneinheit bewirkt wird.
Wie bereits erwähnt, ist dieses Plastitizierungs- und Spritzorgan bei den meisten bekannten Maschinen als Schnecke ausgebildet und wird der Einfach- heit halber im weiteren als Schnecke bezeichnet ; w. e jedoch aus dem weiteren ersichtlich, ist die Erfindung keineswegs durch die Gestaltung dieses Organs eingeschränkt, solange. das Organ die beiden erwähnten Bewegungen ausführt und in der weiter beschriebenen Weise angeordnet ist.
Bei bekannten Einrichtungen dieser Art wird die Schnecke für das Spritzen axial durch den Kolben eines als Spritzzylinder dienenden hydraulichen Zylinders bewegt ; dieser Spritzkolben ist entweder in , dem Spritzzylinder undrehbar, wobei die axiale Kraft zwischen ihm und der drehbaren Schnecke durch ein Axiallager aufgenommen wird, oder es dreht sich der Kolben in fdem Spritzzylinder zusammen mit der mit ihm fest verbundenen Schnecke, wobei die axiale Kraft durch ein Flüssigkeitspolster in dem Arbeitsraum des Spritzzylinders aufgenommen wird.
Der Antriebsmotor für die Schneckendrehung, z. B. ein Elektromotor oder Hydromotor, ist bei einer Bauart bekannter Maschinen an der Maschine starr angebaut, und das Drehmoment wird von ihm an die Schnecke mittels einer Keilwelle oder eines gleichwertigen Organs, das fest mit der Schnecke verbunden ist, übertragen ; dadurch ist die Verschiebung der Schnecke gegenüber dem Antriebsmotor möglich.
Die Keilwelle von einer wenigstens dem Hub des Spritzkolbens gleichen Länge ist bei den Ma schinen mit dem erwähnten Axiallager an dem ver längerten Teil der Schnecke zwischen ihrem eigentlichen Gewindeteil und diesem Lager ausgebildet ; bei Maschinen, bei welchen sich der Spritzkolben zusammen mit der Schnecke dreht, kann sie auch an der durch eine Stopfbüchse in dem Boden des Spritzzylinders geführten Verlängerung des Spritz kolbsns ausgebildet sein.
Bei einer weiteren Bauart der bekannten Ma- schinen verschiebt sich der Antriebsmotor für die Drehung der Schnecke und das Übersetzungsgetriebe zusammen mit. der Schnecke und dem Spritzkolben, so daj die Keilwelle überflüssig wird. Das Getriebe für die Ubertragung der Drehbewegung von dem Antriebsmotor an die Schnecke, üblicherweise Zahnradgetriebe, muss jedoch ähnlich wie bei der ersten Bauart zwischen den Gewindeteil der Schnecke und den Spritzzylinder oder an die Verlängerung des Spritzkolbens hinter dem Boden dieses Zylinders versetzt werden.
Bei einer weiteren bekannten Ausführung ist der Antriebsmotor für die Drehung der Schnecke als ein Zahnhydromotor ausgebildet, der unmittelbar in dem Spritzkolben angeordnet ist, mit dem er sich gemeinsam dreht und verschiebt ; die Drehung des Spritzkolbens und der mit ihm fest verbundenen Schnecke erfolgt durch eine Zahnradubersetzung zwischen dem Spritzkolben und dem verlängertem Hohlraum des Zylinders.
Diese Bauart ist auf kleine Drücke der Flüssig keit-in. dem Spmtzzylinder beschränkt, da bei einem höheren Betriebsdruck der zu klei. ne Durchmesser des Spritzkolbans, welcher der erforderlichen Spritz- kraft entspricht, die Anbringung eines Hydromotors nicht erlaubt.
Sämtliche erwähnten bekannten Vorrichtungen haben den gemeinsamen Nachteil einer grossen Baulänge der Plastifizquerungs- und Spritzeinheit in der Längsrichtung der Schnecke, infolge der beschriebe- nen Notwendigkeit, den Spritzkolben für die axiale Bewegung der Schnecke und das Getriebe zur tuber- tragung des Drehmomentes von dem Antriebsmotor an die Schnecke an'dieser hintereinander in der axialen Richtung anzuordnen.
Ein weiterer Nachteil aller Ausführungen der oben erwähnten Bauarten ist das schwierige Heraus- nehmen. der Schnecke. aus der PlastifizieBungskam- mer, was bei Spritzgusspressen oft bei Wechsel der Schnecke oder Reinigung vorkommt.
Bei der erfindungsgemässen Plastifizierungs-und Spritzvorrichtang sind diese Nachteile dadurch be seitigt, dass der Spritzkolben unbeweglich ist und das Spritzorgan in einem verschiebbaren und drehbaren Spritzzylinder drehstarr gelagert und axial abgestützt ist, der das Drehmoment für die Drehung der Schnecke von einem Antriebsmotor erhält.
Nachfolgend wird ein AusführuTigsform des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung, welche die Vorrichtung im Längsschnitt darstellt, näher er läutert.
Die in der Plastifizier. ungskammer 2 drehbare und verschiebbare Schnecke 1. ist mittels einer Feder 18 und eines Stützgewindestopfens 15 in dem Boden eines hydraulischen Spritzzylinders 3 gelagert, welcher sich an einem unbeweglichen Spritzkolben 4 dreht und verschiebt. Der Spritzkolben 4 ist durch eine Platte 5 und eine Trommel 6 fest mit der Plastifizierungskammer 2 verbunden. Auf dem Mantel des Spritzzylinders 3 ist fest der Rotor 7 des Schaufelhydromotors gelagert, dessen Stator 8 drehfest, jedoch axial beweglich angeordnet ist. Das Reaktionsmoment des Hydromotors wird von einem Führungsstück 13 des Stators aufgenommen, welches in einer Ausnehmung 14 der Trommel 6 gleitet.
Durch einen Einlaufstutzen 9 wird in den Hydromotor die Druckflüssigkeit zugeführt, welche durch einen Auslaufstutzen 10 abfliesst.. Durch ein Einlauf- rohr 11 wird die Druckflüssigkeit in den Arbeits- raum 12 des Sprizzylinders zugeführt. In dem Boden des Spritzzylinders 3 und. in dem Spritzkolben 4 ist ein axialer Durchgang fiir das Herausnehmen der Schnecke 1 in der Richtung A ausgebildet. In dem Spritzzylinder 3 ist dieser Durchgang durch einen Gewindestopfen 15 verschlossen, der die axiale Kraft auf die Schnecke aufnimmt ; in dem Kolben 4 , ist der Durchgang durch einen Gewindestopfen 16 verschlossen.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt :
Vor Beginn der Plastifizierung des in diel Plasti- fizierungskammer 2 aus e. inem Trichter 17 zugeführten Materials ist die Schnecke 1 und der mit ihr verbundene Spritzzylinder 3 in der linken Grenzlage. Durch den Einlaufstutzen 9 wird in den Hydromotor Drucköl zugeführt, das den Rotor 7 und somit auch den mit ihm fest verbundenen Spritzzylinder 3 und folglich auch die Schnecke 1 dreht. Das Material wird durch die Schnecke plastifiziert und zu der geschlossenen Spritzdüse geführt, so dass es sich in der Plastifizierungskammer vor der Schnecke 1 häuft. und dises zussammen, mit dem Spritzzylinder 3 und dem Hydromotor 7, 8 in der Richtung A herausdrückt.
Nach erfolgter Plastifi zierung der erwünschten Menge Material wird die Zufuhr von Drucköl durch den Einlaufstutzen 9 in den Hydromotor 7, 8 abgestellt, und der Hydromotor bleibt stehen. Durch das Einlaufrohr 11 wird Drucköl in den Raum 12 eingelassen, und durch seinen Druck wird der Spritzzylinder 3 zusammen mit der Schnecke 1 in der Plastifizierungskammer 2 in der Richtung B bewagt, wodurch das vor der Schnecke angehäufte plastifizierte Material durch die geöffnete Spritzdüse in die Form hinaingedrückt wird.
Für den nächsten Schuss wiederholt sich dieser Vorgang.
Beim Herausnehmen der Schnecke, das bei Spritzgusspressen der erwähnten Art aus technologi- schen Gründen oft nötig ist, braucht man nur die Gewinkestopfen 15 und 16 herauszuschrauben und die Schnecke kann dann leicht in der Richtung A ohne Zeitraubende Demontage der Plastifizierungs- kammer herausgezogen werden.
Die dargestellte und beschriebene Ausführung ist nicht die einzige mögliche Ausführung der Erfindung. Zum Drehen des Spritzzylinders 3 mit der Schnecke 1 kann auch ein anderer Hydromotor als Schaufelhydromotor verwendet werden, oder es kann diese Bewegung durch ein Zahnradgetriebe oder. an- deres Getriebe von einem andeeren Antriebsmotor, z. B. Elektromotor, erhalten werden.
Wie aus dem Vorgehenden ersichtlich, verbindet die beschriebene Plastifizierumgs-und Spritzvorrichtung die Vorteile aller bekannten vorerwähnten Einrichtungen, d. h. sie erfordert keine Axiallager und keine herstellungstechnisch schwierige Keilwelle, und bei geeigneter Anordnung, wie z. B. bei der beschriebenen Verwendung eines Schaufelhydromotors, entfallen die komplizierten und kostspieligen Getriebe zwischen dem Antriebsmotor und der Schnecke, so dass die ganze Einheit kompakt und leicht ausfällt. Darüber hinaus weist sie den Vorteil der einfachen Demontage der Schnecke und insbesondere der Herabsetung der Beulänge der Einheit und somit ihres Gewichtes und Preises auf.
Plasticizing and injection device for injection molding presses for thermoplastics
The invention relates to a plasticizing and injection device for injection molding presses for thermoplastics, with a transport, plasticizing and spraying element, in particular a screw, which, by rotating around its longitudinal axis in the plasticizing chamber, transports and plasticizes the material to be processed Material and by axial movement the E, causes the plasticized material to be injected into the closed mold, the axial injection movement of the said organ being effected by a hydraulic cylinder and piston unit.
As already mentioned, this plasticizing and spraying element is designed as a screw in most known machines and, for the sake of simplicity, is referred to below as a screw; w. e, however, can be seen from the further, the invention is in no way restricted by the design of this organ as long as the organ performs the two movements mentioned and is arranged in the manner described below.
In known devices of this type, the screw for the injection is moved axially by the piston of a hydraulic cylinder serving as an injection cylinder; This injection plunger is either non-rotatable in the injection cylinder, whereby the axial force between it and the rotatable screw is absorbed by an axial bearing, or the piston rotates in the injection cylinder together with the screw firmly connected to it, whereby the axial force is caused by a Liquid cushion is received in the working space of the injection cylinder.
The drive motor for the screw rotation, e.g. B. an electric motor or hydraulic motor, is rigidly attached to a type of known machines on the machine, and the torque is transmitted from it to the worm by means of a splined shaft or an equivalent member that is firmly connected to the worm; this enables the worm to be moved relative to the drive motor.
The splined shaft of at least the same length as the stroke of the injection piston is formed in the Ma machines with the mentioned axial bearing on the ver elongated part of the screw between its actual threaded part and this bearing; In the case of machines in which the injection piston rotates together with the screw, it can also be formed on the extension of the injection piston guided through a stuffing box in the bottom of the injection cylinder.
In a further design of the known machines, the drive motor for rotating the worm and the transmission gear move together with it. the screw and the injection plunger, so that the splined shaft is superfluous. The transmission for the transmission of the rotary movement from the drive motor to the screw, usually gear transmission, has to be moved between the threaded part of the screw and the injection cylinder or on the extension of the injection piston behind the bottom of this cylinder, similar to the first type.
In a further known embodiment, the drive motor for rotating the screw is designed as a toothed hydraulic motor which is arranged directly in the injection plunger with which it rotates and moves together; the rotation of the injection plunger and the screw firmly connected to it takes place through a gear ratio between the injection plunger and the extended cavity of the cylinder.
This design is speed-in at small pressures of the liquid. limited to the Spmtz cylinder, since the too small at a higher operating pressure. ne diameter of the injection piston, which corresponds to the required injection force, the attachment of a hydraulic motor does not allow.
All known devices mentioned have the common disadvantage of a large overall length of the plasticizing and injection unit in the longitudinal direction of the screw, as a result of the described need to use the injection piston for the axial movement of the screw and the gear to transmit the torque from the drive motor to arrange the worm on this one behind the other in the axial direction.
Another disadvantage of all designs of the types mentioned above is that they are difficult to remove. the snail. from the plasticizing chamber, which often happens in injection molding presses when changing the screw or cleaning.
In the plasticizing and injection device according to the invention, these disadvantages are eliminated in that the injection plunger is immobile and the injection element is rotatably mounted and axially supported in a displaceable and rotatable injection cylinder that receives the torque for the rotation of the screw from a drive motor.
In the following, an embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail with reference to the drawing, which shows the device in longitudinal section.
The one in the plasticizer. ungskammer 2 rotatable and displaceable screw 1. is mounted by means of a spring 18 and a threaded support plug 15 in the bottom of a hydraulic injection cylinder 3, which rotates and moves on an immovable injection piston 4. The injection piston 4 is firmly connected to the plasticizing chamber 2 by a plate 5 and a drum 6. On the jacket of the injection cylinder 3, the rotor 7 of the hydraulic vane motor is fixedly mounted, the stator 8 of which is arranged non-rotatably but axially movable. The reaction torque of the hydraulic motor is absorbed by a guide piece 13 of the stator, which slides in a recess 14 of the drum 6.
The pressure fluid is fed into the hydraulic motor through an inlet connection 9 and flows away through an outlet connection 10. The pressure fluid is fed into the working space 12 of the spray cylinder through an inlet pipe 11. In the bottom of the injection cylinder 3 and. An axial passage for removing the screw 1 in the A direction is formed in the injection plunger 4. In the injection cylinder 3 this passage is closed by a threaded plug 15 which absorbs the axial force on the screw; in the piston 4, the passage is closed by a threaded plug 16.
The setup described works as follows:
Before the beginning of the plasticization of the plasticization chamber 2 from e. In a funnel 17 fed material is the screw 1 and the injection cylinder 3 connected to it in the left limit position. Pressure oil is fed into the hydraulic motor through the inlet connection 9, which rotates the rotor 7 and thus also the injection cylinder 3, which is firmly connected to it, and consequently also the screw 1. The material is plasticized by the screw and fed to the closed spray nozzle, so that it accumulates in the plasticizing chamber in front of the screw 1. and presses this together with the injection cylinder 3 and the hydraulic motor 7, 8 in the direction A.
After the desired amount of material has been plastified, the supply of pressurized oil through the inlet connection 9 into the hydraulic motor 7, 8 is switched off and the hydraulic motor stops. Pressure oil is admitted into the space 12 through the inlet pipe 11, and its pressure moves the injection cylinder 3 together with the screw 1 in the plasticizing chamber 2 in the direction B, whereby the plasticized material accumulated in front of the screw through the open injection nozzle into the mold is pushed in.
This process is repeated for the next shot.
When removing the screw, which is often necessary for technological reasons in injection molding presses of the type mentioned, you only need to unscrew the angled stoppers 15 and 16 and the screw can then easily be pulled out in direction A without time-consuming dismantling of the plasticizing chamber.
The embodiment shown and described is not the only possible embodiment of the invention. To rotate the injection cylinder 3 with the screw 1, another hydraulic motor can be used as a blade hydraulic motor, or this movement can be carried out by a gear mechanism or. Another gear from another drive motor, z. B. electric motor can be obtained.
As can be seen from the above, the plasticizing and injection device described combines the advantages of all known devices mentioned above, i. H. it does not require thrust bearings and no spline shaft that is difficult to manufacture, and with a suitable arrangement, such as. B. when using a bucket hydraulic motor as described, the complicated and expensive gears between the drive motor and the screw are omitted, so that the whole unit is compact and lightweight. In addition, it has the advantage of simple dismantling of the screw and, in particular, of reducing the bulge length of the unit and thus its weight and price.