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Spritzgußmaschine für thermoplastische Kunststoffe Die Erfindung bezieht
sich auf Spritzgußmaschinen für thermoplastische Kunststoffe und stellt sich die
Aufgabe, solche Maschinen derart auszugestalten, daß die Bildung von Angußzapfen
am Spritzling in einfacher und sicherer Weise verhindert wird.
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Es ist bekannt, zwecks Herstellung angußfreier Spritzlinge in der
Spritzgußform gegenüber der Mündung des Massezuführungskanales einen axial verschiebbaren
Stift zu lagern, der bei einem Spntzvorgang zunächst die Massezuführung in den Formhohlraum
freigibt und nach dessen Füllung durch den Formhohlraum hindurch oder mit der Formhohlraumfläche
fluchtend abschließend entgegen der Massezuführungsnchtung mittels einer gesonderten,
axial bewegbaren Formplatte oder direkt mittels eines hydraulischen Zylinders in
die Mündung des Zuführungskanales eingeschoben wird und die Massezuführung unterbricht.
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Derartige Vorrichtungen sind jedoch teils unerwünscht kompliziert.
teils untragbar aufwendig, insbesondere wenn Formen mit einer Mehrzahl von Formhohlräumen
benutzt werden.
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Diese Mißstände werden bei einer Spritzgußmaschine mit einer Spritzgußform,
in deren Zuführungskanal für den plastifizierten Kunststoff axial und mit Abstand
von den Kanalwänden ein die Massezuführung in den Formhohlraum zwangläufig unterbrechender
oder freigebender Stift geführt ist, der im verschließenden Zustand die Mündung
des Zuführungskanals zum Formhohlraum derart ausfüllt. daß er fluchtend mit der
Formhohlraumfläche abschließt, erfindungsgemäß vermieden durch eine in der Form
senkrecht zur Längsachse des Unterbrecherstiftes gleitend gelagerte Keilstange,
die auf einen entsprechenden keilförmigen Kopf einwirkt. der an dem dem Formhohlraum
abgewandten Ende des Unterbrecherstiftes an diesem angebracht ist.
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Es ist zwar auch schon bekannt, in eine Spritzgußform ragende Stifte
über eine an ihrem Ende drehbar gelagerte, auf einer keilförmigen Fläche laufende
Rolle zu betätigen, nicht jedoch um die Bildung von Angüssen zu vermeiden. sondern
um aus Speicherkammern Masse in vom Zuführungskanal weitab liegende Teile des Formhohlraumes
zu drücken.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Unterbrecherstift
derart in der Form gelagert, daß er in verschließendem Zustand nur mit seinem vordersten
Ende in ein achsgleiches Kanalstück eintaucht, das an einen zu ihm winkligen Zuführungskanal
angeschlossen ist, während er im öffnenden Zustand völlig aus diesem Kanalstück
zurückziehbar ist.
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Eine Synchronisation der Bewegung des Unterbrecherstiftes mit den
Arbeitsbewegungen der Maschine kann in besonders zweckmäßiger Weise dadurch bewirkt
werden. daß die Keilstange durch einen elektrisch in Abhängigkeit von der Einspritzvorrichtung
gesteuerten hydraulischen Zylinder betätigbar ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen vertikalen
Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Spritzgußform in offener Stellung.
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Fiv. 2 einen Teilschnitt durch eine der zur Betätigung der Unterbrecherstifte
dienenden Keilstangen entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 als Teilschnitt in
größerem Maßstabe einen der Unterbrecherstifte in zurückgezogener Stellung, in der
die Massezuführung freigegeben ist, Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht. in
der die Teile in der Stellung veranschaulicht sind, in der die Masse in einen zugeordneten
Formhohlraum gespritzt werden kann, Fig. 5 eine Ansicht ähnlich den Fig. 3 und 4,
wobei der Unterbrecherstift jedoch die Massezuführung unterbricht und die im Zuführungskanal
enthaltene Masse vom Spritzling trennt, Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht
bei geöffneter Form, Fig. 7 einen vertikalen Längsteilschnitt einer abgewandelten
Ausführungsform des Unterbrecherstiftes
in der Stellung, in der
die Massezuführung freigegeben ist, Fig. 8 den Unterbrecherstift nach Fig. 7 in
seiner die Massezuführung unterbrechenden Stellung, Fig. 9 eine vertikale Schnittansicht
einer weiteren abgewandelten Ausführungsform des Unterbrecherstiftes, Fig. 10 einen
Aufriß der zur Betätigung der Unterbrecherstifte dienenden Mittel, Fig. 11 eine
schematische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spritzgußmaschine und Fig.
12 ein elektrisches Schaltbild der Maschine nach Fig. 11.
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Entsprechend der in den Zeichnungen veranschaulichten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung weist die Spritzgußform 7 eine Düsenformplatte 8 und
Formhälften 9, 28 auf. Im Arbeitszustand sind die Düsenformplatte 8 und die Formhälfte
9 fest zusammengeklemmt. Sie können jedoch längs ihrer Trennflächen 10 getrennt
werden, so daß die Formhälfte 9 ausgetauscht und ohne Wechsel der Düsenformplatte
8 Spritzlinge verschiedener Gestalt gespritzt werden können.
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Die Kammer 13 des Massezylinders 2 (Fig. 1 und 11) endet in einem
verengten Auslaß 14 der Formaufspannplatte 5. An den Auslaß 14 schließt ein axialer
Kanal 15 der Verteilerdüse 16 an, die in einem in der Düsenformplatte 8 gebildeten
Sockel 17 auswechselbar gelagert ist. Der Kanal 15 ist in seinem Mittelteil erweitert
und mit einem Anschlagstift 18 versehen, der mit einem Kugelrückschlagventil 19
zusammenwirkt. Wird der Spritzkolben 3 vorbewegt, wird erhitzte Masse aus der Kammer
13 über den Auslaß 14 in den Kanal 15 der Düse 16 gedrückt.
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Hierdurch wird das Kugelrückschlagventil von seinem Sitz 20 abgehoben
und gegen den Anschlagstift 18 gedrückt, so daß Masse um das Rückschlagventil herum
in den erweiterten Teil des Kanals 15 und aus diesem in einen zentralen Kanal 21
der Düsenformplatte 8 gelangt. Der Kanal 21 steht, wie in Fig. 1 veranschaulicht,
mit auseinanderlaufenden Zuführungskanälen 22 in Verbindung, an die in Spritzdüsen
24 vorgesehene Kanalstücke 23 angeschlossen sind. Die Spritzdüsen 24 sind in Sockeln
25 gelagert und weisen je einen vergrößerten Kopf 25 a auf, der auf einem ringförmigen
Flansch 25 b der Sockel 25 aufsitzt.
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In der Formhälfte 9 sind mehrere Formhohlräume 26 ausgebildet, in
die beim Schließen der Form 7 Kerne 27 der axial verschiebbar gelagerten, an der
Formschlußplatte 6 angebrachten Formhälfte 28 hineinragen.
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Die Düsenformplatte 8 ist mit quer verlaufenden Schlitzen 33 versehen,
die mit in der Formaufspannplatte 5 ausgebildeten Schlitzen 33 a ausgerichtet sind.
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In den Schlitzen sind in Längsrichtung bewegbare Keilstangen 34 gleitend
gelagert. Die Schrägfläche 35 jeder Keilstange wirkt, wie in Fig. 2 veranschaulicht,
mit einer komplementären Schrägfläche 36 eines keilförmigen Kopfes 37 zusammen.
Jeder Kopf 37 weist einen Schlitz 38 und Rippen 39 zur Aufnahme und Führung der
ihm zugeordneten Keilstange 34 auf.
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Durch Verschiebung der Keilstangen 34 in Längsrichtung der Schlitze
33, die bei der veranschaulichten Ausführungsform mittels eines hydraulischen oder
pneumatischen Zylinders 39a (Fig. 10 und 11) erfolgt, werden die Köpfe 37 hin- und
herbewegt.
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An jedem Kopf 37 ist mittels einer Stirnplatte 40 das vom Formhohlraum
26 abgewandte, mit größerem
Durchmesser versehene Ende eines oder mehrerer Unterbrecherstifte
41 angebracht, die in Ausnehmungen 42 der Düsenformplatte 8 verschiebbar geführt
sind. Das andere Ende jedes Unterbrecherstiftes gibt je nach Stellung der zugeordneten
Keilstange 34 die Massezuführung zu den Formhohlräumen 26 frei (Fig. 3 und 4) oder
unterbricht diese (Fig. 5 und 6), in dem es sich an die Paßfläche 43 der verengten
Mündung 44 des Kanalstückes 23 anlegt.
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Beim Betrieb der Maschine wird plastifizierte Kunststoffmasse mittels
des Spritzkolbens 3 aus der Kammer 13 des Massezylinders 2 in den Kanal 15 der Verteilerdüse
16 gedrückt. Hierbei wird das Kugelrückschlagventil 19 im Kanal 21 abgehoben, so
daß die Masse an der Ventilkugel vorbei in die auseinandergehenden Zuführungskanäle
22 laufen kann, die zu den in den Spritzdüsen 24 vorgesehenen Kanalstücken 23 führen.
Geben die Unterbrecherstifte 41 die Massezuführung frei, kann die Masse in die Formhohlräume
26 eintreten, wenn die Kerne 27 der Formhälfte 28 in die Formhohlräume eingetaucht
sind. Die Formhohlräume werden auf diese Weise mit der erhitzten Masse gefüllt und
Spritzlinge 4 gebildet.
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Die Düsenformplatte 8 ist in üblicher Weise mit Heizkanälen 45 versehen,
mittels deren die Masse bis zu den Paßflächen 43 plastisch gehalten wird, so daß,
wenn die Unterbrecherstifte 41 zurückgezogen werden, kein Erhärten der Masse in
den Düsen 24 bzw. den Kanalstücken 23 eintritt. Kühlkanäle 46 und 47 in den Formhälften
9 bzw. 28 dienen dazu, das Erstarren der Spritzlinge in den Formhohlräumen zu beschleunigen.
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Werden die Unterbrecherstifte 41 gegen die Paßflächen 43 gedrückt,
unterbrechen sie zwangläufig die Massezuführung und trennen die in den Zuführungskanälen
vorhandene Masse von den in den Formhohlräumen 26 gebildeten Spritzlingen. Beim
Öffnen der Form werden die Spritzlinge, wie in Fig. 1 veranschaulicht, von den Kernen
27 mitgenommen. Sie sind von Angußzapfen frei, da diese mittels der Unterbrecherstifte
41 abgeschnitten werden. Zurück bleibt allenfalls ein sehr kleiner Vorsprung, wie
er z. B. in Fig. 1 am Boden der Spritzlinge veranschaulicht ist. Dieser kann ohne
Beschädigung des Spritzlings leicht entfernt oder in vielen Fällen am Spritzling
belassen werden.
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Bei der in den Fig. 7 und 8 veranschaulichten Vorrichtung ist der
dem Formhohlraum zugewandte Endteil 50 des Unterbrecherstiftes 41 a im Durchmesser
verringert. Fließt die Masse in die Formhohlräume, nimmt der Unterbrecherstift die
in Fig. 7 gezeigte Stellung ein. Hierbei gelangt Masse durch die Zuführungskanäle
22 in eine anschließende Kammer 51, die im Vorderende einer Hülse 52 vorgesehen
ist.
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Das vordere Ende der Hülse 52 ist bei 53 kegelstumpfförmig ausgebildet
und wird von einem entsprechend geformten Sockel 54 in der Formhälfte9 aufgenommen.
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Der Unterbrecherstift 41 a endet an der dem Formhohlraum abgewandten
Seite in einem Kopf 55, der in einem Sockel 56 des mit einem Kopf versehenen Endes
57 der Hülse 52 sitzt. Das Ende 57 der Hülse ist in einem Schlitz 38 a des Keils
34 gelagert.
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Wird der Keil betätigt, um die Hülse 52 zwecks Unterbrechung der
Massezuführung zu den Formhohlräumen 26 zurückzuziehen, versperrt die Hülse mit
ihrem vorderen Ende den Auslaß des Zuführungskanals 22 in der in Fig. 8 veranschaulichten
Weise.
Der Unterbrecherstift 41a kann direkt oder auf andere Weise erhitzt werden, um die
rund um den Endteil 50 befindliche Masse in plastischem Zustand zu halten und hierdurch
eine Verstopfung des Durchlasses zu verhindern.
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Der in Fig. 9 dargestcllte Unterbrecherstift 41 b ist mit einem vorderen
konischen Ende 60 versehen, das in eine konische Mündung 61 der Formhälfte 9 eintauchen
kann. Der Unterbrecherstift 41 b arbeitet in der gleichen Weise wie der Unterbrecherstift
41 der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 6.
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Der in Fig. 11 veranschaulichte Zylinder 39 a, der die Hin- und Herbewegung
der Keilstangen 34 bewirkt, ist mit an gegenüberliegenden Enden angeordneten Ein-
und Auslaßöffnungen 65 versehen, die über Leitungen 66 mit Betätigungsöffnungen
66 a bzw.
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66b eines magnetbetätigten Umschaltventils 67 verbunden sind.
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Das Ventil 67 ist mit einem hin- und herbewegbaren spulenkörperartigen
Ventilorgan 68 versehen, das wahlweise so bewegt werden kann, daß es eine Verbindung
zwischen einer der Betätigungsöffnungen 66 a und 66b und einem Druckmitteleinlaß
69 herstellt, während es jeweils die andere Betätigungsöffnung mit einer am äußersten
Ende der Ventilkammer angeordneten Auslaßöffnung 70 verbindet.
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Das Ventilorgan 68 erstreckt sich zu beiden Seiten nach außen durch
das Ventilgehäuse hindurch und ist an einem Ende mit einem Anker 71 eines Magneten
S2 verbunden, der an einem Ende des Ventilgehäuses ortsfest getragen wird. Das entgegengesetzte
Ende des Ventilorgans 68 endet in einem vergrößerten Kolbenkopf 72, der innerhalb
eines Federgehäuses 73 gleitend gelagert ist, das am entgegengesetzten Ende des
Ventilgehäuses getragen wird.
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Das Gehäuse 73 enthält eine Schraubendruckfeder 74, die zwischen
dem Kopf 72 und der äußeren Wandung des Ventilgehäuses so angeordnet ist, daß sie
das Ventilorgan 68 nach links (Fig. 11) drückt. Wird der Magnet S2 erregt, bewegt
er das Ventilorgan nach rechts, wodurch die Verbindung zwischen dem Druckmitteleinlaß
69 des Ventils und der mit der Rückholseite des Zylinders 39 a in Verbindung stehenden
Betätigungsöffnung 66b hergestellt wird. Hierdurch werden die Keilstangen 34 zurückgezogen
und geben die Unterbrecherstifte 41, die Massezuführung frei. Umgekehrt dient bei
Entregung des Magneten S 2 die Feder 74 dazu, das Ventilorgan 68 nach links zu bewegen,
um die Verbindung zwischen dem Druckmitteleinlaß 69 und der Vorstoßseite des Zylinders
39a herzustellen, wodurch die Unterbrecherstifte die Mündung der Zuführungskanäle
verschließen.
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Der Spritzkolben 3 wird vorteilhafterweise mittels eines zweiten
Umschaltventils 76 gesteuert, das praktisch identisch wie das Umschaltventil 67
arbeitet. Die Kolben 3 und 39 a können wahlweise hydraulisch oder pneumatisch betätigt
werden. Entsprechend der schematischen Darstellung nach Fig. 11 erfolgt die Steuerung
des Kolbens 3 hydraulisch, diejenige des Kolbens 39 a pncumatisch. Hierbei ist der
Druckmitteleinlaß 78 des Ventils 76 mit dem Auslaß einer hydraulischen Pumpe P verbunden.
Der Magnet S3 ist so angeordnet, daß er bei Erregung das Ventilorgan 77 in Links
richtung bewegt und eine Verbindung zwischen dem Druckmitteleinlaß 78 und der Vorstoßseite
des Spritzkolbens 3 herstellt.
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Auch die Steuerung des Formschlußkolbens 6 a erfolgt bei der Ausführungsform
nach Fig. 11 mittels
eines den Lmschaltventilen 67 und 76 praktisch identischen Umschaltventils
94. das bei Erregung seines Steuermagneten S 1 den Druckmitteleinlaß 96 mit der
Vorstoßseite des Formschlußkolbens verbindet.
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Die Synchronisation der Bewegung der Unterbrecherstifte 41 mit der
Bewegung des Spritzkolbens 3 und des Formschlußkolbens 6a erfolgt mittels der in
Fig. 12 veranschaulichten Schaltanordnung, bei der die Stromzuleitungen mit L 1
und L 2 bezeichnet sind.
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In der Leitung1 liegen ein Hauptschalter MS und ein normalerweise
geschlossener Grenzschalter LS2, der, wie in Fig. 11 veranschaulicht, mit einem
an der Formschlußplatte 6 angebrachten Nocken 86 zusammenwirkt und von diesem geöffnet
wird, wenn die Formschlußplatte voll zurückgezogen ist. In allen anderen Stellungen
der Formschlußplatte ist der Grenzschalter LOS 2 geschlossen. Zwischen die Leitungen
L 1 und L2 ist ein Zeitschalter T 1 mit üblichem motorbetätigtem Wischkontakt geschaltet,
der mit sekundären Steuerklemmen X1 und X 2 versehen ist, die zwischen den Leitungen
L1 und L2 in Reihe mit dem das Umschaltventil 94 steuernden Magneten S1 liegen.
Parallel zu dem Zeitschalter T 1 ist ein zweiter Zeitschalter T 2 mit sekundären
Steuerklemmen Y1 und Y2 geschaltet, die in Reihe mit dem die Umschaltventile 67
bzw. 76 steuernden Magneten S2 und S3 liegen. In Reihe mit dem zweiten Zeitschalter
T2 liegt ein Grenzschalter LS1, der, wie in Fig. 11 veranschaulicht, mit dem Nocken
86 zusammenwirkt und von diesem geschlossen wird, wenn die Formschlußplatte 6 ihre
volle Formschlußstellung einnimmt. In allen anderen Stellungen der Formschlußplatte
ist der GrenzschalterLS1 geöffnet.
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Ist der Formschlußkolben 6 a zunächst voll zurückgezogen und wird
ein Spritzvorgang durch Schließen des Hauptschalters MS eingeleitet, kommt der Zeitschalter
T 1 unter Strom, der bei Erregung den Magneten S 1 anziehen läßt, so daß über das
Ventil 94 der Vorstoßseite des Formschlußkolbens 6a Druckmittel zugeleitet wird.
Bewegt sich der Kolben 6 a in die Formschlußstellung, wird der parallel zum Hauptschalter
MS liegende Grenzschalter LS 2 geschlossen und bleiben der Zeitschalter T 1 sowie
der Magnet S 1 erregt.
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In der Formschlußstellung wird der Grenzschalter LOS 2 geschlossen
und erregt den zweiten Zeitschalter T2, so daß die Magneten S2 und S3 unter Strom
kommen. Hierdurch wird über die Ventile 67 und 76 der Rückholseite des Zylinders
39 a und der Vorstoßseite des Spritzkolbens 3 Druckmittel zugeführt, so daß die
Unterbrecherstifte 41 durch Zurückziehen der Keilstangen 34 die Massezuführung freigeben
und der Spritzkolben 3 im Massezylinder 2 vorbewegt wird und Masse in die Formhohlräume
drückt. Der Zeitschalter T2 ist so ausgelegt, daß die Magneten S2 und S3 für eine
Zeitspanne erregt bleiben, die dem vollen Spritzhub des Spritzkolbens 3 entspricht.
Unmittelbar anschließend entregt der Zeitschalter T2 die Magneten S2 und S3, so
daß die Ventile 67 und 76 umgestellt werden und die Unterbrecherstifte 41 die Massezuführung
unterbrechen und andernfalls Angußzapfen bildende Masse aus den Kanalstücken 23
verdrängt wird, während der Spritzkolben 3 zurückgezogen wird. Die Unterbrecherstifte
41 verbleiben so lange in ihrer Schließstellung, wie der Magnet S2 entregt ist,
während nach einer vorbestimmten Dauer, die der Erstarrungszeit der Spritzlinge
entspricht, der Zeitschalter T 1 den Stromkreis für den Magneten S1
öffnet,
wodurch das Ventil 94 umgestellt und der Rückholhub des Formschlußkolbens 6 a eingeleitet
wird. Hierbei wird der Grenzschalter LOS 1 geöffnet und entregt den Zeitschalter
T2, worauf letzterer in üblicher Weise selbsttätig in seine Ausgangslage zurückkehrt.
Ist die Formschlußplatte 5 voll zurückgezogen, wird der Grenzschalter LOS 2 geöffnet
und hierdurch der ganze Betriebsstromkreis unterbrochen.
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Der Zeitschalter T 1 stellt sich ebenfalls selbsttätig zurück.