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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine horizontale Spritzgießmaschine
für mehrere
Materialien, bei welcher ein Spritzgießwerkzeug für mehrere Materialien auf einem
Drehtisch angebracht ist, in dessen Zentrum sich eine in Horizontalrichtung
verlaufende Drehachse befindet.
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Spritzgießmaschinen
für mehrere
Materialien (mehrere Farben), mit denen Verbundwerkstofferzeugnisse
aus mehreren Materialien oder mit mehreren Farben unter Verwendung
mehrerer Arten oder mehrerer Farben von Harzen hergestellt werden,
sind bekannt. Als derartige Spritzgießmaschinen für mehrere
Materialien sind eine Spritzgießmaschine
mit Drehung um die Vertikalrichtung (beispielsweise die
JP 6-91688 AA und
JP 10-264200 AA )
und eine horizontale Spritzgießmaschine
(beispielsweise die
JP
6-55569 AA ) bekannt.
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Die
DE 101 45 461 A1 betrifft
eine horizontale Spritzgußmaschine,
die für
mehrere Komponenten verwendet werden kann und einen Drehtisch, ein Spritzgießwerkzeug,
Spritzkolbeneinheiten und einen Motor zum Drehen des Drehtisches
aufweist.
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Aus
der
US 5,631,510 A geht
ein Antrieb für Hebe-
und Transportsysteme hervor, der eine Bremse aufweist.
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Schließlich offenbart
die
DE 199 06 691
A1 eine Schließeinheit
für eine
Spritzgießmaschine
mit einem Drehteller, wobei die Verriegelung der Werkzeughälften durch
einen zusätzlichen
Holm besonders kraftsparend ausgeführt sein kann.
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Bei
der horizontalen Spritzgießmaschine sind
zwei Spritzgießvorrichtungen
auf der oberen Oberfläche
eines Drehtisches angeordnet, um 180° voneinander getrennt, wird
der Drehtisch durch einen Drehmechanismus gedreht, und wird das
Spritzgießen
so ausgeführt,
dass abwechselnd die beiden Spritzgießvorrichtungen zu einer Spritzgießposition bewegt
werden. Die horizontale Spritzgießmaschine ist so ausgebildet,
dass der Drehtisch ein Zentrum einer in Vertikalrichtung verlaufenden
Drehachse aufweist, und der Drehtisch in der Horizontalebene gedreht
wird.
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Als
Antriebsquelle für
die horizontale Spritzgießmaschine
dient ein Hydraulikmotor, und es wird ein Stift als Positionierungsmechanismus
in ein Stiftloch des Drehtisches eingeführt, wodurch der Drehtisch
in einer Halteposition gehalten wird.
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Bei
einer horizontalen Spritzgießmaschine verläuft die
Montageoberfläche
eines Drehtisches in Vertikalrichtung. Da ein schweres Metallspritzgießwerkzeug
auf der Metallspritzgießwerkzeug-Montageoberfläche des
Drehtisches befestigt ist, kann sich dann, wenn der den Drehtisch
antreibende Motor anhält,
oder infolge eines Energieversorgungsausfalls und dergleichen anhält, der
Motor frei drehen, wodurch das Problem hervorgerufen wird, dass
der Drehtisch infolge der Schwerkraft gedreht wird.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
horizontalen Spritzgießmaschine
für mehrere
Materialien, die so ausgebildet ist, dass selbst dann, wenn ein
Motor angehalten wird, der einen Drehtisch antreibt, dessen Drehachsenzentrum
in Horizontalrichtung verläuft,
der Drehtisch sich nicht unnötig
dreht, und in einer Halteposition gehalten wird.
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Um
das voranstehende Ziel zu erreichen, weist eine horizontale Spritzgießmaschine
für mehrere
Materialien gemäß der vorliegenden
Erfindung die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Wie beschrieben,
umfasst eine horizontale Spritzgießmaschine für mehrere Materialien einen
Drehtisch, der ein in Horizontalrichtung verlaufendes Drehachsenzentrum
aufweist, ein Metallspritzgießwerkzeug
für mehrere
Materialien, das auf dem Drehtisch angebracht ist, Spritzkolbeneinheiten,
die so angeordnet sind, dass sie sich zum Metallspritzgießwerkzeug
für mehrere
Materialien zustellen bzw. von diesem zurückziehen, um geschmolzenes
Harz in einen Hohlraum des Metallspritzgießwerkzeuges für mehrere Materialien
einzuspritzen, einen Motor zum Drehen des Drehtisches, und einen
am Motor angebrachten Bremsmechanismus, der dann betätigt wird,
wenn der Motor anhält,
um die Position des Drehtisches beizubehalten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann selbst dann, wenn ein schweres Metallspritzgießwerkzeug
auf dem Drehtisch angebracht ist, wenn der Motor zum Antrieb des
Drehtisches anhält,
die Anhalteposition des Drehtisches durch den Bremsmechanismus aufrecht
erhalten werden.
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Zusätzliche
Vorteile der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung
angegeben, ergeben sich zum Teil aus der Beschreibung, oder können erkannt
werden, wenn die Erfindung in die Praxis umgesetzt wird. Die Vorteile
der Erfindung können
mit Hilfe der Einrichtungen und Kombinationen erreicht und erhalten
werden, die speziell nachstehend angegeben sind.
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die in die Beschreibung eingeschlossen werden, und
einen Teil von dieser bilden, erläutern Ausführungsformen der Erfindung,
und dienen, zusammen mit der voranstehenden, allgemeinen Beschreibung
und der nachstehenden, detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen,
dazu, die Grundlagen der Erfindung zu erläutern. Die Erfindung wird nachstehend
anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer Antriebseinheit einer horizontalen Spritzgießmaschine
für mehrere
Materialien gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht der Antriebseinheit;
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3 eine
Längsschnittansicht
einer Spritzgießeinheit
eines Metallspritzgießwerkzeugs
für mehrere
Materialien, das bei der horizontalen Spritzgießmaschine für mehrere Materialien zusammengebaut
ist;
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4A bis 4C Perspektivansichten
von Spritzgießvorgängen eines
Spritzgusserzeugnisses, das mit der horizontalen Spritzgießmaschine
für mehrere
Materialien hergestellt wird; und
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5 eine
Längsschnittansicht
einer Spritzgießeinheit
eines Metallspritzgießwerkzeugs
für mehrere
Materialien, das bei einer horizontalen Spritzgießmaschine
für mehrere
Materialien gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammengebaut ist.
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1 ist
eine Seitenansicht einer Antriebseinheit einer horizontalen Spritzgießmaschine
für mehrere
Materialien gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine Vorderansicht
der Antriebseinheit, 3 ist eine Längsschnittansicht einer Spritzgießeinheit
mit einem Metallspritzgießwerkzeug
für mehrere
Materialien, und die 4A bis 4C sind
Perspektivansichten von Spritzgussvorgängen zur Herstellung eines
Spritzgusserzeugnisses, das von der horizontalen Spritzgießmaschine
für mehrere
Materialien hergestellt wird.
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Wie
in den 1 bis 3 gezeigt, weist die horizontale
Spritzgießmaschine 1 für mehrere
Materialien eine ortsfeste Stempelplatte 2 auf, an welcher mehrere
Verbindungsstangen 3 in Horizontalrichtung befestigt sind,
sowie eine bewegliche Stempelplatte 4, die durch die Verbindungsstangen 3 beweglich
in Horizontalrichtung gehaltert wird.
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Ein
Drehtisch 5 mit einem Drehachsenzentrum O in Horizontalrichtung
ist drehbar an der beweglichen Stempelplatte 4 angeordnet.
Die bewegliche Stempelplatte 4 ist mit einem Servomotor 6 als Antriebsquelle
versehen, und eine Antriebsriemenscheibe 8 ist auf einer
Drehwelle 7 des Servomotors 6 angebracht. Der
Drehtisch 5 weist eine angetriebene Riemenscheibe 9 auf,
die sich um das Drehachsenzentrum O drehen kann, und ein Riemen 10 erstreckt
sich zwischen der Antriebsriemenscheibe 8 und der angetriebenen
Riemenscheibe 9. Der Drehtisch 5 wird durch den
Servomotor 6 angetrieben.
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Ein
Bremsmechanismus 11 ist direkt mit der Drehwelle 7 des
Servomotors 6 gekuppelt. Der Bremsmechanismus 11 ist
eine elektrische Bremse, und wenn der Servomotor 6 anhält, wird
ein Signal des Servomotors 6 dem Bremsmechanismus 11 über eine
Steuerung 12 zugeführt.
Dann wird der Bremsmechanismus 11 aktiviert, um hierdurch
die Drehwelle 7 des Servomotors 6 zu verriegeln.
Wenn der Servomotor 6 anhält, oder durch einen Ausfall
der Energieversorgung und dergleichen angehalten wird, wird daher
der Bremsmechanismus 11 automatisch betätigt, so dass der Drehtisch 5 in
der Halteposition festgehalten wird. Wenn der Servomotor 6 mit
Energie versorgt wird, wird ein diesen Zustand anzeigendes Signal
dem Bremsmechanismus 11 über die Steuerung 12 zugeführt, so
dass die Bremse des Bremsmechanismus 11 gelöst wird.
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Eine
Formhälfte 15 eines
Metallspritzgießwerkzeugs 14 ist
auf einer Metallspritzgießwerkzeugs-Montageoberfläche 13 an
der vorderen Oberfläche
des Drehtisches 5 angebracht. Eine Formhälfte 16 des
Metallspritzgießwerkzeugs 14 für mehrere Materialien
ist an der ortsfesten Stempelplatte 2 befestigt, und das
Metallspritzgießwerkzeug 15 wird durch
Bewegung der bewegbaren Stempelplatte 4 zum ortsfesten
Metallspritzgießwerkzeug 16 vorgestellt
bzw. von diesem zurückgezogen.
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Ein
erster Hohlraum 17 und ein zweiter Hohlraum 18 sind
symmetrisch zum Drehachsenzentrum O zwischen dem ortsfesten Metallspritzgießwerkzeug 16 und
dem bewegbaren Metallspritzgießwerkzeug 15 angeordnet.
Vorsprünge 17a und 18a auf
der Seite des bewegbaren Metallspritzgießwerkzeugs 15 weisen
dieselbe Form und dieselben Abmessungen auf, wobei die Vorsprünge 17a und 18a zum
ersten bzw. zweiten Hohlraum 17 bzw. 18 gehören, und
beispielsweise säulenförmig ausgebildet
sind. Auch Ausnehmungen 17b und 18b an der Seite
des ortsfesten Metallspritzgießwerkzeugs
weisen dieselbe Form auf, wobei die Ausnehmungen 17b und 18b den
ersten bzw. zweiten Hohlraum 17 bzw. 18 bilden, und
beispielsweise zylinderförmig
ausgebildet sind. Die Ausnehmung 18b an der Seite des zweiten
Hohlraums 18 weist jedoch einen Innendurchmesser und eine
Tiefe auf, die größer sind
als jene der Ausnehmung 17b an der Seite des ersten Hohlraums 17,
um einen Harzfüllraum
bei einem zweiten Spritzgießvorgang
sicherzustellen.
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Weiterhin
ist ein erster Düsenberührungsabschnitt 19 an
einer Endoberfläche
des ortsfesten Metallspritzgießwerkzeugs 16 vorgesehen,
und steht in Verbindung mit einem ersten Harzkanal 20,
der in Verbindung mit der Ausnehmung 17b des ersten Hohlraums 17 steht.
Ein zweiter Düsenberührungsabschnitt 21 ist
an einer Seitenoberfläche
des ortsfesten Metallspritzgießwerkzeugs 16 angeordnet, und
steht in Verbindung mit einem zweiten Harzkanal 22, der
in Verbindung mit der Ausnehmung 18b des zweiten Hohlraums 18 steht.
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Eine
erste Spritzkolbeneinheit 23, die beispielsweise ein geschmolzenes,
schwarzes Harz einspritzt, ist an dem ersten Düsenberührungsabschnitt 19 angeordnet,
der gegenüberliegend
dem ersten Hohlraum 17 mit diesem in Verbindung steht.
Weiterhin ist eine zweite Spritzkolbeneinheit 24, die beispielsweise
ein geschmolzenes, rotes Harz einspritzt, an dem zweiten Düsenberührungsabschnitt 21 angeordnet,
der dem zweiten Hohlraum 18 gegenüberliegend mit diesem in Verbindung
steht. Die voranstehend geschilderte Konstruktion bildet eine Zwillings-orthogonal
Spritzgießeinrichtung,
welche die erste und zweite Spritzkolbeneinheit 23 bzw. 24 aufweist,
deren Einspritzrichtungen orthogonal zueinander verlaufen.
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Als
nächstes
wird der Betriebsablauf bei der ersten Ausführungsform erläutert. Wenn
die bewegbare Stempelplatte 4 zur ortsfesten Stempelplatte 2 hin
vorgestellt wird, wird das bewegbare Metallspritzgießwerkzeug 15 mit
dem ortsfesten Metallspritzgießwerkzeug 16 des
Metallspritzgießwerkzeugs 14 für mehrere
Materialien verbunden, und wird das bewegbare Metallspritzgießwerkzeug 15 mit
dem ortsfesten Metallspritzgießwerkzeug 16 zusammengeklemmt,
so dass der erste Hohlraum 17 und der zweite Hohlraum 18 ausgebildet
werden.
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Wenn
eine Einspritzdüse 23a mit
dem ersten Düsenberührungsabschnitt 19 verbunden
wird, durch Vorstellen der ersten Spritzkolbeneinheit 23 in
diesem Zustand, und das geschmolzene, schwarze Harz von der Einspritzdüse 23a aus
eingespritzt wird, wird der erste Hohlraum 17 mit dem geschmolzenen, schwarzen
Harz über
den ersten Harzkanal 20 gefüllt. Wenn die bewegbare Stempelplatte 4 entlang den
Verbindungsstangen 3 zurückgezogen wird, nachdem das
geschmolzene schwarze Harz, das in dem ersten Hohlraum 17 eingefüllt wurde,
sich abgekühlt
und verfestigt hat, wird das bewegbare Metallspritzgießwerkzeug 15 von
dem ortsfesten Metallspritzgießwerkzeug 16 getrennt.
Durch diesen Vorgang kann ein schwarzes, primär ausgeformtes Erzeugnis 25 auf
dem Vorsprung 17a des ersten Hohlraums 17 erhalten
werden, wie dies in 4A gezeigt ist.
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Dann
wird, wenn der Servomotor 6 in Betrieb genommen wird, die
Antriebsriemenscheibe 8 über die Drehwelle 7 gedreht,
wird die Drehung der Antriebsriemenscheibe 8 auf die angetriebene
Riemenscheibe 9 über
den Riemen 10 übertragen,
so dass der Drehtisch 5 um 180° gedreht wird. Hat sich der Drehtisch 5 um
180° gedreht,
werden der Vorsprung 17a des ersten Hohlraums 17 und
das primär
ausgeformte Erzeugnis 25 wie in 4B nach
rechts bewegt, wird der Vorsprung 18a des zweiten Hohlraums 18 nach
links bewegt, und hält
der Servomotor 6 an. Wenn der Servomotor 6 anhält, wird
ein Signal des Servomotors 6 dem Bremsmechanismus 11 über die Steuerung 12 zugeführt. Dann
wird der Bremsmechanismus 11 betätigt, und behält die Position
der Drehwelle 7 des Servomotors 6 bei. Daher wird
der Drehtisch 5 nicht unnötig gedreht, und wird in seiner Anhalteposition
festgehalten.
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Wenn
dann die bewegbare Stempelplatte 4 zur ortsfesten Stempelplatte 2 hin
vorgestellt wird, wird das bewegbare Metallspritzgießwerkzeug 15 mit dem
ortsfesten Metallspritzgießwerkzeug 16 des
Metallspritzgießwerkzeugs 14 für mehrere
Materialien verbunden, wird das bewegbare Metallspritzgießwerkzeug 15 mit
dem ortsfesten Metallspritzgießwerkzeug 16 zusammengeklemmt,
und werden der ersten Hohlraum 17 und der zweite Hohlraum 18 ausgebildet.
Zu diesem Zeitpunkt ist, da das primär ausgeformte Erzeugnis 25 an
dem Vorsprung 17a des ersten Hohlraums 17 befestigt
ist, das primär
ausgeformte Erzeugnis 25 in der Ausnehmung 18b des ortsfesten
Metallspritzgießwerkzeugs 16 aufgenommen,
und wird darüber
hinaus ein Harzfüllraum
um den Außenumfang
des primär
ausgeformten Erzeugnisses 25 herum sichergestellt.
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Wenn
eine Einspritzdüse 24a mit
dem zweiten Düsenberührungsabschnitt 21 dadurch
verbunden wird, dass in diesem Zustand die zweite Spritzkolbeneinheit 24 vorgestellt
wird, und das geschmolzene, rote Harz eingespritzt wird, wird der
Harzfüllraum
um den Außenumfang
des primär
ausgeformten Erzeugnisses 25 herum mit dem geschmolzenen, roten
Harz über
den zweiten Harzkanal 22 gefüllt. Wenn die bewegbare Stempelplatte 4 entlang
den Verbindungsstangen 3 zurückgezogen wird, nachdem sich
das geschmolzene, rote Harz, das in den Harzfüllraum um den Außenumfang
des primär ausgeformten
Erzeugnisses 25 herum eingefüllt wurde, abgekühlt und
verfestigt hat, wird das bewegbare Metallspritzgießwerkzeug 15 von
dem ortsfesten Metallspritzgießwerkzeug 16 über den
Drehtisch 5 getrennt. Dadurch kann, wie in 4C gezeigt,
ein sekundäres
ausgeformtes Erzeugnis 26, das aus dem primär ausgeformten
Erzeugnis 25 besteht, das auf dem Vorsprung 17a des
ersten Hohlraums 17 festgehalten wird, und mit dem roten
Harz bedeckt ist, erhalten werden.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass sich der zweite Hohlraum 18 nach
links bewegt, und mit dem geschmolzenen, schwarzen Harz durch die
erste Spritzkolbeneinheit 23 gefüllt wird, während der Außenraum
des primär
ausgeformten Erzeugnisses 25 mit dem geschmolzenen, roten
Harz durch die zweite Spritzkolbeneinheit 24 gefüllt wird,
nachdem der erste Hohlraum 17 nach rechts bewegt wurde,
wodurch ein Ausformvorgang mit zwei Farben kontinuierlich ausgeführt werden
kann, und der Produktionswirkungsgrad verbessert werden kann.
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Wenn
bei dem Spritzgießvorgang
für mehrere
Materialien, der voranstehend beschrieben wurde, der Servomotor 6 beispielsweise
durch einen Ausfall der Energieversorgung angehalten wird, wird
ein Signal des Servomotors 6 dem Bremsmechanismus 11 über die
Steuerung 12 zu dem Zeitpunkt zugeführt, an welchem der Servomotor 6 anhält. Dann
wird der Bremsmechanismus 11 betätigt, und hält die Position der Drehwelle 7 des
Servomotors 6 aufrecht.
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Bei
der voranstehend geschilderten Ausführungsform wurde eine Zwillings-orthogonal
Spritzgießeinrichtung
beschrieben, welche die erste und zweite Spritzkolbeneinheit 23 bzw. 24 aufweist,
deren Einspritzrichtungen orthogonal zueinander verlaufen. Allerdings
kann, wie in 5 gezeigt, ein Spritzgießvorgang
mit zwei Farben auch kontinuierlich bei einer Zwillings-parallel
Spritzgießeinrichtung durchgeführt werden,
die eine erste und eine zweite Spritzkolbeneinheit 23 bzw. 24 aufweist,
deren Einspritzrichtungen parallel zueinander verlaufen.
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Weiterhin
wurde bei der voranstehenden Ausführungsform jener Fall erläutert, bei
welchem das Metallspritzgießwerkzeug
mit den zwei Hohlräumen
versehen ist, und das Spritzgießen
mit zwei Farben dadurch durchgeführt
wird, dass der Drehtisch um 180° gedreht
wird. Allerdings kann das Metallspritzgießwerkzeug auch mit drei oder
vier Hohlräumen
versehen sein, und kann ein Spritzgießvorgang dadurch durchgeführt werden,
dass der Drehtisch um 120° bzw.
90° gedreht
wird, was es ermöglicht, Spritzgießen in drei
Farben oder vier Farben durchzuführen.
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Weiterhin
sind bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform der erste Hohlraum
und der zweite Hohlraum 18 symmetrisch um das Drehachsenzentrum
O zwischen dem ortsfesten Metallspritzgießwerkzeug 16 und dem
bewegbaren Metallspritzgießwerkzeug 15 der
einen Gruppe des Metallspritzgießwerkzeugs 14 für mehrere
Materialien angeordnet. Allerdings können auch mehrere Metallspritzgießwerkzeuge 14 für mehrere
Materialien, beispielsweise zwei Metallspritzgießwerkzeuge 14 für mehrere
Materialien, über
das Drehachsenzentrum O des Drehtisches 5 angeordnet sein.
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Dann
können
Düsenberührungsabschnitte, die
mit den Hohlräumen
des jeweiligen Metallspritzgießwerkzeugs 14 in
Verbindung stehen, so vorgesehen sein, dass die unterschiedlichen
Spritzkolbeneinheiten 23 und 24 abwechselnd gegenüberliegend den
Düsenberührungsabschnitten
angeordnet werden, durch die Drehung des Drehtisches 5.