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Vorrichtung zum Steuern einer Spritzgießmaschine zum Anspritzen von
Sohlen aus warmverformbarem Werkstoff Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum
Steuern einer Spritzgießmaschine zum Anspritzen von Sohlen aus warmverformbarem
Werkstoff, z.B. thermoplastischem Kunststoff, an einen mittels eines Leistens in
die Spritzgießform eingeführten Schuhschaft.
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Es ist bereits bekannt, daß ein Teil einer Form unter dem Einfluß
der im Formhohlraum befindlichten Masse zurückweicht und einen das Spritzaggregat
steuernden Schalter betätigt, doch ist dieses Teil nur über einen sohmalen Stichkanal,
der vom Formhohlraum abgeht und somit nicht zu ihm gehört, von dem in die Form eingespritzten
Kunststoff zu erreichen. Außerdem ist dieses Teil nicht zur Erzeugung eines Nachdruckes
vorgesehen und auch nicht geeignet. Bei einer weiteren aus der Literatur bekannten
Ausführungsform ist zwar von einer elastischen Verformung des Werkzeuges oder eines
Teils desselben und die Ausnutzung dieser Verformung zu Steuerzwecken für die Maschine
die Rede, doch kann dieser Hinweis nur so verstanden werden, daß die Verformung
(also die ungewollte Verformung oder Verbiegung) des Werkzeuges, die bei der Herstellung
des Werkstückes nach der Formfüllung entsteht, gemessen und das Meßergebnis als
Impuls für die Maschinensteuerung benutzt wird. Die Maschiene soll abgeschaltet
werden, um weitere Verformungen der Spritzgießform oder ein Atmen der Form zu vermeiden.
Die Aufrechterhaltung eines ausreiohenden Nachdruckes ist mit einer solchen elastischen
Verformung außerdem nicht möglich.
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Demgegenüber ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil einer auf den Leisten wirkenden Preßvorrichtung, ein Teil des Leistens
oder ein wesentlicher Teil der Formwandung zur Betätigung eines Schalters für den
Antrieb des Spritzgießaggregates und zur Aufrechterhaltung eines Nachdruckes auf
die im Formhohlraum befindliche Masse relativ zu den übrigen Teilen der Spritzgießform
gegen einen elastischen Widerstand verschiebbar gelagert ist.
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Nachstehend sollen die Vorrichtung und ihre Betriebsweise an Hand
der beiliegenden Zeichnung nun dataillierter erläutert werden; in dieser zeigt Fig.
1 eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung, in der die
Einspritzeinrichtung und die Steuerung derselben nur schematisch wiedergegeben sind,
Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach F i g. 1, von links gesehen, Fig.
3 eine den geteilten Formboden wiedergebende Draufsicht,
Fig.4 einen vertikalen Längsschnitt
durch den Unterteil der Form nach F i g. 3, F i g. 5 einen Querschnitt durch den
Unterteil der Form mit einem nachgiebigen Boden, und Fig. 6 einen Vertikalschnitt
durch einen Leisten mit einem nachgiebigen Boden (bzw. einem nachgiebigen Sohlenteil).
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht die Vorrichtung im wesentlichen
aus einer Form, einem Leisten, aus Druck ausübenden Mitteln und aus einer Einspritzvorrichtung.
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Gemäß F i g. 3 und 4 ist die Form 8 längsgeteilt.
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Sie weist zwei Hälften 10 und 12 und einen ortsfesten Boden 14 auf.
Die Teile der Form sind, wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, auf einem Tisch
16 oder auf einem Träger mit auf demselben durch Schraubenbolzen befestigten Unterteil
(Boden) 14 und mit den Hälften 10 und 12, die zum Ineingriff- und Außereingriffbringen
seitlich bewegbar sind, angebracht, um einerseits einen Formhohlraum zur Aufnahme
des verformbaren Kunststoffes zu bilden und andererseits die Hälften zu trennen,
damit der fertige Schuh herausgenommen werden kann.
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Die Halte- oder Meßklötzchen 40 sind nach F i g. 3 symmetrisch zum
Schuhabsatz und zur -kappe (bzw.
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-spitze) mit Schraubenbolzen an den Formhälften befestigt.
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Der LeistenL, auf den der Schuhschaft aufgezogen ist, hat eine gebräuchliche
Gestalt und kann aus irgendeinem geeigneten starren oder gegliederten Voll- oder
Hohlkörper bestehen. Er ist am Bodenunterteil an dem Rand der Form innerhalb der
Halteode Meßklötzchen 40 angeordnet, die sich gegen die Schulter des Leistens abstützen
und denselben in bezug auf die Formhöhlung zentrieren.
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Über dem Tisch 16 ist im Abstand von demselben auf vertikalen Säulen
20 ein Luftdruckzylinder 18 vorgesehen, der einen Kolben mit vorstehenden Stangen
22 und 24 enthält. Die Stange 22 hat an ihrem unteren Ende eine an ihm befestigte
starre Quertraverse26, die somit parallel zum Tischoberteil verläuft. An der Unterseite
der Traverse sind im Abstand eine Absatzstütze 28 und ein herabhängender Kappen-(bzw.
Schuhspitzen-)Halter 30 zum Eingriff an dem Hals bzw. der Spitze (Kappe) des in
der Form ruhenden Leistens vorgesehen. Die Absatzstütze weist einen Stift 32 auf,
der zum Eingriff in das Innere einer Hohlzwinge in dem Hals des Leistens angepaßt
ist. Der herabhängende Kappenhalter besitzt an seiner Unterseite ein Kissen oder
Polster 34 zum Festhalten des Schuhschaftes. Das obere Ende der oberen Kolbenstange24
weist ein Gewinde 36 auf, auf das eine Einstellmutter 38 aufgeschraubt ist, mittels
der die Abwärtsbewegung des Kolbens in dem Zylinder 18 begrenzt werden kann.
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Nachdem der Schuhschaft auf den Leisten passend aufgebracht worden
ist, wird dem oberen Ende des Zylinders 18 Luft zugeleitet, um auf diese Weise die
Absatzstütze und den herabhängenden Kappenhalter in Eingriff mit dem Leisten nach
unten zu bewegen.
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Zum Einstellen des dem Zylinder zugeführten Drukkes, proportional
zur Größe des Leistens, dient ein Regelgerät R, so daß der Leisten ohne Rücksicht
auf die Fläche des Leistenunterteils (bzw. -bodens) an nähernd demselben Druck pro
Flächeneinheit im Innern der Form ausgesetzt wird. Durch die Einstellung der Mutter
38 kann die Abwärtsbewegung der Absatzstücke und des herabhängenden Kappenhalters
begrenzt werden, so daß der Leisten, obwohl er durch Druck gegen die Form gehalten
wird, durch den Druck nicht beschädigt wird und nicht zu weit abwärts getrieben
werden kann. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Schuhschaftes vermieden.
Da sowohl die Absatzstütze als auch der herabhängende Kappenhalter lose eingreifen,
wird dem Leisten ermöglicht, sich dem Niveau relativ zur Form anzupassen, sobald
er durch Druckeinwirkung in Eingriff mit derselben gelangt. Der Leisten könnte gegebenenfalls
am unteren Ende der Stange 22 auch mittels einer Kugelgelenk- und Muffenverbindung
oder äquivalenter Verbindungsbauelemente montiert werden.
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Die Form 8 weist eine aus F i g. 4 ersichtliche Einspritzöffnung
42 auf, durch die der plastifizierte, die Sohle bildende Kunststoff eingespritzt
wird, bis er die Form ausfüllt. Für diesen Zweck wird eine in Fi g. 1 angegebene
Düse 44 in Eingriff mit der Öffnung 42 entweder durch die Bewegung der Form in tJbereinstimmung
mit der Düse oder d;urch die Bewegung der Düse in Übereinstimmung mit der Öffnung
gebracht. Die Düse 44 erstreckt sich nach vorn aus dem Spritzzylinder 46 der schematisch
in einem sehr verkleinertem Maßstab wiedergegebenen Einspritzvorrichtung. In dem
Spritzzylinder 46 ist beispielsweise eine durch einen Motor drehbare Schnecke
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untergebracht, die den Kunststoff plastifiziert und durch die Düse treibt. Der Spritzzylinder
46 ist von einem Heizmantel 50 umgeben, der dem körnigen Rohmaterial die zur Plastifizierung
erforderliche Wärme zuführt.
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Der plastifizierte, die Sohle bildende Kunststoff wird in der Formhöhlung
eingespritzt, bis der Druck im Innern der Form auf einen Punkt ansteigt, der den
durch den Luftzylinder beim Halten des auf den Leisten aufgebrachten Schuhschaftes
gegen die Form ausgeübten Druck überschreitet, worauf der Leisten vom Rand der Form
etwas hochgehoben wird. An der Quertraverse 26 ist ein Schalter S angebracht, der
bei der Aufwärtsbewegung des Leistens wirksam wird, d. h. um die Einspritzung abzuschalten,
wenn der Leisten um einen vorbestimmten Betrag angehoben ist. Durch die Einstellung
des Schalters kann der Leisten veranlaßt werden, sich hinreichend genau zu erheben,
so daß der Betrag des eingespritzten Kunststoffes das Volumen der Form um einen
Betrag überschreitet, der dem volumetrischen Schrumpfen des Kunststoffes beim Verfestigen
im wesentlichen gleich ist. Mit anderen Worten ausgedrückt entspricht somit das
Anheben dem zu erwartenden Herabsetzen des Leistens während des durch das Abkühlen
der Masse bedingten Schrumpfens. Wenn das Einspritzen abgeschaltet ist, wirkt somit
der Zylinder 18 auf den Leisten ein, um ihn abwärts gegen den Rand der Form zu treiben
und daher die Schuhsohle in Berührung mit idem die Sohle bildenden Kunststoff bei
einem gleichbleibenden Druck während des Schrumpfens zu halten. Auf diese Weise
wird der Sohle jede Möglichkeit genommen, vom Oberleder abzureißen und/oder Lunker
zu bilden.
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Um wirksam zu werden, muß die Form kühler gehalten werden als der
in dieselbe einzuspritzende Kunststoff, so daß das Festwerden des Kunststoffs schnell
stattfindet, sobald der Kunststoff in Berührung mit der Innenfläche der Form gelangt,
um die Sohle zu bilden.
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An Stelle eines starren Leistens kann, wie F i g. 6 zeigt, ein Leisten
mit einer nachgiebigen Sohle bzw. einem nachgiebigen Bodenteil treten. Ein solcher
Leisten ist durch den Zylinder 18 in einer feststehenden Lage relativ zur Form gehalten,
so daß die nachgiebige Sohlenplatte durch den Druck im Innern der Form aufwärts
geschoben wird, wobei durch eine solche Aufwärtsbewegung ein Schalter 72 zum Abstellen
der Einspritzung ausgelöst wird.
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Der in F i g. 1 gezeigte Steuerstromkreis besitzt einen durch das
Erheben des Leistens betätigbaren Schalter S zur Begrenzung der Wirkungsdauer des
Motors M. Dem Zylinder wird der Druck von einer Druckquelle über einen Druckregler
R durch ein von einer Magnetspule betätigtes Ventil V zugeführt, das eine Nullstellung
zum Aufrechterhalten eines konstanten Druckes und Stellungen zum Anheben und Herunterlassen
des Leistens aufweist. Der Regler ist mit Mitteln zum Erhöhen oder Vermindern des
Druckes ausgestattet.
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Eine Reihe der hier erläuterten Formeinrichtungen können zum Bewegen
relativ zu einer Einspritzeinrichtung angeordnet bzw. ausgebildet werden, so daß,
sobald die aufeinanderfolgenden Formen gefüllt sind, die vorangehenden Formen von
der Einspritzeinrichtung weg zum Setzen entlang eines zum Bringen der Formen in
die Einspritzstellung bestimmten Weges bewegt werden, wo die fertigen
Schuhe
herausgenommen und die Formen für die andere Einspritzung wieder beschickt werden.
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Das Verfestigen des Kunststoffes geht dabei bei einer sehr geringen
Temperaturänderung vor sich, da das Kühlen lediglich durch das Aussetzen der Form
der Atmosphärenluft herbeigeführt wird, während die Formen von der einen Seite der
Einspritzeinrichtung zu der anderen Seite derselben, beispielsweise mittels eines
Förderers, bewegt werden.
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Anstatt den Leisten gegen die Form nachgiebig zu halten, kann die
Form - wie F i g. 5 zeigt - einen nachgiebigen Boden 52 aufweisen, der von dem Kolben
eines Luftzylindersl8a getragen wird, der nachgibt, wenn der Druck im Innern des
Formhohlraumes einen vorbestimmten Wert überschreitet, damit eine überschüssige
Menge an Kunststoff eingespritzt werden kann, der im wesentlichen der volumetrischen
Schrumpfung während der Abkühlung gleich ist. Der Schalter S ist entsprechend der
Bewegung des Bodens betätigbar, um das Einspritzen abzuschalten, wenn der Druck
im Innern der Form denjenigen des Luftzylinders überschreitet. Gegebenenfalls können
zum Tragen des Bodens einstellbare Federn 60 verwendet werden.
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Die vorstehend erläuterte Vorrichtung ist nicht nur zum Anbringen
des die Sohle bildenden, beim Abkühlen schrumpfenden Kunststoffes, sondern auch
für einen Werkstoff brauchbar, der sich beim Festwerden ausdehnt oder beim Festwerden
weder schrumpft noch sich ausdehnt. Wenn der Kunststoff sich z. B. um einen vorbestimmten
Betrag ausdehnt, kann der bewegbare Boden 52 zum Anfang durch die Luftzuführung
an die Unterseite des Kolbens um einen Zwischenraum von der Unterseite des Leistens
gesetzt werden, der kleiner als die Stärke der anzubringenden Sohle um einen Betrag
entsprechend der während des Festwerdens zu erwartenden Ausdehnung ist. In dem Augenblick,
in dem die Form beschickt wird, wird, um den Boden (in der Höhe) zu verschieben,
der Schalter S betätigt, um die Einspritzung zu begrenzen, worauf der Boden während
des Festwerdens des Kunststoffes fortfährt, nachzugeben, sobald der Kunststoff sich
ausdehnt, während ein konstanter Druck darauf aufrechterhalten wird, der den die
Sohle bildenden Kunststoff in inniger Berührung mit dem Boden des Leistens hält.
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Wird ein Kunststoff verwendet, der weder zusammenschrumpft noch sich
ausweitet, so kann der Schalter S so angeordnet werden, daß die Einspritzung in
dem Augenblick abgeschaltet wird, in dem entweder der Leisten oder der Boden nachgibt,
worauf das Festwerden des Kunststoffes bei konstantem Druck erfolgt.
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Durch die sorgfältige Einstellung der Drücke kann ihre Höhe auf einem
Wert gehalten werden, bei dem die Holzleisten nicht beschädigt werden. Außerdem
ergeben sich sonstige wirtschaftliche Vorteile, da es nicht mehr erforderlich ist,
die bis jetzt für die Vornahme von Einstellungen notwendige Zeit aufzuwenden, um
die normalen Spannungen beim Anbringen von Leisten bis zum Anbringen der Sohle und
während des Anbringens derselben beizubehalten und um eine große Anzahl von Metalleisten
mit der Hand festzuhalten.
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Während Holzleisten, auf die der Schuhschaft zum Anfang angebracht
wird, am wirtschaftlichsten sind, weil sie für alle Arten der Schuhherstellung universell
verwendbar sind und der Hersteller einen Vorrat an der Hand hat, ist es natürlich
auch möglich, den Schuhschaft das erste Mal auf Leisten aus einem anderen Material,
etwa aus Kunststoff und/oder Metall, anzubringen.
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Hinzu kommen die Vorzüge, die von der Verwendung immer desselben
Leistens herrühren, auf den der Schuhschaft ursprünglich für den Sohlenbefestigungsvorgang
angebracht war, mit gleichem Vorteil auszunutzen. Die Anbringung des Schuhschaftes
auf den Leisten kann auf übliche Art und Weise, bei der eine mit Stiften angenagelte
Brandsohle, Krampen oder Kitt verwendet werden oder keine Brandsohle durch Bindfaden
od. dgl. angebracht wird, ausgeführt werden.
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Die vorstehenden Beispiele sind nur für Erläuterungszwecke wiedergegeben.
Die Erfindung umfaßt jedoch sämtliche Abwandlungen und Äquivalente, die in den Bereich
der technischen Lehre nach offenbarten Unterlagen, insbesondere nach den Ansprüchen,
fallen.