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Spritzgießmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine SpritzgieBmaschine,
insbesondere zur Verarbeitung von Kunststoffen, bei der beide Formträgerplatten
von einer Antriebseinrichtung zusammengeschoben werden und danach der Spritzvorgang
erfolgt.
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Bei derartigen Spritzgießmasohinen ist es erforderlich, die beiden
Formträgerplatten und damit auch das Formwerkzeug selbst nach dem Zusammenschieben
gegen ein Auffedern bei Beaufschlagung des Formwerkzeugs mit dem Spritzdruck zu
sichern. Bei den bekannten Maschinen dieser Art wird diese Sicherung stets durch
eine Zweiteilung der zugehörigen Einrichtungen vorgenommen, und zwar werden bei
den bekannten Maschinen die beiden Formträgerplatten in der zusammengeschobenen
Lage verriegelt, und es wird dann aber gesonderte rEittel ein ; Formzuhaltedruck
zwischen den Formträgerplatten erzeugt, umdemSpritzdruck entgegenzuwirken. hierfür
sind die verschiëdensten Lösungen bekanntgeworden. Diese Lösungen beruhen im wesentlichen
auf dem Prinzip, eine oder beide'ormträgerplatten zunächst gegen einen feststehenden
Maschinenteil (Widerlager) abzustützen (zu verriegeln) und danach zwischen dem Stützteil
und einer Formträgerplatte einen zusätzlichen Formzuhaltedruck zu erzeugen. Dies
geschieht entweder durch mechanische mittel, z. B. eine Spindel, die nach Abstützung
die Formträgerplatten
mit der erforderlichen Zuhaltekraft zusammendrückt,
oder durch hydraulische idlittel, z. B. durch ein zwischen dem Abstützteil und eine
(bewegliche) bormträrgerplatte eingeschaltetes beaufschlagbares hydraulisches Druckkissen.
Es ist auch bekannt, die FormschlieBkräfte von einem die beiden Formträgerplatten
erfassenden gemeinsamen Rahmen aufnehmen zu lassen. Auch hierbei sind aber zusätzliche,
aufwendige und störanfällige Verriegelungsmechanismen erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber den bekannten
Einrichtungen wesentlich einfachere und weniger störanfällige Lösung des Problems
der Formverriegelung und Aufbringung der Formzuhaltekräfte zu schaffen. vies wird
nach der Erfindung dadurch erreicht, daB die Formträgerplatten nach der Zusammenschiebung
durch eine an diesen Platten angeordnete hydraulisch beaufschlagbare Spanneinrichtung
zusammenziehbar sind. Die Erfindung geht somit von dem bekannten WegXder gesonderten
Verriegelung und Formzuhaltung ab und erreicht, daß lediglich durch die Spanneinrichtung
sowonl die erforderliche Verriegelung zwischen beiden Formträgerplatten als auch
die für die sichere Formzuhaltung erforderliche Spannkraft zwischen den beiden Formträgerplatten
erzielt werden können. Jede gesonderte Verriegelungsvorrichtung mit mechanischer
Abstützung oder gesonderte. hydraulische oder mechanische Druckeinrichtung für die
Formzuhaltung zusätzlich zu der Verriegelung wird vermieden. Durch das ermöglichte
unmittelbare Zusammenziehen der Formträgerplatten können praktisch alle erforderlichen
Zuhaltekräfte al. lein durch Beaufschlagung der Spanneinrichtung erzeugt werden.
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Die zum Spannen der Spanneinrichtung erforderlichen hydraulischen
Drücke werden nach der Erfindung entweder durch einen von der Antriebsbewegung der
Formträgerplatten angetriebenen gesonderten Kolben erzeugt oder aus der Anlage der
Maschine zur, Erzeugung des hydraulisciien Drucks s entnommen, oder es dient zur
Erzeugung dieser Drücke eine gesonderte gesteuerte hydraulische Pumpe (Spannpumpe).
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Spanneinrichtung
aus einer in einem Spannzylinder angeordneten und hydraulisch beaufschlagbaren Spannhülse
und einem Spannbolzen, sind der Spannzylinder mit Spannhülse an einer Formträgerplatte
und der Spannbolzen an der anderen Formträgerplatte angeordnet und ist die Spannhülse
zugleich als Druckkolben für das Zusammenziehen der Form-' trägerplatten ausgebildet.
Dadurch wird erreicht, daB durch wenige unmittelbar an den Formträgerplatten angeordnete
Teile und mit einfachen Mitteln allein durch hydraulische Beaufschlagung die erforderliche
Festlegung der Formträgerplatten gegeneinander und die Erzeugung des Formzu-' haltedrucks
ermöglicht werden.
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In weiterer Ausbildung dieser Ausführungsform der Erfindung sind
in der Spanneinrichtung der hydraulische Druckraum der Spannhülse für die Klemmung
auf dem Spannbolzen und der hydraulische Druckraum des Druckkolbens der Spannhülse
für das Zusammenziehen der Formträgerplatten miteinander verbunden und ist die Spannhülse
in Zuhalterichtung federnd gegen den Spannzylinder abgestützt. Dadurch wird erreicht,,
daß innerhalb der Spanneinrichtung keinerlei Schalter o. dgl. für die einzelnen
Arbeitsabschnitte notwendig sind. Bei Beaufschlagung der Spanneinrichtung werden
gegen die Wirkung der federnden Abstützung zunächst Spannbolzen und-hülse miteinandertverspannt,
danach wird durch weitere Beaufschlagung über den Druckkolben der Formzuhaltedruck
erzeugt. Zweckmäßig sind dabei zur federnden Abstützung der Spannhülse zwischen
der vom Druckraum abgewandten Stirnfläche des DruckkolbenaDschnitts der Spannhülse
und einem Anschlag an dem Spann-. zylinder eine oder mehrere Federn eingeschaltet.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Spannhülse in Längsrichtung
geteilt, durch Federwirkung radial 1 nach außen spreizbar und durch eine di. chte
elastische Hülse umschlossen, auf deren Außenseite der hydraulische Druckraum Sür
die Klemmung gebildet ist. Dadurch wird die Verwendung einer bei Verachleiß besonders
leicht auswechselbaren Spannhülse ermöglicht und die Klemmfähigkeit
der
Spannhülse erhöht. Die Spannhülse kann weniger stark ausgelegt sein, wobei die Spreizbarkeit
durch Federwirkung das Abheben der Spannhülse vom Spannbolzen unterstutzt.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Spanneinrichtung
aus einem an der einen n Formträgerplatte befestigten Spannbolzen und aus einem
in einem an der anderen Formträgerplatte befestigten Zylinder gleitbaren Druckkolben
und sind durch Beaufschlagung des Druckkolbens Zylinder und Spannbolzen mechanisch
kuppelba. r und werden danach die Formträgerplatten zusammengezogen.
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Dadurch wird auf einfache Weise eine besonders feste Kupplung zwischen
Spannbolzen und Druckkolben für die nachfolgende Formzuhaltung erreicht. Dies kann
durch von dem Druckkolben oder dem Spannbolzen bewegbare Kupplungsteile erreicht
werden, die in Ausnehmungen im Spannbolzen eingreifen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung erfolgt die Verbindung beider
Formträgerplatten mit Hilfe der Spanneinrichtung über die Fuhrungsholme der Maschine.
Dadurch wird bei Diaschinen mit. einer feststehenden Formträgerplatte ein gesonderter
Spannbolzen entbehrlich.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 und 2 in schematischer Seitenansicht und Dsaufsicht
eine Spritzgießmaschine mit den Spanneinrichtungen und mit Druckerzeugung durch
einen gesonderten Kolben, Fig. 3 und 4 in schematischer Seitenansicht und Drauf-'
sicht eine Spritzgießmaschine mit den Spanneinrichtungen und mit Druckerzeugung
durch die hydraulische Anlage der Maschine, Fig. 5 und 6 einen Längs-und einen Querschnitt
durch eine Ausfuhrungsform der Spanneinrichtung mit Spannbolzen und geschlossener
Spannhülse, die zugleich als Druckkolben ausgebildet ist, Fig. 7, 8 und 9 einen
Längs-und zwei Querschnitte einer zweiten Aus£hrungsSorm der Spanneinrichtung mit
Spannbolzen und geteilter Spannhülse,
Fig. 10, 11 und 12 zwei Längsschnitte
(gekuppelte entkuppelt) und einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform der
Spanneinrichtung mit Spannbolzen, Druckkolben und Kipphebeln als Kupplungselementen,
Fig. 13, 14 und 15 zwei Längsscnnitte (gekuppelt, entkuppelt) und einen Querschnitt
einer vierten Ausfünrungsform der Spanneinrichtung mit Spannbolzeh, Druckkolben
und Konusbacken als Kupplungselementen, Fig. 16, 17 und 18 zwei Längsschnitte (gekuppelt,
entkuppelt) und einen Querschnitt einer Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig.
10, 11 und 12 mit vom Spannbolzen betätigten Schwenknocken an den Kipphebeln.
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Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Spritzgießmaschine weist die
beiden Formträgerplatten 1 und 2 mit den dälften des Formwerkzeuges auf. Die. Formträgerplatten
sind auf Holmen verschiebbar und werden gemäß Fig. 1 und 2 mit hile der Schubstange
3 und eines Kurbeltriebs 4 von der Antriebsvorrichtung 5 der machine oder gemäß
Fig. 3 und 4 durch einen Differentialkolben D angetrieben.
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Nach dem Formschluß werden beide Formträgerplatten 1 und 2 gegen den
aassezylinder 6 bewegt, so daß der Massekolben 7 in den assezylinder eindringt und
die Spritzmasse in die ilorm einspritzt.
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Zur Verbindung der beiden Formträgerplatten 1 und 2 in der geschlossenen
Stellung der Form und zur Erzeugung der erforderlichen Formzuhaltekraft dienen gemäß
der Erfindung die an den Formträgerplatten 1 und 2 angeordneten hydraulison beaufschlagbaren
Spanneinrichtungen S mit den Spannbolzen B. Die Formträgerplatte 1 trägt die Spannbolzen
B, während an der Formträgerplatte 2 die im folgenden näher erläuterten eigentlichen
Spanneinrichtungen S befestigt sind.
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Die Wirkungsweise dieser gemma3 der Erfindung ausgebildeten Spritzgießmaschinen
ist grundsätzlich die folgendet Während des Zusammenschiebens'der Formträgerplatten
1 und 2 dringen die Spannbolzen B in die Spanneinrichtungen ein.
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Ist nach dem Formschluß die Spritzstellung erreicht, hier kurz vor
etwa der gemäß der Zeichnung rechtsseitigen Totpunktlage, so werden die Spanneinrichtungen
hydraulisch mit Druck
beaufschlagt,-klemrnen die Spannbolzen B der
Bormträgerplatte 1 fest und ziehen danach die Formträgerplatten 1 und 2 und damit
die Formhälften zusammen. Bei entsprechend gewähltem hydraulischen Druck können
praktisch alle nach dem Spritzdruck und der FormgröBe erforderlichen Formzuhaltekräfte
erzielt werden.
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Fig. 1 und 2 und Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine Ausführungsform
der Ivlittel zur Erzeugung des hydraulischen Drucks zum Spannen der Spanneinrichtungen.
GemäB der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist ortsfest an einer der Maschinenstirnwände
ein gesonderter Druckkolben 8 angeordnet, und es trägt die Schubstange 3 an ihrem
äuBeren Ende einen federnd abgestützten Anschlag 9. Bei kurz vor Erreichen der Spritzstellung
etwa » der rechtsseitigen Totpunktlage läuft der Anschlag 9 auf den Druckkolben
8 auf, und dieser Kolben beaufschlagt über die schematisch angedeuteten Leitungen
die Spanneinrichtungen S.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 wird der zum Spannen der
Spanneinrichtung S benötigte Druck aus der Anlage der Machine zur Erzeugung des
hydrauliscilen Drucks entnommen. Zur Beaufschlagung des Differentialkolbens D für
die Formträgerplatten dient der bl-bzw.
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Förderstrom der hydraulischen Pumpe a. In den jeweiligen Endstellungen
der Formträgerplatten wird über nicht dargestellte Schalter der Magnetschieber b
so verschoben, daß der Olstrom umgepolt wird. Fat-es erforderlich erscheint, kann
auch auf eine Mittelstellung eingestellt werden, in der Ölstrom innerhalb der Pumpe
umläuft, ohne daß der Differentialkolben D bewegt wird. Die Weiterschaltung aus
der Mittelstellung in die nächste Stellung wird dann durch eine Zeituhr oder ähnliche
bekannte Einrichtungen bestimmt. Um die Pumpe a ist ein Ölbehälter c angeordnet.
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Auf dem Zylinder des Antriebskolbens D. ist ein magnetisch betätigtes
Absperrventil d angeordnet. mach erreichtem Formsohluß läuft bei der Weiterbewegung
der Schaltnocken des elektrisonen Schalters e auf die angescnrägte Leistef auf.
Hierbei schließen sich die Kontakte des Schalters, wodurch das Absperrventil d geöffnet
wird. Nach Öffnung dieses Ventils werden die Spanneinrichtungen S mit dem
Zylinderdruck
beaufschlagt. In der vorderen Endstellung kann gegebenenfalls durch einen anderen
Schalter das Absperrventil d geschlossen werden, wobei die Offnung des Schalters
kurz vor der Formöffnung erfolgen muß.
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FUr gewisse Anwendungsfälle kann vorteilhaft auch zur Erzeugung des
zum Spannen der Spanneinrichtungen benötigten Drucks eine gesonderte gesteuerte
hydraulische Pumpe (Spanmpumpe) dienen.
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Fig. 5 und 6 zeigen eine erste Ausführungsform der Spanneinrichtung
S mit dem Spannbolzen B. Die Spanneinrichtung besteht aus einem an der Formträgerplatte
2 befestigten Spannzylinder Z und einer in diesem Spannzylinder geführten Spannhülse
H, die den Spannbolzen B der Formträgerplatte 1 umschließt. Die Spannhülse H ist
an ihrem von der Formträgerplatte 2 abgewandten Ende als Druckkolben K für die Formzuhaltung
ausgebildet. Der Druckraum 10 für die Spannbeaufschlagung der Spannhülse und der
Druckraum 11 für die Zuhaltung mit Hilfe des Kolbens K sind miteinander unmittelbar
verbunden. Zwischen der vom Druckraum 11 abgewandten Stirnfläche des Druckkolbens
K der SpannhUlse und einem ringförmigen Anschlag 17 am Spannzylinder sind Tellerfedern
12 eingeschaltet. Die Bewegung des Spannhülsen-Druckkolbens K wird durch einen in
einer Ausnehmung 13 des Spannzylinders geführten Anschlagstift 14 angezeigt.
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Die Wirkungsweise der in Fig. 5 und 6 dargestellten Spaxineinrichtung
für die Verriegelung und Formzuhaltung ist die folgende : Ist die gewünschte FormschlieBstellung
erreipnt, so wird über den jeweils benutzten Druckgeber über den Druckkolben 8 der
Druckraum 10 und auch der Druckraum 11 hydraulisch beaufschlagt. Die Tellerfedern
12 sind nun so bemessen, daß der hydraulische Druck zunächst zu einer Festklemmung
der Spannhülse H auf dem Spannbolezn B fuhrt, so daß die Form verriegelt ist. Bei
weiterer Beaufschlagung wird danach der Spannhülsen-Druckkolben K über den Ringraum
gegen die Wirkung der Feder 12 in Formschließrichtung beaufschlagt und erzeugt die
zusätzliche Formschließ-und-zuhaltekraft unter federnder Verbindung der Verriegelungselemente
mit hilfe der Feder 12. Ist der
Spritzvorgang abgeschlossen und
wird der hydraulische Druck entfernte so wird die Spannhülse H mit dem Kolbenabschnitt
K von der Feder 12 in die Ausgangslage zurückgeführt und die Spannhülse vom Spannbolzen
B der Formplatte 1 gelost.
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Die Spanneinrichtung nach der Erfindung kann mit gleichem Vorteil
auch in der Weise angewandt werden, daß die e Spanneinrichtung S, insbesondere die
Spannhülse mit ihren Druckräumen, an einer Formträgerplatte angeordnet ist undalsVerriegelungselementdieFührungsholmeder
Spritzgießmaschine selbst, dienen, so daß die die Spannhülse tragende Formträgerplatte
unter Fegtklemmen der Spannhülse R auf dem zugehörigen Holm festgelegt und danach
gegenüber diesem Holm die Zuhaltekraft mit Hilfe des Spannhülsen-Druckkolbens K
aufgebracht wird.
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Die Spannhülse H weist zur besonders wirksamen Erzeugung der Klemmkraft
die in Fig. 6 dargestellte Querschnittsgestalt auf. Die Spannhülse H ist in gleichmäBig
wiederkehrenden Abstånden auf ihrem äußeren und ihrem inneren Umfang mit Längsnuten
15 und 16 versehen, die einander in radiale Richtung überlappen und dadurch federnde
Zwischenstege bilden. Darüber hinaus kann die Federwirkung der Spannhülse durch
ringförmige Einschnurungen 17 ihres Querschnitts (siehe Fig. 5) verstärkt werden.
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Fig. 7 bis 9 zeigen eine andere Ausführungsform der Spanneinrichtung.
An der Formträgerplatte 2 ist wieder der Spannzylinder Z angeordnet. Bei dieser
Ausführungsform ist jedoch gemäß Fig. 8 und 9 die Spannhülse H in Längsrichtung
in zwei Hälften 18 und 19 geteilt. Die Spannhülse 18, 19 ist durch eine dichte elastische
Hülse 20, z. B. aus Gummi oder gummiartigem Werkstoff, umschlossen. Außerhalb der
Hülse 20 befindet sich wieder der Druckraum 10 für die Klemmung auf dem Spannbolzen
B, der mit dem Druckraum 11 den in FormschlieBrichtung wirkenden Druckkolbenabschnitt
K der SpannhUlse verbunden ist. Die geteilte Spannhülse H bzw. 18, 19 wird durch
zwei Halbfedern 21 uud 22 radial auseinandergespreizt. Zwischen der vom Druckraum
abgewandten Stirnfläche des Druckkolbens K und einam Anschlagring 23 im Spannzylinder
Z sind wieder die Tellerfedern 12 eingeschaltet. Die chtungshülse 20 ist zur Formträgerplatte
2 hi im Spannzylinder Z und am anderen Ende zwischen dem ringförmigen Druckkolben
K und einem die Spannhilse ülse 18, 19 umgebenden Teil eingespannt.
Die
dpannhülse weist zur besseren Federwirkung in radialer Richtung Längseinschnitte
24 auf. Im übrigen stimmen der grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise der Spanneinrichtung
mit denen der Spanneinrichtung gemäß ß Fig. 5 und 6 überein.
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In den Fig. 10 bis 18 sind Ausführungsformen der Spanneinrichtung
S dargestellt, bei denen keine hydraulisch beaufschlagbare Spannhülse, sondern mechanische
Kupplungselemente zur Verbindung von Spannbolzen B und dem Spannzylinder Z Verwendung
finden.
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Eine dritte Ausführungsform der Spanneinrichtung zeigen Fig. 10 bis
12. An der Formträgerplatte 2 ist ein Zylinder Z befestigt, in dem ein ringförmig
ausgebildeter Druckkolben 25 gleitbar ist, der sich über eine entgegen der Formschließrichtung
wirkende Druckfeder 26 an dem äuBeren Zylinderende über einen ringförmigen Teil
27 abstützt.
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Der Druckkolben 25 ist mit einer sich zum äußeren Zylinderende hin
konisch öffnenden Auflauffläche 28 versehen. Im Teil 27 sind auf dem Umfang verteilt
vier Kipphebel 29 gelagert, die in der Ruhestellung gemäß Fig. 11 durch die Feder
30 nach außen gedrückt werden, jedoch beim Beaufschlagen des Druckkolbens 25 nach
dem Eindringen des Spannbolzens B in den Spannzylinder nach dem Zusammenschieben
der Formträgerplatten über die Auflagefläche 28 einwärts verschwenkt werden und
sich mit ihren Kupplungsnasen 31 in eine Umfangsausnehmung 32 im Spannbolzen R bewegen
und diesen mit dem Druckkolben 25 kuppeln. Eine weitere Beaufschlagung des Druckkolbens
25 führt zum Zusammenziehen der Formträgerplatten 1 und 2 und damit zur Braielung
der Formzuhaltekraft unter Zwischenschaltung der Feder 26. iqach der itortnahme
des hydraulischen Drucks vom Druckkolben 25 geht dieser Kolbe infolge des Saugvakuums
unterstützt durch die Feder 26 in seine Ruhestellung nach links in der Zeichnung
zurück, wobei die Federn 30 die Kipphebel 29 nach außen außer Eingriff mit dem Spannbolzen
verschwenken.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13 bis 15 entspricht die Anordnung
des Spannzylinders Zt, des Druckkolbens 25 und der Feder 26 der Form nach Fig. 1Q
bis 12, ebenso die Ausbildung des Spannbolzens B mit der Ausnehmung 32. Es sind
jedoch
die Kupplungselemente als Konusbacken 33 ausgebildet, die von der Auflauffläche
28'des Druckkolbens 25~bei dessen Druckbeaufschlagung gegen die Wirkung der nach
aui3en wirkende Rückstellfedern 34 radial nach innen verschoben werden und mit ihren
Kupplungsnasen 35 in die Ausnehmung 32 im Spannbolzen eingreifen. Die Wirkungsweise
entspricnt im übrigen der der vorbeschriebenen Spanneinrichtung. Fig. 13 zeigt die
Kupplungsstellung, Fig. 14 die Ruhelage bei nicht beaufschlagtem Druckkolben 25.
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In Fig. 16 bis 18 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, die von der Ausführungsform nach Fig. 10 bis 12 abgeleitet ist. Der
grundsätzliche Aufbau der Spanneinrichtung entspricht der in den Fig. 10 bis 12,
jedoch sind die Kipphebel 29, 31 mit Schwenknocken 36 versehen, die sich an die
Stirnfläche 37 des Spannbolzenz B anlegen können, wenn dieser in den Spannzylinder
eintritt.
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Anstelle der Auflauffläche des Druckkolbens 25 in Fig.
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10 und 11 weist der Druckkolben bei dieser Ausführungsform eine Anschlagschulter
38 für die Kipphebel 29 auf. Bei dieser Ausführungsform ist eine BeauSschlagung
des Druckkolbens 25 für die Kupplung mit dem Spannbolzen nicht erforderlich. Vielmehr
führt die Einwärtsbewegung des Spannbolzen B selbst zur gewünschten Kupplung, da
die Stirnfläche 37 die Schwenknocken betätigt und diese die Nasen 31 der Kipphebel
29 in die Ausnehmung 32 des Spannbolzens einführen. Erst danach wird der Druckkolben
25 hydraulisch beaufschlagt und zieht in der bereits geschilderten merise die Formträgerplatten
1 und 2 zusammen.