DE1554801B1

DE1554801B1 - Spritzgiessmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe

Info

Publication number: DE1554801B1
Application number: DE19631554801D
Authority: DE
Inventors: Robert Nouel
Original assignee: N Schlumberger SAS
Current assignee: N Schlumberger SAS
Priority date: 1962-12-22
Filing date: 1963-12-21
Publication date: 1972-03-23
Also published as: DK118424B; ES294752A1; SE314197B; CH408402A

Description

Zur Steuerung der Bewegung der Hilfskolben ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die dem Ringkolben abgewandte Seite des Hilfskolbens in einer Druckkammer beweglich, die mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist. Diese Kammer besitzt dabei eine zu der Druckquelle dieser Flüssigkeit führende Öffnung. Durch Steuerung des Drucks dieser Flüssigkeit im Spritzzyklus werden dabei die Hilfskolben selbst entsprechend dem Zyklus bewegt.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die dem Ringkolben abgewandte Seite der Druckkammer als Anschlag für den Hilfskolben wirkt.
Auch kann der Ringkolben mittels eines Steuerkolbens über ein einstellbares Gestänge verschoben werden.
Da der Ringkolben während der gesamten Dauer des Einspritzvorgangs somit der Wirkung. der Hilfskolben unterworfen ist, wird die Vorkammer ständig unter Druck gehalten, auch wenn der Trennkolben vorrückt. Dadurch wird das Eintreten von Luft verhindert und die Herstellung von sauberen und blasenfreien Formstücken gewährleistet.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine Schnittansicht einer Spritzgießmaschine während des Einspritzens, F i g. 2 eine Schnittansicht dieser Spritzgießmaschine in der Stellung, in der Abkühlung des Spritzlings und die Speisung der Einspritzkammer erfolgen, Fig. 3 eine analoge Ansicht bei Ende der Abkühlung des Spritzlings und zu Beginn einer neuen Einspritzung, F i g. 4 eine Schnittansicht einer geänderten Ausführungsform, in welcher der Hilfskolben über ein Gestänge auf den Ringkolben einwirkt, und F i g. 5 eine Schnittansicht einer Maschine mit hydraulischer Steuerung des Hilfskolbens.
Wie die F i g. 1 bis 3 zeigen, weist die Spritzgießmaschine einen Zylinder 1 auf, der durch entsprechende Einrichtungen von außen beheizt wird und der mit einem Trichter 2 für die Zuführung des Ausgangsmaterials versehen ist. Im Zylinder 1 ist eine Förderschnecke 3 drehbar gelagert, die mit der für die Formstücke geeigneten Geschwindigkeit durch einen mit Untersetzungs- und Wechselgetriebe versehenen Motor 4 angetrieben wird, der an einem Ende der Schnecke angeordnet ist. Am anderen Ende des Zylinders 1 verbindet ein Kanal 5 den Zylinder mit dem Inneren einer zylindrischen Vorkammer 6, die im Spritzzylinder 7 ausgebildet ist. Dieser ist mit einem Kanal 8 versehen, der die Fortsetzung einer Einspritzkammer 8' bildet und auf dessen Einspritzdüse 9 eine (nicht dargestellte) Form aufgesetzt wird.
Bei der dargestellten, Ausführungsform ist der Kanal 8 mit der Einspritzdüse 9 durch einen automatischen Druckregler verbunden, welcher aus der mit dem Kanal 8 verbundenen Kammer 10 und aus der über die Einspritzdüse 9 in die Form mündenden Kammer 11 sowie aus dem Ventilschieber 12 besteht, der nach Beendigung des Einspritzens den zwischen den Kammern 10 und 11 ausgebildeten Durchlaß 13 verschließt. Ein Hebel 14 ist bei 15 drehbar gelagert und liegt mit dem einen Ende gegen das Ende des Ventilschiebers 12 und mit dem anderen Ende gegen einen Regelkolben 16 an, der in einer Stütze 17 verschiebbar und bei 18 einem hydraulischen Regeldruck unterworfen ist.
In der Vorkammer 6 des Spritzzylinders 7 ist der Ringkolben 19 verschiebbar, der die Vorkammer abschließt und in welchem eine Kolbenstange20 frei verschiebbar angeordnet ist, deren hintere Seite der Wirkung des Antriebskolbens 21 unterworfen ist.
Dieser ist in einem hydraulischen Zylinder 22 betätigbar, welcher mit dem Einspritzzylinder 7 mittels des Stützrahmens= fest verbunden ist. Der Ringkolben 19 ist am Ende mit einem Anschlagbund 19' versehen. Der Antriebskolben 21 hat eine solche Form, daß er innerhalb des Zylinders 22 eine Druckkammer 23 und eine Rückführkammer 24 bildet, die durch die Leitungen 25 bzw. 26 gespeist werden und die durch den Bund 21' voneinander getrennt sind.
Im Antriebskolben 21 sind wenigstens zwei Hilfskolben 27 verschiebbar, deren eines Ende dauernd gegen den Ringkolben 19 anliegt und deren anderes Ende in die Druckkammer 23 hineinragt. Auf dem Stützrahmen 221 sind elektrische Kontakte 28 und 29 derart angeordnet, daß sie entsprechend den Erfordernissen des Betriebs durch Stifte 30 und 31 geöffnet oder geschlossen werden. Der Stift 30 wird vom Anschlagbund 19' des Ringkolbens 19 und der Stift 31 von der Kolbenstange 20 getragen.
Die Kolbenstange 20 weist auf der dem Antriebskolben 21 gegegenüberliegenden Seite einen Zapfen 35 von kleinerem Durchmesser auf, auf dessen mit Gewinde versehenes Ende eine Mutter 36 aufgeschraubt ist. Die Kolbenstange ist überdies an der Stoßstelle der Teile großen und kleinen Durchmessers mit einem Bund 37 versehen. In der Vorkammer 6 ist ein Trennkolben 38 angeordnet, der eine dem Durchmesser des Zapfens 35 entsprechende Bohrung aufweist und Ider auf dem Zapfen und mit sehr geringem Spiel in der dem Spritzzylinder 7 und der Vorkammer 6 gemeinsamen Bohrung verschiebbar ist. Der Trennkolben 38 ist an seinen Enden mit zwei gegenüberliegenden konischen Lagerflächen 39 und 40 versehen.
Die Mutter 36 kann sich auf der konischen Lagerfläche 40 abstützen, während die gegenüberliegende Lagerfläche 39 dem Bund 37 als Dichtungssitz dienen kann. Außerdem ist der Trennkolben 38 mit mehreren konischen Bohrungen 41 versehen, welche regelmäßig rund um seine Achse verteilt sind und welche die Lagerflächen 39 und 40 miteinander verbinden, um gegebenenfalls eine Verbindung zwischen der Vorkammer 6 und der am inneren Ende des Kanals 8 liegenden Einspritzkammer 8' herzustellen. Schließlich ist in den Ringkolben 19 eine Nut 42 eingeschnitten, welche zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kanal 5 des Zylinders 1 und der Vorkammer 6 bestimmt ist Die Wirkungsweise der gemäß der Erfindung ausgebildeten Maschine ist folgende: Es sei angenommen, daß die Spritzgießmaschine zum Formen von Stücken mit einem Gewicht von ungefähr 3 kp verwendet wird. In dieser Maschine kann der Antriebskolben 21 einen Druck von 70 t. ausüben. Die drei Hilfskolben 27 haben insgesamt eine Querschnittsfläche von 15 cm2, und wenn die Druckkammer 23 einem Druck von 200 kp/cm2 unterworfen ist, üben die Hilfskolben einen Gesamtdruck von 3 t aus. Die Bohrung des Spritzzylinders 7, in welcher der Trennkolben 38 verschiebbar ist, hat eine Querschnittsfläche von 130 cm2. Die Kolbenstange 20 hat eine Querschnittsfläche von 30 cm2.
Schließlich kann die Förderschnecke 3 das Kunstharz in der Vorkanuner 6 unter einem maximalen Druck von 50 kp/cm2 verdrängen. In dieser Maschine fällt das zu formende Kunstharz aus dem Trichter 2 in den Zylinder 1, in welchem es unter der Wirkung der Förderschnecke 3 bis zum Kanal 5 vorgeschoben wird, durch den es in die Vorkammer 6 gelangt. Das Kunstharz geht dabei fortschreitend aus dem festen Zustand in einen flüssigen Zustand über. Nachdem der hydraulische Druck durch die Leitung 25 in die Druckkanuner 23 (F i g. 1) eingelassen ist, stützt sich der Antnebskolben21 auf dem Ende der Kolbenstange 20 ab, die in die Einspritzkammer 8' hineingestoßen wird. Der Bund 37 der Kolbenstange 20 legt sich gegen die konische Lagerfläche 39 und verschließt dadurch -die Bohrungen 41. Außerdem wird der Trennkolben 38 zurückgestoßen, der das in der Einspritzkammer 8' angesammelte Kunstharz gegen die Einspritzdüse 9 hin verdrängt, die mit der Form in Verbindung steht. Am Ende des Einspritzvorgangs erzeugt der durch den Antriebskolben 21 ausgeübte Druck im Inneren des Kunstharzes in der Einspritzkammer 8' (mit einer Querschmttsfläche von 130 cm2) einen Druck von ungefähr 540 kp/cm2. Der automatische Druckregler wirkt, und der Ventilschieber 12 verschließt den die Kammern 10 und 11 verbindenden Durchlaß 13, sobald die Form gefüllt ist und der Druck im Inneren der Kammer 11 einen Wert erreicht hat, der genügend groß ist, damit der durch den Ventilschieber 12 ausgeübte Druck den durch den Regelkolben 16 ausgeübten Druck ausgleicht und dann überschreitet. Der Regelkolben 16 wird bei 18 durch einen (nicht dargestellten) Druckregler gespeist. Durch eine (nicht dargestellte) Hilfsvorrichtung des automatischen Druckreglers verschließt der Ventilschieber 12 die Einspritzdüse 9, wenn der Druck im Inneren der Kammer 11 auf Null absinkt, und gibt die Einspritzdüse von neuem frei, ohne jedoch den Durchlaß 13 zu verschließen, wenn der Druck im Inneren dieser Kammer ansteigt, d h. vor dem Beginn des Einspritzens.
Während der ganzen Dauer des Einspritzens speist die Förderschnecke3, deren Drehung andauert, die Vorkammer 6. Das Volumen dieser Kammer hat infolge der raschen Verschiebung des als Einspritzkolben wirkenden Trennkolbens 38 die Neigung zuzunehmen. Aber der Ringkolben 19, welcher dem durch die Hilfskolben 27 ausgeübten Druck von 3 t unterworfen ist, ! dringt in das Innere des Spritzzylinders 7 ein, um das Volumen der Vorkammer 6 von neuem zu verändern. Da diese Kammer durch die Fördersclnecke 3 dauernd gespeist -wird, sobald das Volumen der Vorkammer 6 genügend abgenommen hat, erreicht der Druck im Inneren dieser Kammer den möglichen Maximalwert von 50 kp/cm2. Da die Netzfläche des Ringkolbens 19 gleich ist dem Unterschied zwischen der Querschnittsfläche der Vorkammer 6 und der Querschnittsfläche der Kolbenstange 20 (d. h 130 cm2 30 cm2 = 100 cm2), wird der Ringkolben 19 durch das in der Vorkammer 6 enthaltene Kunstharz einem Druck von 100 X 50 kp 5 t unterworfen, welcher größer ist als der Druck von -3 t, der durch die Hilfskdben 27 ausgeübt wird. Der Ringkolben 19 wird daher nach Maßgabe der Füllung nach und nach aus dem Spritzzylinder 7 nach außen verdrängt, Nach beendetem Einspritzvorgang (F i g. 2) wird die Speisung durch die Leitung 25 unterbrochen, und der Druck wird durch die Leitung 26 in die llückführkammer 24 geleitet. Der Antriebskolben 21 läuft zurück und verdrängt durch die Leitung 25 das Medium, das die Druckkammer 23 füllte. Unter der Wirkung des dadurch die Förderschnecke 3 auf das Kunstharz in der Vorkammer 6 ausgeübten Drucks wird der Ringkolben 19 gegen das der Einspritzdüse 9 gegenüberliegende Ende der Bohrung des Spritzzylinders 7 zurückgestoßen. Der Kolben stößt gleichzeitig die Hilfskolben 27 zurück, die am Ende ihres Hubes gegen den Boden der Druckkammer 23 stoßen, wodurch die Verschiebung des Ringkolbens 19 begrenzt wird. Im gleichen Augenblick schließt der mit dem Ringkolben 19 fest verbundene Stift 30 den elektrischen Kontakt 28. Das eben beschriebene Stadium entspricht einem Abkühlungsvorgang des -Spritzlings, währenddessen die Kolbenstange 20 auf den Trennkolben 38 keinen Druck mehr ausübt Wenn dieser Trennkolben unter dem Druck des in der Vorkammer 6 befindlichen Kunstharzes das in der Einspritzkammer 8' im Kanal 8 und in den Kammern 10 und 11 enthaltene Kunstharz zusammengedrückt und sich etwas verschoben hat, hebt sich die konische Lagerfläche 39 vom Bund 37 der Kolbenstange 20 ab. Das Kunstharz kann aus der Vorkammer 6 durch die Bohrungen41 in die Einspritzkammer 8'gelangen, in welcher sich ein Druck einstellt, der gleich ist dem Wert des in der Vorkammer 6 herrschenden Drucks, Unter der Wirkung dieses Drucks, der auf das Ende der Kolbenstange 20 ausgeübt wird, wird dieselbe nach der Außenseite des Ringkoibens 19 zurückgestoßen, und zwar mit einer Kraft von 1,5 t, die gleich ist dem Produkt ihrer Querschnittsfläche von 30 cm2 und dem Wert des durch die Förderschnecke 3 erzeugten maximalen Drucks von 50 kp/cm2. Die Mutter 36 stößt gegen die Lagerfläche 40, und die Kolbenstange 20 nimmt daher bei ihrer Bewegung den Trennkol, ben 38 mit.
Das I Kunstharz wird aus der Vorkammer 6 in die Einspritzkammer 8' verdrängt. Der automatische Druckregler hat in der Zwischenzeit den Verschluß der Öffnung der Einspritzdüse 9 durch den Ventilschieber 12 bewirkt, Am Ende des Stadiums der Abkühlung (Fig. 3) vergrößert die in den Ringkolben 19 eintretende Kolbenstange 20 (infolge ihrer Querschnittsfläche von 30 cma) einerseits das Volumen der Kammern 6, 8' und schließt andererseits mit dem Stift 31 den Kontakt 29. Die Schließung des Kontakts29, der mit dem Kontakt 28 in Reihe geschaltet ist, welcher durch den vom Anschiagbund 19' getragenen Stift 30 geschlossen wurde, bewirkt dann, beispielsweise durch ein (nicht dargestelltes) Relais die Wiederingangsetzung des Einspritzvorgangs, der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde.
Bei der abgeänderten Ausführungsform gemäß F i g. 4 ist der Ringkolben 19 der Wirkung eines Hebels 43 unterworfen, der bei 44 auf der Stütze 45 schwenkbar gelagert ist, die mit dem Spritzzylinder 7 fest verbunden ist. Der Hebel 43 liegt mit seinem gabelförmigen Ende 46 gegen die Rückseite. des Ringkolbens 19 an. Ein Lenker 48, der einerseits bei 49 mit dem Hebel 43, andererseits durch ein Kugelgelenk 50 mit dem Ende eines Steuerkolbens 51 gelenkig verbunden ist, überträgt auf den Hebel 43 den durch diesen Steuerkolben 51 ausgeübten Druck, wenn der hydraulische Druck bei 52 zur Wirkung gebracht wird. Man kann die Länge des Lenkers 48 mittels des mit Gewinde versehenen Teils 53 verändern, weicher in die Gewindebohrung der Buchse 54, die um die Achse 49 schwenkbar ist, mehr oder weniger weit eingeschraubt wird.. Der Ansatz der Buchse 54 ist bei 55 geschlitzt. Ein Bolzen 56 ermöglicht çs, nach der Regelung die Gewindebohrung der Buchse 54 festzuklemmen und dieselbe auf dem Gewindeteil 53 des Lenkers 48 fest zu verriegeln.
Wenn der Ringkolben 19 durch den Hebel 43 in das Innere der Vorkammer 6 zurückgestoßen wird, wird derselbe bei seiner Verschiebung angehalten, sobald der Anschlagbund 19' gegen die Rückseite 56' des Spritzzylinders 7 stößt. In dieser Stellung, die in Abhängigkeit von den erforderlichen Leistungen der Maschine konstruktiv bestimmt wird, verschließt das Ende des Ringkoibens 19 fast mit seiner ganzen Länge die im Spritzzylinder ausgesparte Nut 57, durch welche das durch die Förderschnecke 3 verdrängte Kunstharz über den Kanal 5 in die Vorkammer 6 gelangt. Wenn hingegen der im Inneren des Kunstharzes durch die Förderschnecke 3 erzeugte Druck den Ringkolben 19 aus dem Spritzzylinder 7 nach außen verdrängt, stößt der Ringkolben den Hebel 43 zurück. Diese rückläufige Bewegung kommt zum Stillstand, wenn der Steuerkolben 51 gegen den Boden des Zylinders 58 stößt. Da die Länge des Lenkers48 regelbar ist, kann man die vom Ringkolbenl9 am Ende seiner rückläufigen Bewegung eingenommene Stellung nach Belieben verändern und infolgedessen diese Bewegung so regeln, daß das durch den Ringkolben 19 bei seiner Verschiebung verdrängte Volumen etwas größer ist als das Volumen des einzuspritzenden Kunstharzes.
Diese Regelung kann sowohl bei der rückläufigen Bewegung als auch bei der Vorwärtsbewegung ausgeführt werden. Vorzugsweise wird diese Regelung jedoch am Ende der rückläufigen Bewegung bewirkt.
Da die Nut 57 fast auf ihrer ganzen Länge verschlossen wird, wenn der Ringkolben 19 vollständig in das Innere der Vorkammer 6 zurückgestoßen wird, wird das Kunstharz, das sich vor dem Ringkolben befindet, durch die Strömung des aus dem Kanal 5 kommenden Kunstharzes zwangläufig zu dem Ende 59 des Spritzzylinders 7 mitgenommen. Diese Mitnahme könnte jedoch nicht erfolgen, wenn die Regelung beim Formen von kleinen Stücken am Ende der Vorwärtsbewegung erfolgt, weil das Ende des Ringkolbens 19 am Ende des Hubes manchmal hinter der Nut 57 stehenbleiben würde und dadurch eine Stockung des Kunstharzes vor dem Ringkolben 19 mit den sich daraus ergebenden Formmängeln eintreten könnte. Am Ende der rückläufigen Bewegung des Ringkolbens 19 wird der elektrische Kontakt 29 durch einen Stift 60 betätigt, der mit dem Steuerkolben 51 fest verbunden ist.
Bei der Maschine ist die Einheit des Einspritzblocks auf einer Stütze 61 befestigt, die mit ihrer Grundplatte 62 auf dem Gestell der Maschine verschiebbar ist. Der Block enthält die üblichen Elemente: den hydraulischen Zylinder 22 mit der Leitung 25, die bei 63 in den Boden des Zylinders mündet und die auch den Zuführungskanal 52 des Zylinders 58 speist, die Leitung 26, die zur Rückführung des Antriebskolbens 21 dient, die Kolbenstange 20, die im Ringkolben 19 verschiebbar ist, den Trennkolben 38, der entweder zur Umleitung des in der Vorkammer 6 enthaltenen Kunstharzes nach dem Ende 59 des Spritzzylinders 7 oder zur Verdrängung des Kunstharzes unter Druck nach der Einspritzdüse im Augenblick des Einspritzens dient.
Der Block weist überdies einen Zylinder 64 auf, in welchem der Kolben 65 verschiebbar ist, dessen mit Gewinde versehenes Ende 66 in die mit dem Teil 68 fest verbundene Mutter 67 hineingeschraubt oder aus derselben herausgeschraubt werden kann. Der Teil 68, der relativ zum Gestell der Maschine ortsfest ist, ist mit der ortsfesten Platte 69 durch zwei (nicht dargestellte) Zugstangen verbunden, die zu beiden Seiten des hydraulischen Zylinders 22 und des Spritzzylinders 7 in der waagerechten Ebene angeordnet sind, welche durch die gemeinsame Achse der beiden Teile hindurchgeht. Wenn man die Leitung 70 unter Druck setzt, verschiebt sich der ganze Einspritzblock, indem er auf der Grundplatte 62 gleitet, und drückt das Ende der Einspritzdüse 71 fest gegen den auf der Platte 69 befestigten Teil der Form. Die Stützreaktion wird daher durch die erwähnten Zugstangen aufgenommen, die derart angeordnet sind, daß sie auf Zug beansprucht werden. Am Ende des Einspritzvorgangs wird die Leitung 70 gesperrt und die Leitung 72 unter Druck gesetzt. Der Einspritzblock läuft zurück, und die Einspritzdüse 71 entfernt sich von der Form.
Um ein rasches und verhältnismäßig starkes Abheben der Einspritzdüse 71 zu erreichen, ist -die Mutter 67 im Teil 68 nach Art eines Bajonettverschlusses mit rascher Entriegelung durch mehrere Gewindesektoren derart befestigt, daß eine Viertelumdrehung, die der mit einem Handgriff 68' versehenen Mutter 67 erteilt wird, es ermöglicht, dieselbe rasch aus dem Teil 68 herauszunehmen, dessen innere Bohrung überdies größer ist als der Außendurchmesser des Zylinders 64. Nachdem die Mutter 67 entriegelt ist, kann man durch Zug an derselben oder an der Stange 65 den Einspritzblock von der Platte 69 um eine sehr große Strecke entfernen und alle erforderlichen Instandhaltungs-und Reparaturarbeiten ausführen, wie beispielsweise den Austausch der Heizwiderstände des Spritzzylinders 7.
Die Vorrichtung zur Regelung der Einspritzdüse 71 ist bei der vorstehend beschriebenen Maschine vorteilhaft auf folgende Weise ausgebildet: Der bei 15 auf einer mit der Stütze 75 fest verbundenen Achse schwenkbar gelagerte Hebell4 ist entweder der Wirkung des Ventilschiebers 12 unterworfen, wenn dieser gegen das Ende 76 des Hebels stößt, oder der Wirkung des Regelkolbens 77, der durch seine Stange 78 auf den Arm 79- des Hebels oder den Hohlkolben 80 einwirkt, der zur Stange 78 des Regelkolbens 77 konzentrisch verschiebbar ist, welche auch auf den Arm 79 des Hebels einwirken kann.
Das Ende des Regelkolbens 77 v.erschiebt sich in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 81, das durch die Leitung 82 mit der Leitung 25 verbunden ist.
Der Kopf des Hohlkolbens 80 liegt im Inneren der im Gehäuse 81 ausgebildeten Bohrung. Sein Durchmesser ist kleiner als jener der Bohrung. In der Zeichnung ist die Stelle veranschaulicht, die der Einspritzblock während der Einspritzperiode einnimmt.
Da über die Leitung 82 der hydraulische Einspritzdruck in der Bohrung des Gehäuses 81 herrscht, ist der durch den Druck verdrängte Regelkolben 77 mit dem Ende eines Gehäuses 83 in Anschlag gekommen, das in die Bohrung des Gehäuses 81 eingeschraubt ist. Die Feder 84 wird maximal zusanimengedrückt.
Die Stange 78 am Ende des Regelkolbens77 steht nicht in Berührung mit dem Arm 79. Der Hohlkolben 80 ist gegen den Arm 79 hin verdrängt, und sein Kopf stößt gegen den Boden der Bohrung des Gehäuses 81. In dieser Stellung des Hohlkolbens 80 ist die Stirnfläche des Armes 79 parallel zur Achse des Spritzzylinders 7, wenn sie gegen das Ende des 209 513/304 Hohlkolbens 80 anliegt. In dieser Stellung des Armes 79 ist das Ventil, mit dem der Kolben 12 versehen ist, etwas von dem Sitz 85 abgehoben, welcher die am Ende der Einspritzdüse 71 liegende Kammer 86 von der Kammer trennt, die durch den Kanal 8 mit dem Inneren des Spritzzylinders 7 in Verbindung steht, Der Hebel 14 ist in diesem Augenblick einerseits an seinem Ende 76 der Kraft unterworfen, die durch das in der Kammer 86 enthaltene Kunstharz auf den Ventilschieber 12 ausgeübt wird, und andererseits der Kraft, die durch den Hohlkolben80 infolge des durch die Leitung 82 übertragenen hydraulischen Einspritzdrucks ausgeübt wird. Die letztere Kraft ist dem absoluten Wert nach konstant.
Wenn man jedoch (durch nicht dargestellte Mittel) das Gehäuse 81 auf der Stütze 75 verschiebt, mit der es fest verbunden ist, indem man es parallel zur Achse des Spritzzylinders in der Richtung der Pfeile F1 oder F2 gleiten läßt, wird der Abstand zwischen der Achse 15-und dem Stützbereich des Hohlkolbens 80 auf dem Arm 79 des Hebels 14 vergrößert oder verkleinert, und es wird auch die auf das Ende des Armes 76 ausgeübte Gegenkraft verändert, obwohl die durch den Hohlkolben 80 auf den Arm 79 ausgeübte Kraft konstant bleibt. Wenn unter diesen Bedingungen die durch die Einspritzdüse 71 gespeiste Form gefüllt ist, nimmt der Druck, dem das in der Kammer 86 enthaltene Kunstharz unter worfen ist, plötzlich zu, der Ventiischieber 12 liegt auf dem Sitz 85 an und unterbricht die Zuführung von Kunstharz in die Form. Der Hebel 14, dessen Ende 76 durch die Stange des Ventilschiebers 12 zurückgestoßen wurde, schwenkt in der Richtung des PfeilsF3 um die Achse 15, und der Arm 79 dieses Hebels stößt den Hohlkolben 80 in das Innere der Bohrung des Gehäuses 81 zurück. Wenn andererseits der Einspritzvorgang beendet ist und die Rohrleitung 82 nicht mehr mit Druckmedium gespeist wird, stößt die Feder 84 den kegelkolben 77 zurück, welcher einerseits das hydraulische Medium verdrängt, das die Bohrung des Gehäuses 81 füllte, und welcher andererseits den Hebel 14 in der Richtung des Pfeils, verschwenkt infolge der Wirkung des Endes der Stange 78 auf den Arm 79 dieses Hebels.
Der Arm 76 des Hebels 14 stößt den Ventilschieber 12 zurück, und das andere Ende des Ventilschiebers 12 verschließt die Öffnung 87, durch welche die Kammer 86 mit der Form in Verbindung stand.
Schließlich weisen das Gehäuse des Spritzzylinders 7 und seine Stütze Einkerbungen 88 auf, in denen sich die Enden 89 und 90 der Stütze 75 verschieben können, auf welcher die Achse 15 und das Gehäuse 81 befestigt sind. Eine (nicht dargestellte) Schraube ermöglicht, die Stütze 75 nach beendeter Regelung unbeweglich zu machen.
Im Laufe dieser Verschiebung wird während der Einspritzperiode das Gleichgewicht des Hebels verändert. Hingegen verändert sich die Stellung des Ventilkolbens 12 relativ zum Sitz 85 um einen Wert, der gleich ist der Größe der Verschiebung der Stütze 75. Der dem Kunstharz gebotene Durchlaß verändert sich in der gleichen Richtung. Derselbe kann daher so verändert werden, daß er in optimaler Weise der gewünschten Einspritzgeschwindigkeit angepaßt wird.
Die Einrichtungen zur Verschiebung des Einspritzblocks und zur Regelung der Einspritzdüse gehören nicht zum Gegenstand der Erfindung.
Bei der abgeänderten Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist das Gestänge der F i g. 4 durch eine hydraulische Steuerung ersetzt. Durch den Antriebskolben 21 gehen parallel zu seiner Achse wenigstens zwei verschiebbare Stangen 100 hindurch, d. h. Hilfskolben, die durch dünnere Stangen 101 verlängert sind, welche durch, den Boden des hydraulischen Zylinders 22 hindurchgehen. Der hydraulische Zylinder 22 ist stromaufwärts durch das koaxiale Endgehäuse 102 verlängert, das mit einer Schulter 103 und einer verdeckten Bohrung 104 versehen ist. Ein Kanal 105 für die Zuführung des Druckmediums ist in das Endgehäuse 102 gebohrt und mündet in den Boden der Bohrung 104. Eine Endplatte 106, die beispielsweise auf das Endgehäuse 102 aufgeschraubt ist, ragt zu beiden Seiten über das Gehäuse hinaus.
Die Stangen 101 liegen außerhalb, des Endgehäuses.
Die Endplatte 106 ist mit einer Bohrung 107 für das Druckmedium versehen. In der Bohrung 104 verschiebt sich ein Kolben 108 mit einer Stange 109, die durch eine MutterllO auf der ortsfesten Platte 69 befestigt ist. Das Endgehäuse 102 ist außen mit Nuten 111 stromabwärts von der Schulter 103 versehen. Auf dem Endgehäuse 102 ist ein mit Innengewinde 113 versehener ringförmiger Teil 112 angeordnet, der Zähne 114 aufweist, welche in die Nuten 111 eingreifen. Auf dem Teil 112 ist ein Kontaktgeb er 115 befestigt, dessen Kontakt 115' durch das Ende einer der Stangen 101 betätigt werden kann und der in eine Ausnehmung 112' des Teils 112 eingreift. Zwischen der Schulter 103 und der Endplatte 106 ist mit geringem axialem Spiel ein Ring 116 angeordnet, der ein Außengewinde mit einer dem Innengewinde 113 entsprechenden Steigung hat sowie mit Handgriffen 117 versehen ist. Ein Kontakt 118' ist in der Bahn des Einspritzblocks angeordnet, um die Zuführung von Medium durch die Leitung 107 stromaufwärts vom Kolben 108 zu unterbrechen.
Zwei Kontakte 118, 119 sind zur Regelung der Länge der rückläufigen Bewegung vorgesehen Bei einer so ausgebildeten Maschine ist der Hub des Ringkolbens 19 in der Ausgangstichtung durch die Wirkung der Stangen 100 begrenzt, die in den Bohrungen des hydraulischen Zylinders 22 verschiebbar sind. Die Stangen 101, die durch den Boden des hydraulischen Zylinders 22 hindurchgehen, stoßen gegen den ringförmigen Teil 112, dessen Zähne 114 in den Nuten 111 gleiten. Der Ring 116 wird zwischen der am Endgehäuse 102 ausgebildeten Schulter 103 und der Endplatte 106 am Ende des Gehäuses 102 festgehalten. Ein sehr geringes axiales Spiel ermöglicht die freie Drehung des Ringes 116, verhindert aber jede axiale Verschiebung des Ringes.
Wenn man denselben verdreht, wird der ringförmige Teil 112 durch das Zusammenwirken seines Außengewindes mit dem Innengewinde 113 vorgeschoben oder zurückgezogen, während die Zähne 114 jede Drehung des Teils 112 verhindern. Man kann auf diese Weise nach Belieben die Ausgangsstellung der Stangen 100, 101 und gleichzeitig die Ausgangsstellung des Ringkolbens 19 regeln, auf die derselbe stößt. Der Kontakt 115' des Kontaktgebers 115 wird durch das Ende einer Stange 101 betätigt und tritt am Ende des Hubes in die Ausnehmung 112' des Teils 112 ein.
Wie in Fig. 1 bis 3 stoßen die Stangen 100, 101 den Ringkolben 19 zurück, wenn der hydraulische Druck durch die Leitung 25 zur Wirkung kommt.
Der auf die Stangen ausgeübte Druck ist für jede derselben gleich dem Produkt des Drucks in kp/cm2 und dem Unterschied der Querschnittsflächen der Stangen 100, 101 in cm2.
Die verdeckte Bohrung 104 dient dem zur Betätigung des Einspritzblocks bestimmten Kolben 108 als Kammer. Wenn der hydraulische Druck bei 105 zur Wirkung kommt, wird der ganze Einspntzblock gegen die ortsfeste Platte zurückgestoßen, und die Düse der Einspritzkammer wird fest gegen die Form angedrückt. Nach dem Einspritzen wird die Speisung bei 105 unterbrochen und der Druck bei 107 auf die andere Seite des Kolbens 108 zur Wirkung gebracht.
Der Einspritzblock läuft zurück und entfernt sich von der Form und der ortsfesten Platte (F i g. 1 bis 3), um jede thermische Berührung zwischen der Düse und der Form zu verhindern. Diese rückläufige Bewegung, die im Prinzip sehr gering ist und etwa 2 bis 3 cm beträgt, wird nur mittels des elektrischen Kontakts 118' geregelt, der die Speisung bei 107 unterbricht.

Claims

Patentansprüche : 1. Spritzgießmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit Plastifizierung durch eine Förderschnecke und mit einem Aufnahmeraum konstanten Querschnitts, der durch einen über eine Kolbenstange in axialer Richtung beweglichen Trennkolben mit einer Rückstromsperre in eine Vorkammer und eine Einspritzkamimer mit veränderlichen Volumina unterteilt ist, wobei in der Seitenwand der Vorkammer eine Zuführungsöffilung für den plastifizierten Kunststoff vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer (6) an der von dem Trennkolben (38) abgewandten Seite von einem über wenigstens einen Hilfskolben (27) ebenfalls axial verschiebbaren Ringkolben (19) abgeschlossen ist, dessen Durchmesser mit dem des Trennkolbens (38) übereinstimmt, wobei die durch den Ringkolben (19) koaxial geführte Kolbenstange (20) des Trennkolbens (38) mit ihrem freien Ende an einen hydraulisch beaufschlagten Antriebskolben (21) anlegbar ist, durch den auch der bzw. die Hilfskolben (27) geführt sind.
2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Umfang des Ringkolbens (19) in Höhe der Mündung der Förderschnecke (3) eine Nut (42) vorgesehen ist, die mit der Vorkammer in Verbindung steht.
3. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ringkolben (19) abgewandten Enden des bzw. der Hilfskolben (27) in einer Druckkammer (23) beweglich sind, die mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist.
4. Spritzgießmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ringkolben (19) abgewandte Seite der Druckkammer (23) als Anschlag für den oder die Hilfskolben (27) wirkt.
5. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (19) mittels eines Steuerkolbens (51) über ein einstellbares Gestänge (43, 44, 45, 48, 49, 50) verschiebbar ist.

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit Plastifizierung durch eine Förderschnecke und mit einem Aufnahmeraum konstanten Querschnitts, der durch einen über eine Kolbenstange in axialer Richtung beweglichen Trennkolben mit einer Rückstromsperre In eine Vorkammer und eine Einspritzkammer mit veränderlichen Volumina unterteilt ist, wobei in der Seitenwand der Vorkammer eine Zuführungsöffnung. für den plastifizierten Kunststoff vorgesehen ist.

Die französische Patentschrift 1 193 335 zeigt eine derartige Spritzgießmaschine, bei der der Kunststoff in einen Vorraum mit veränderlichem Volumen ge- fördert wird. Von dort gelangte der plastifizierte Kunststoff über ein Rückschlagventil in die eigentliche Einspritzkamrner. Diese Anordnung besitzt jedoch den Nachteil, daß bei jedem Spritzzyklus in der Vorkammer Luftblasen angesaugt werden, so daß fehlerhafte Spritzgußstücke entstehen.

Die deutsche Auslegeschrift 1 475 zeigt ferner eine Spritzgießmaschine, bei der der Kunststoff durch einen Kolben in axialer Richtung in eine Druckkammer gefördert wird. Vor dieser Druckkammer befindet sich dabei eine Vorkammer, die von einer Förderschnecke beliefert wird. Bei der Förderbewegung des Kolbens wird das Volumen der Vorkammer verringert, so daß auch hier die Gefahr besteht, daß Luft eingesaugt wird.

Die deutsche Auslegeschrift 1 105 153 zeigt ferner eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe, bei der eine Schnecke den Kunststoff in axialer Richtung in eine Einspritzkammer fördert. Hierdurch entsteht-die Gefahr von Verlusten an plastifiziertem Kunststoff, und zwar in den Fugen von aufeinander gleitenden Teilen am Ende der Förderschnecke. Auch hier muß die Förderschnecke während des Spritzvorgangs bewegt werden, wodurch Dichtprobleme an der Mündung des Schneckengehäuses entstehen. Ferner müssen die Plastifiziereinrichtung mit der Schnecke und die Einspritzeinrichtung unabhängig voneinander bewegt werden können, wodurch diese Konstruktion verhältnismäßig kompliziert wird.

Ausgehend von einer Spritzgießmaschine der eingangs genannten Art, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese so weiterzubilden, daß bei einer langen Lebensdauer dieser hochbeanspruchten Teile fehlerfreie Stücke gespritzt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorkammer an der von dem Trennkolben abgewandten Seite von einem über wenigstens einen Hilfskoiben ebenfalls axial verschiebbaren Ringkolben abgeschlossen ist, dessen Durchmesser mit dem des Trennkolbens übereinstimmt, wobei die durch den Ringkolben koaxial geführte Kolbenstange des Trennkolbens mit ihrem freien Ende an einen hydraulisch beaufschlagten Antriebskolben anlegbar ist, durch den auch der bzw. die Hilfskoiben geführt sind.

Der Grundgedanke dieser Lösung besteht also darin, die Vorkammer an der vom Trennkolben abgewandten Seite von einer - beweglichen Wand abzuschließen, deren axiale Verschiebung mit dem Spritzzyklus gesteuert wird. Die Kraft und Druckverhältnisse können dabei durch eine entsprechende Dimensionierung der Querschnittsflächen des Ringkolbens und des Hilfskolbens bestimmt werden.

Die Anordnung wird besonders raumsparend, wenn am vorderen Umfang des Ringkolbens in Höhe der Mündung der Förderschnecke eine Nut vorgesehen ist, die mit der Vorkammer in Verbindung steht. Der plastifizierte Kunststoff wird dabei über die Zuführungsöffaung in der Seitenwand der Vorkammer und diese Nut der Vorkammer zugeführt.