CH642904A5 - Verfahren zur steuerung von duesenverschluessen in einer spritzgiessvorrichtung. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur 30 Steuerung von Düsenverschlüssen in einer Spritzgiessvorrichtung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt an Spritzgussmaschinen eine individuelle Düsensteuerung vorzusehen. Dies bedeutet jedoch, dass die 35 Form passend zur einzelnen Spritzgussmaschine konstruiert werden muss, wodurch die Universalität der Konstruktion stark eingeschränkt und die Herstellungskosten erhöht werden, wenn eine Anzahl unterschiedlich gegossener Teile herzustellen sind.

40 Aus dem US Patent Nr. 2 770 011 ist eine Spritzgussmaschine bekannt, bei der ein Timer eine Antriebsvorrichtung steuert, die zurückziehbare Teile betätigt, so dass Düsennadeln für eine Mehrzahl von Einarbeitungen gleichzeitig zurückgezogen werden können. In diesem Patent wird 45 jedoch weder ein Hinweis auf die individuelle Taktung und Düsennadelsteuerung noch auf das zwangsweise Zurückziehen der Düsennadel gegeben. Ausserdem sind die Düsennadeln nicht einstellbar, so dass die Düsenöffnungen eine feststehende Grösse haben.

50 Die Maschine hat den Nachteil, dass die Giessbedingun-gen für jede Einarbeitung nicht individuell einstellbar sind so dass diese Ausführung nicht für das Giessen von Einarbeitungen mit unterschiedlichen Ausmassen angewendet werden kann.

55 Im US-Patent Nr. 3 991 408 ist ein Verteiler gezeigt, der eine Anzahl federbelasteter Ventile zeigt, die durch den Materialdruck zurückgezogen werden, wobei die Öffnungsweite der Ventile einzeln einstellbar ist. Da die Absperrvorrichtung an einer Spritzgussmaschine statt an der Form selbst darge-60 stellt ist, weist diese den Nachteil auf, dass der Einspritzdruck zur Betätigung der Düsen verwendet wird. Dadurch wird das Material oftmals schlagartig in die Einarbeitung eingebracht, was eine besondere Beanspruchung und eine zusätzliche Wärmeentwicklung mit sich bringt, welche das 65 Kunststoffmaterial beeinflussen kann.

Aus dem US-Patent Nr. 3 847 525 ist eine Spritzguss-maschine bekannt, die ein Verteilventil zum aufeinanderfolgenden Speisen der einzelnen Einarbeitungen aufweist.

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Das Ventil ist mit Stempeln versehen, die durch einen doppelt wirkenden Kolben gesteuert werden. Diese Ausführung weist jedoch im Vergleich zur vorliegenden Erfindung verschiedene Nachteile auf, wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist.

Im US-Patent Nr. 3 909 169 und im GB-Patent Nr.

1 056 861 ist eine Spritzgussanlage offenbart die sich generell für die vorliegende Erfindung eignet. Die US-Patente Nr.

2 828 507 und 3 436 446 offenbaren Düsennadeln, die durch doppelt wirkende Antriebsvorrichtungen gesteuert werden.

Diese Patente geben jedoch keinen Hinweis auf die vorliegende Erfindung.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es die angegebenen Nachteile zu beheben.

Es stellt sich somit die Aufgabe ein Verfahren zur Steuerung von Düsenverschlüssen in einer Spritzgussvorrichtung zu schaffen, bei dem sowohl die Einspritzung in die Mehrzahl von Formenhohlräumen, die gleichzeitig gefüllt werden, individuell gesteuert werden kann als auch Formenhohlräume unterschiedlicher Ausmasse gleichzeitig gefüllt oder die gleichen Formenhohlräume mit mehreren Düsen gefüllt werden kann. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Spritzgiessvorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 3, 5, 7 und 9 gekennzeichnet.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung, in dem eine Düsennadel in der geöffneten Stellung und eine Düsennadel in der geschlossenen Stellung dargestellt ist, um die Funktion zu zeigen,

Fig. 2 ein im grösseren Massstab dargestellter Schnitt durch einen doppelt wirkenden Arbeitszylinder für eine Düsennadel

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2

Fig. 4 ein Schaltschema der Steuervorrichtung für die Vorrichtung und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines modifizierten Ausführungsbeispiels in welchem Zähler zur individuellen Steuerung der Düsenverschlüsse verwendet werden.

Fig. 1 zeigt eine Form 11 mit einem Kernteil 12 und einem Formteil 13. Die Form 11 kann z.B. vier Formenhohlräume aufweisen, von denen in Fig. 1 zwei dargestellt und mit 14 und 15 bezeichnet sind. Wenn erforderlich können sich diese Teile voneinander unterscheiden und unterschiedliche Volumen haben.

Für den Formteil 13 ist eine Stützplatte 16 vorgesehen und zwei Düsen 17 und 18 sind in der Platte 16 und dem Formteil montiert. Die Düsen sind zu den Formenhohlräumen 14 bzw. 15 hin offen, wobei das andere Ende der Düsen zwischen der Platte 16 und einem Verteiler 19 angeordnet ist und mit den Verteilerkanälen 21 bzw. 22 ausgerichtet ist. Zwischen der Platte 16 und dem Verteiler 19 ist ein Abstandsstück 23 angeordnet. Der Verteiler 19 weist einen einzelnen Einlass 24 auf, in welchem eine Maschinendüse 25, die durch die gestrichelten Linien teilweise dargestellt ist, auf. Vom Einlass 24 führt ein Hauptkanal 26 das Material über Abzweigkanäle 27 und 28 zu den Verteilerkanälen 21 und 22.

Jede Düse 17 und 18 enthält ein äusseres Gehäuse 29, welches einen Schaft 31 umschliesst. Zwischen diesen Teilen ist ein Heizelement 32 angeordnet. Der Schaft 31 hat eine zentrale Bohrung 33, die am freien Ende 34 hin verjüngt und eine Auslassdüse 35 bildet. Die Stirnfläche 36 des

Schaftes 31 ist mit dem Hohlraum bündig. Die Bohrung 33 steht mit den Verteilerkanälen 21 und 22 in Verbindung.

In der Bohrung 33 ist eine Düsennadel 37 angeordnet, die am vorderen Ende 38 kegelförmig ausgebildet ist, so 5 dass der Düsenauslass geschlossen werden kann, wie das in Fig. 1 bei der Düse 18 dargestellt ist. Die Düsennadel 37 ist jeweils durch die Verteilerkanäle 21 und 22 und durch eine Dichtung 39 im Verteiler geführt und mit einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder 41 verbunden, der in den Fig. 2 io und 3 im Detail dargestellt ist.

Der Arbeitszylinder 41 hat ein zweiteiliges Gehäuse 12, das durch Bolzen 13 zusammengehalten wird und mittels Bolzen 15 an der Unterseite eines Ölverteilers 44 befestigt ist. Der Ölverteiler hat eine Mehrzahl von Kanälen 46 und 15 47 an die Leitungen 48 bzw. 49 (Fig. 1) angeschlossen sind. Die Kanäle 46 und 47 stehen mit den Kammern 51 und 52, die durch einen Kolben 53 gebildet werden, in Verbindung. Der Kolben 53 ist verschiebbar in dem Gehäuse 42 angeordnet und weist zwei Ansätze 54, 55 auf, die in Lagern 56 20 bzw. 57 geführt sind.

Im Kolben 53 ist eine zentrale Bohrung 58 vorgesehen, die an einem Ende 59 mit Innengewinde versehen ist.

In die Bohrung 58 ist die Düsennadel 37 angeordnet, die „ am hinteren Ende einen Gewindesatz 60 hat, der in die Boh-

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rung 58 eingeschraubt ist. Der Gewindeansatz ist mit einem Schlitz 61 versehen, um die Düsennadel 37 mittels eines Schraubenziehers bezüglich dem Kolben 53 verstellen zu können.

30 Der Hub des Kolbens 53 zum Zurückziehen der Düsennadel 37 ist durch einen Anschlag 62 in der Kammer 51 begrenzt. Der bei zurückgezogener Düsennadel 37 entstehende Spalt 63 (Fig. 1) und damit der Öffnung 35 kann in Abhängigkeit der Einstellung der Düsennadel 37 bezüglich des 35 Kolbens 53 eingestellt werden. Derartige Einstellungen können bei einzelnen Formen oder in Abhängigkeit von den Spritzbedingungen erwünscht sein. Im Ölverteiler 44 ist ein Hohlraum 64 vorgesehen, der einen Freiraum für den Ansatz 54 des Kolbens 53 bildet und eine Einstellung der Dü-40 sennadel ermöglicht.

Da die Düsennadel 37 nur am hinteren Ende mit dem Ansatz 55 verbunden ist, wird die Wärmeübertragung auf den Arbeitszylinder 41 herabgesetzt. Ausserdem nimmt der Zwischenraum zwischen Düsennadel und Kolben eine seit-45 liehe Verschiebung auf, die von der Wärmeausdehnung des Verteilers 19 während des Betriebs herrührt. Die Ausführung und Endmontage des Arbeitszylinders 41 am Ölverteiler 44 bedeutet, dass alle Leitungen 48 und 49 besser an den Verteiler als direkt an die Arbeitszylinder angeschlossen so und die Arbeitszylinder enger beieinander liegend montiert werden können.

Fig. 4 zeigt ein Schaltschema für eine Einrichtung zum Steuern der Düsennadeln. Ein Endschalter 65 ist an der Form angeordnet, der beim Schliessen der Formhälften 12 55 und 13 geschlossen wird. Ein Kontaktelement 66 des Schalters 65 ist an eine Seite 67 einer Stromquelle 68 angeschlossen. Es sind vier Schalter vorgesehen, die mit 1,2, 3 und 4 bezeichnet sind und drei Schaltstellungen «Auto», «Zu» und «Offen» liegen. Jeder Schalter ist über einen Timer 71 mit 60 einem Magnetventil 69 verbunden, um den Materialfluss zu Und aus einer bestimmten Düse 17 oder 18 zu steuern. Ferner sind Anzeigelampen 72 zur Betriebsanzeige und Anzeigelampe 73 für die Stellungsanzeige der Ventile vorgesehen. Zu Betriebsbeginn, wenn die Schalter 1 bis 4 in der 65 Stellung «Auto» stehen und die Formhälften 12 und 13 nicht geschlossen sind, ist der Endschalter 65 offen. Durch Schliessen der Formhälften 12, 13 wird der Endschalter 65 geschlossen und elektrischer Strom über die Leitungen 74 an den

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Timer 71 angelegt, wodurch der Schaltkontakt 75 des Timers 71 geschlossen wird. Der Strom fliesst über die Leitungen 76 und 77 zum Magnetventil 69, wodurch die zugeordnete Düsennadel zurückgezogen wird. Da die vier Schalter parallel an die Leitung 78 angeschlossen sind, werden alle vier Timer erregt und somit werden alle Düsen geöffnet. Wie weit die Düsen jeweils geöffnet werden hängt jedoch von der Einstellung der Düsennadel ab, die im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 beschrieben wurde.

Die Timer beginnen abzulaufen, wenn Material in alle vier Formenhohlräume eingespritzt wurde. Es wird darauf hingewiesen, dass die Düsennadeln nicht durch den Druck des Materials zurückgezogen werden, sondern zwangsweise durch die Antriebsvorrichtung, so dass das Material mit einem niedrigen Einspritzdruck in alle Einarbeitungen eingespritzt werden kann.

Ist der erste Formenhohlraum mit der optimalen Materialmenge gefüllt, die durch die Einstellung entweder des zugeordneten Timers oder durch andere geeignet Mittel, wie Druckfühler (nicht dargestellt) bestimmt wird, das Magnetventil 69 so erregt, dass der Kolben 53 die zugeordnete Düsennadel 37 in die Schlussstellung verschiebt. Von diesem Moment an kann das in den Einlass 24 einströmende Material die verbleibenden Formenhohlräume füllen. Nachdem alle Formenhohlräume gefüllt und alle Düsennadeln in der vorstehend beschriebenen Weise in die Schlussstellung verschoben sind, können die Formhälften 12, 13 geöffnet werden.

Die Fig. 5 zeigt schematisch ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist für jede Düsennadel 37 ein Zähler 79 vorgesehen, der jeweils an den entsprechenden Timer 71 angeschlossen ist. Durch Setzen des Zählers kann dieser dazu verwendet werden, den zugeordneten Timer 71 nach Erreichen einer vorher eingestellten Anzahl von Öffnungsvorgängen der Düsennadel abzuschalten. Diese Düsennadel wird somit nicht mehr getätigt während die anderen Düsennadeln weiterhin betätigt werden, so dass eine individuelle Steuerung für das Füllen einer Mehrzahl von Formenhohlräumen erzielt werden kann.

Wie Fig. 5 zeigt sind zwei Formhälften 12,13 vorgesehen, die beim Schliessen einen Endschalter 83 schliessen. Dieser Endschalter 83 ist an die Zähler 79 und 79 a für die Düsen 17 bzw. 18 angeschlossen. Diese Zähler zählen in 5 absteigender Folge. Sie werden auf eine bestimmte Zahl eingestellt und schalten den zugeordneten Timer ab, wenn sie den Zählstand Null erreichen. Es können Schalter 84 vorgesehen werden, um die Zähler zu überbrücken. Es kann auch ein Summenzähler 85 vorgesehen werden, um die gesamte io Anzahl von Spritzzyklen zu zählen. Die Timer 71 und 71a steuern über die Schalter 1 und 2 das entsprechende Magnetventil 69, analog wie beim vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Zähler 79 und 79 a sind über eine Leitung 86 ùnd Schalter 87 an Temperaturregler 82 ange-15 schlössen. Diese Schalter schalten in der Stellung «Auto» die Regler ab und und in der Stellung «Ein» werden Heizelemente 89 an eine Stromquelle 88 angeschlossen. Die Heizelemente 89 für den Verteiler 19 werden auch über einen Schalter 91 und Temperaturregler 92 aus der Stromquelle 20 gespeist. Für die Magnetventile 69 ist ferner eine Stromquelle 93 vorgesehen.

Die Einrichtung gemäss Fig. 5 arbeitet gleich wie die Einrichtung nach Fig. 4 ausser, dass der Zähler 79 in absteigender Folge zählt und beim Erreichen des Zählstandes 25 Null den entsprechenden Timer abschaltet. Dadurch wird die entsprechende Düsennadel in der Schlussstellung verschoben und die entsprechenden Heizelemente werden abgeschaltet.

Es wird darauf hingewiesen, dass bekannte Spritzguss-30 maschinen verwendet werden können. Die einzelnen Düsen in der Form haben dabei beliebige Länge und Abstand.

Die Erfindung ist nicht nur bei Formen mit einer Mehrzahl von Formenhohlräumen anwendbar, sondern auch bei Formen mit einem Formenhohlraum in den eine Mehrzahl 35 von Düsen münden. Z.B. für einen Formenhohlraum zum Spritzen eines unsymmetrischen Teiles, wobei ein Abschnitt des Formenhohlraumes mit einer anderen Spritzgeschwindigkeit gefüllt werden muss oder eine Düse mit anderer Länge erforderlich ist.

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4 Blätter Zeichnungen

Claims (10)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur Steuerung von Düsenverschlüssen in einer Spritzgiessvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer von zwei Formhälften, die mindestens einen Formhohlraum bilden, Düsen mit einzeln ansteuerbarem Düsenverschluss versieht, dass man die Düsenverschlüsse in der geschlossenen Stellung hält, dass man die Formhälften schliesst, dass man nach dem Schliessen der Formhälften alle Düsenverschlüsse in ihre offene Stellung bringt, dass man den Düsen gleichzeitig Material aus einer einzigen Quelle zuführt, dass man die Düsenverschlüsse einzeln schliesst, so dass das Material über die übrigen offen gehaltenen Düsenverschlüsse zugeleitet wird, nachdem der jeweilige Düsenverschluss geschlossen wurde, und dass man die Formhälften öffnet, nachdem alle Hohlräume gefüllt sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Öffnungsvorgänge eines Verschlusses gezählt und das Öffnen des Verschlusses nach Erreichen einer voreingestellten Anzahl von Öffnungsvorgängen unterbrochen wird, um die verbleibenden Verschlüsse zu betätigen.
3. 3. Spritzgiessvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei in eine offene u. geschlossene Stellung bringbare Formhälften.(12, 13), eine Mehrzahl von Düsen (17, 18), die in einer der Formhälften angeordnet sind, einen Materialverteiler (19) mit einem Einlass (24), der an eine Spritzmaschine (15) an-schliessbar ist, und mit Auslässen (21, 22), die mit den Düsen (17, 18) in Wirkverbindung stehen, eine Düsennadel (37), die jeweils verschiebbar in den Düsen (17, 18) angeordnet ist, eine auf das Schliessen der Formhälften ansprechende Einrichtung (65), um die Düsennadeln 37) gleichzeitig in ihre offene Stellung zu verschieben, Antriebsvorrichtungen (41) zur Betätigung der Düsennadeln (37), um jede Düsennadel unabhängig von den anderen Düsennadeln in eine geschlossene Stellung vorzuschieben, so dass das Material aus der Spritzmaschine (15) den verbleibenden offenen Düsen zugeleitet wird, und eine zweite Einrichtung, um die Formhälften zu öffnen, nachdem alle Düsen geschlossen wurden.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebseinrichtung (41) eine hohle Kolbenstange (54, 55) aufweist, wobei die Düsennadel (37) sich durch die Kolbenstange erstreckt und an ihrem hinteren Ende an der Kolbenstange befestigt ist und wobei der Rest der Düsennadel innerhalb der Kolbenstange von dieser beabstandet ist, um einen Zwischenraum für die Wärmeisolation und für die seitliche Verschiebung zwischen Düsennadel und Kolbenstange zu schaffen.
5. 5. Spritzgiessvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Düse, die eine zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung verschiebbare Düsennadel (37) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein doppelt wirkender Arbeitszylinder (41), der die Düsennadel trägt und betätigt, ein Gehäuse (42), einen Kolben (53), der das Gehäuse in zwei Kammern (51, 52) unterteilt, Stirnwände für das Gehäuse, und eine hohle Kolbenstange (54, 55) aufweist, die von beiden Seiten des Kolbens absteht und durch die Stirnwände des Gehäuses ragt, wobei die Düsennadel (37) axial ausrichtbar an der Kolbenstange (54) montiert ist, und dass eine Öffnung (64) vorgesehen ist, um die Düsennadel zu verstellen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Flüssigkeitsverteiler (44), wobei eine Seite des Gehäuses (42) an dem Verteiler (44) befestigt ist und der Verteiler die Öffnung (64) zum Einstellen der Düsennadel aufweist.
7. 7. Spritzgiessvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Antriebsvorrichtungen (41), die jeweils ein Gehäuse mit zwei Kammern aufweisen, einen Flüssigkeitsverteiler (44), Befestigungsmittel, um jede Antriebsvorrichtung (41) an einer Seite des Verteilers zu befestigen, und zwei Leitungen (48, 49), vorgesehen sind, die an den Verteiler für jede Antriebs-5 Vorrichtung angeschlossen sind, dass im Verteiler Kanäle (46, 47) vorhanden sind, die von den Leitungen zu den entsprechenden Antriebsvorrichtungen führen, und dass im Gehäuse zwei weitere Kanäle vorhanden sind, die von den erstgenannten Kanälen jeweils in eine der zwei Kammern füh-io ren.
8. 8. Vorrichtimg nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düsennadel (37) für jede Düse (17,18) vorgesehen ist, die an jeder Antriebsvorrichtung montiert ist.
9. 9. Spritzgiessvorrichtung zur Durchführung des Verfah-15 rens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen doppelt wirkenden Arbeitszylinder (41) mit hohler Kolbenstange (54, 55), eine Düse (17,18) mit Düsennadel (37) und einem Mittel (60), um das hintere Ende der Düsennadel (37) an das hintere Ende der Kolbenstange (54) zu befestigen, wobei der 20 verbleibende Teil der Düsennadel innen von der Kolbenstange beabstandet ist und sich durch die Kolbenstange zur Düse erstreckt.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (37) in radialer Richtung bezüglich

    25 der Kolbenstange (54, 55) verstellbar angeordnet ist.