DE19581502C2 - Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine - Google Patents
Einspritzeinheit einer SpritzgießmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzeinheit einer
Spritzgießmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Gattung.
Aus der DE-OS 22 22 949 ist eine derartige Spritzgießma
schine bekannt, bei welcher der von der Schneckenplastifi
ziereinheit ausgehende Überführungskanal in den rückwärti
gen Teil des Spritzzylinders ausmündet, und zwar unmittel
bar vor einem Abstreiferring, der die in den Zylinder ra
gende Kolbenstange spielfrei umgibt.
In Fig. 12 der Zeichnung ist eine herkömmliche Spritzgieß
maschine "U" dargestellt, die eine Plastifiziereinheit 1
und eine Spritzeinheit 2 mit einem Spritzzylinder 20 und
einer Spritzkammer 22 enthält. Zu der Plastifiziereinheit 1
gehört ein Plastifizierzylinder 11, in dessen Plastifizier
kammer 15 eine Schnecke 12 hin- und herbewegt wird. Durch
eine im Plastifizierzylinder 11 ausgebildete Einfüllöffnung
13 wird Gießharzmaterial der Plastifizierkammer 15 zuge
führt. Ein Schneckenantrieb 4 weist einen Motor 41, einen
Zylinder 42 und einen Kolben 43 auf, welcher im Zylinder 42
durch hydraulischen Druck hin- und herbewegt wird. Der Kol
ben 43 ist an seinem Vorderende mit der Schnecke 12 und an
seinem hinteren Ende mit dem Motor 41 verbunden. Das pla
stifizierte Material wird aus der Plastifizierkammer 15
durch einen Kanal 10 in die Spritzkammer 22 gefördert.
Die Spritzeinheit 2 enthält einen Spritzkolben 21, der in
der Spritzkammer 22 hin- und herbewegt wird, wobei die
Spritzkammer eine Durchgangsbohrung im Spritzzylinder 20
mit über ihre gesamte Länge gleichbleibendem Durchmesser
ist. Der Spritzkolben 21 hat einen Schaft 21b und einen
Kopf 21a, dessen Durchmesser größer als der des Schaftes
21b ist. Er ist über eine Stange 26 mit einem Kolben 27
verbunden. Ein Fenster 28 ist an der Hinterkante des
Spritz- bzw. Injektionszylinders 20 ausgebildet, um das
Gießmaterial aus dem Spritzzylinder 20 herauszudrücken,
das aus der Spritzkammer 22 durch den Spalt zwischen der
Innenwand des Spritzzylinders 20 und der Außenwand des
Spritzkolbens 21 durchläuft. Der Kolben 27 wird durch einen
hydraulischen Druck in einem Zylinder 55 hin- und herbe
wegt, der sich in einem Gehäuse 58a befindet. Ein den Ver
bindungsabschnitt zwischen dem Spritzkolben 21 und der
Stange 26 umgebendes Gehäuse 58b ist mit dem Spritzzylinder
20 durch eine Zapfenkupplung 29 verbunden. Das den Zylinder
55 aufnehmende Gehäuse 58a ist mit dem Gehäuse 58b verbun
den.
Ein Düsenadapter 39 ist an der Frontseite des Spritzzylin
ders 20 durch Bolzen 35 befestigt und eine Düse 3 mit einer
Düsenöffnung 32 ist an diesen Düsenadapter 39 angebaut. Der
Düsenadapter 39 hat einen ihn durchsetzenden Kanal 31, der
die Spritzkammer 22 mit der Düsenöffnung 32 verbindet. Vor
zugsweise hat der Düsenadapter 39 einen kleineren Durchmes
ser als der Kanal 31 und enthält eine in der Nähe der Boh
rung 22 im Spritzzylinder 20 ausmündende Sekundärbahn 36.
Das aus der Spritzkammer 22 vom Spritzzylinder 21 herausge
drückte geschmolzene Gießmaterial fließt durch den Kanal 31
zur Düsenöffnung 32 und durch die Sekundärbahn 36. Von der
Düsenöffnung 32 spritzt das Material in eine an festen
Platten montierte Metallform.
Der auch in Fig. 9 dargestellte Spritzkolben 21 hat einen
seine Spitze bildenden Kopfteil 21a, einen Schaftteil 21b
und ein Verbindungsstück 21c, das das Ende des Kolbens 21
bildet und mit der Stange 26 verbunden ist. Diese Kolben
teile sind alle integriert ausgebildet. Der Spalt zwischen
der Innenwand des Spritzzylinders 20 und dem Spritzkolben
21, gebildet durch die Differenz zwischen dem Durchmesser
D1 des Kolbenkopfes 21a und dem Durchmesser D0 der Spritz
zylinderbohrung 22, ist ausreichend klein, z. B. 0,05 mm, so
daß das Gießmaterial nicht durch diesen Spalt hindurchge
langen kann. Der Durchmesser D2 des Schaftes 21b, der einen
relativ großen Teil des Spritzkolbens 21 bildet, ist ge
ringfügig kleiner als der Durchmesser D1 des Kolbenkopfes
21a, wobei die Differenz zwischen den Durchmessern D1 und
D2 vorzugsweise größer als 0,05 und kleiner als 1,00 mm,
beispielsweise etwa 0,1 mm betragen sollte. Dementsprechend
werden der Spritzzylinder 20 und der Spritzkolben so herge
stellt, daß der Spalt zwischen der Innenwand des Spritzzy
linders 20 und dem Schaft 21b bei etwa 0,075 mm liegt. Im
allgemeinen ist der Kolbenkopf 21 gleich lang wie oder län
ger als sein Durchmesser D1 und ein ausreichend großer Kon
taktflächenbereich mit der Innenwand des Spritzzylinders
ist vorgesehen, um ein Verdrehen des Kolbenkopfes 21a zu
verhindern.
Bei einem Vorschub des Spritzkolbens 21 wirkt die vordere
Umfangskante 21d als Abstreifer zum Entfernen von an der
Innenwand des Spritzzylinders 20 anhaftendem Gießharz. Dar
über hinaus wirkt auch die am Kolbenkopf 21a durch die
Durchmesserdifferenz zwischen dem Kopf 21a und dem Schaft
21b gebildete Umfangskante 21e als Abstreifer zum Abschaben
von an der Innenwand des Spritzzylinders 20 anhaftendem
Gießharz, wenn der Spritzkolben 21 zurückgezogen wird, wo
bei das abgeschabte Gießharz aus der Spritzkammer 21 her
ausgezogen wird.
Obwohl Anbackungen von Gießharz an der Innenwand des
Spritzzylinders 20 durch die Abstreifer 21d und 21e verhin
dert werden, kann Gießharz doch an dem Spritzkolben 21 an
haften und insbesondere an der Oberfläche seines Schaftes
21b. Da im Spritzzylinder 20 eine hohe Temperatur herrscht,
wird das an der Schaftoberfläche anhaftende Gießharz ther
misch umgesetzt und karbonisiert. Ein Teil dieses karboni
sierten Materials kann zerbröckeln und durch den Spalt zwi
schen der Innenwand des Spritzzylinders 20 und dem Kolben
kopf 21a hindurchgelangen sowie in das geschmolzene Gießma
terial in der Spritzkammer 22 eingemischt werden, was die
Qualität der Spritzgußteile beeinträchtigt. Ferner können
die im Spalt zwischen der Innenwand des Spritzzylinders 20
und dem Kolbenkopf 21a befindlichen Partikel von karboni
siertem Material die axiale Konzentrizität des Spritzzylin
ders 20 und des Spritzkolbens 21 nachteilig beeinflussen.
Durch das im Spritzzylinder 20 ausgebildete Fenster können
sich bei hohen Temperaturen im Spritzzylinder 20 weitere
Ungleichmäßigkeiten und Ausrichtungsfehler ergeben, die
ebenfalls unerwünschte Auswirkungen auf die axiale Konzen
trizität des Spritzzylinders 20 und des Spritzkolbens 21
haben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spritzgießmaschine zu
schaffen, bei der ein Anhaften von Gießharz an der Spritz
kolbenumfangsfläche verhindert und eine hohe axiale Konzen
trizität zwischen dem Spritzzylinder und dem Spritzkolben
aufrechterhalten werden soll.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebe
nen Merkmale gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen angegeben.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 die Einspritzeinheit einer erfindungsgemäßen
Spritzgießmaschine im schematischen Längsschnitt;
Fig. 2 bis 5 die bei der Einspritzeinheit nach Fig. 1 vor
gesehene Flanschkupplung in Vorderansicht, in Sei
tenansichten der Sichtlinien A-A und B-B, sowie im
Querschnitt längs der Schnittlinie C-O-C in Fig. 2;
Fig. 6 bis 8 einen in der Einspritzeinheit der Fig. 1 vor
gesehenen Abstreifer im Axialschnitt G-G in Fig. 7
und in Seitenansichten E-E und F-F in Fig. 6;
Fig. 9 eine Seitenansicht des Spritzkolbens nach Fig. 1;
Fig. 10, 11 einen in der Einspritzeinheit nach Fig. 1 vor
gesehenen Führungsring in Draufsicht und im Axial
schnitt H-H in Fig. 10;
Fig. 12 eine herkömmliche Spritzgießmaschine.
Im folgenden werden die gleichen Bezugszeichen wie für die
entsprechenden Bauteile der Ausführung nach Fig. 12 verwen
det, wobei diese Bauteile nicht nochmals beschrieben wer
den.
Bei der in Fig. 1 bis 11 dargestellten Spritzgießmaschine
hat der Spritzzylinder 20 einen zentralen Durchgang 20c vom
Durchmesser D0, wobei das in Fig. 12 dargestellte Fenster
28 an der Innenwand fehlt. Der Spritzzylinder 20 besteht
z. B. aus einem legierten Konstruktionsstahl oder aus le
giertem Werkzeugstahl und ist durch Sintern oder Nitrieren
oberflächenvergütet. An dem Vorderende des Spritzzylinders
20 ist eine Einsenkung 20a zur Befestigung des Düsenadap
ters 31 ausgebildet. An seinem hinteren Ende weist der
Spritzzylinder 20 am Umfang des Durchgangs 20c einen Ansatz
20b auf. Ein Abstreiferring 23 ist mit dem Spritzzylinder
20 durch einen Stift 9b verbunden, der in den Ansatz 20b
eingreift. Die Flanschkupplung 29 ist am hinteren Ende des
Spritzzylinders 20 durch einen Bolzen 8a befestigt. Das die
Antriebssektion zum hydraulischen Antrieb des Spritzkolbens
21 abdeckende Gehäuse ist gegenüber der Flanschkupplung 29
durch einen Stift 9a ausgerichtet und durch einen Bolzen 8b
fixiert. Ferner ist ein Führungsring 24, dessen Innenboh
rung vom Spritzkolben 21 durchragt wird, durch einen Bolzen
8c an der Flanschkupplung 29 festgelegt.
Wie aus den Fig. 2 bis 5 ersichtlich, besteht die Flansch
kupplung 29 aus einem scheibenförmigen Frontflansch 29a,
einem scheibenförmigen Rückflansch 29b, der dicker als der
Frontflansch 29a ist, und aus vier Verbindungssäulen 29c,
welche die Flansche 29a und 29b miteinander verbinden. Der
Frontflansch 29a und der Rückflansch 29b haben jeweils Boh
rungen 29g und 29m für den Durchgang des Spritzkolbens 21.
Der Verbindungsteil wird von zwei oberen horizontalen Säu
leneinheiten 29c und zwei unteren horizontalen Säulenein
heiten 29c gebildet, die unter gleichen Abständen zur Mit
tenachse der Flanschkupplung 29 angeordnet sind. Vier Boh
rungen 29n zur Aufnahme der Bolzen 8a durchsetzen die vier
Säuleneinheiten 29c. Die Flanschkupplung 29 wird in der Re
gel als Gußteil hergestellt.
Eine zu dem Ansatz 20b am Spritzzylinder 20 komplementäre
Einsenkung 29i ist an dem Frontflansch 29a ausgebildet.
Ferner ist eine Blindbohrung 29k zum Zwecke der Ausrichtung
der Flanschkupplung 29 gegenüber dem Spritzzylinder 20 in
dem Frontflansch 29a eingearbeitet.
Wie aus Fig. 4 und 5 im einzelnen ersichtlich sind eine
Bohrung 29q zur Ausrichtung mit dem Stift 9a in der Nähe
des Außenumfangs des Rückflansches 29b ebenso wie 10 Boh
rungen 29p für die Bolzen 8b ausgebildet. Ein Ringansatz
29j zur Festlegung am Gehäuse 58 befindet sich an dem Rück
flansch 29b. An der Mantelfläche dieses Flansches 29b ist
ferner eine Ringnut 29h ausgebildet. Ein biegsames Rohr P,
z. B. ein Stahlrohr, ist in diese einen Kanal bildende Ring
nut 29h zur Durchleitung von. Kühlwasser eingesetzt, wobei
dieses Rohr P die Wärmeübertragung zum Antriebsteil des
Spritzkolbens 21 unterbinden kann. Mehrere, hier acht,
Blindbohrungen 291 zur Aufnahme der Bolzen 8c sind in der
Nähe der Durchgangsbohrung 29m auf diese zentriert vorgese
hen.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, hat der Abstreiferring 23 einen
solchen Außendurchmesser, daß er in die Einsenkung 29f des
hinteren Flansches 29b und auch in die Bohrung 29g des vor
deren Flansches 29e hineinpaßt.
Nach den Fig. 6, 7 und 8 ist eine Blindbohrung 23k für den
Stift 9b an der oberen Stirnkante des Abstreiferrings 23
ausgebildet. Ein Ringbund 23a an der Innenwand des Abstrei
ferrings 23 erstreckt sich bis zur Umfangsoberfläche des
Spritzkolbens 21 und definiert den kleinsten Innendurchmes
serteil der Durchgangsbohrung im Abstreifer 23 für den
Durchgang des Spritzkolbens 21. Vorzugsweise wird die Posi
tion dieses Ringbundes 23 so festgelegt, daß die Umfangs
kante 21e des Kolbenkopfes 21a des Spritzkolbens 21 in
dichte Anlage zu der Stirnkante 23e dieses Ringbundes 23a
gelangt, wenn der Spritzkolben 21 maximal herausgezogen
ist. Ein Ringkanal 23c ist längs und neben dem Ringbund 23a
ausgebildet und bestimmt den größten Innendurchmesserteil
der Durchgangsbohrung im Abstreiferring 23. Eine Abziehöff
nung 23b neben dem Ringkanal 23c erstreckt sich bis zur
Stirnkante des Abstreiferrings 23 und eine weitere Auszieh
bohrung 23d neben der Hinterkante des Ringbundes 23a ver
läuft bis zur Hinterkante des Abstreiferrings 23.
Der Ringbund 23a hat einen Innendurchmesser D3, der gering
fügig größer, z. B. zwischen 0,02 und 0,08 mm, als der
Durchmesser D2 des Schaftes 21b und kleiner als der des
Kolbenkopfs 21a ist. Die Bohrungen 23b und 23d haben einen
Innendurchmesser D4, der etwa 1,0 mm größer als der Innen
durchmesser des Ringbundes 23a und zwischen etwa 0,5 und
1,0 mm größer als der Durchgang 20c des Spritzzylinders 20
ist. Der ringnutförmige Kanal 23c hat einen etwa 1,0 mm
größeren Innendurchmesser als der Innendurchmesser D4.
Wenn der Spritzkolben 21 zurückgezogen wird, d. h. in der
Zumeßzeit des Gießmaterials, wird an der Umfangsoberfläche
des Kolbenschaftes 21b anhaftendes Gießmaterial von der
Stirnkante 23e des Ringbundes 23a abgestreift. Um das abge
streifte Material aus dem Abstreiferring 23 herauszudrücken
ist am Boden der Innenwand des Abstreiferrings 23 ein lang
gestrecktes Fenster 23f ausgebildet, das weiter als der
Ringkanal 23c ist. Das abgestreifte Gießmaterial wird von
diesem langgestreckten Fenster 23f aus dem Abstreiferring
23 herausgedrückt und fällt durch den Zwischenraum zwischen
den beiden horizontalen unteren Säuleneinheiten 29c auf ei
nen unter dem Abstreiferring 23 angeordneten geeigneten
Auffänger. Bei einer solchen Zurückziehbewegung des Spritz
kolbens 21 wird das von der Innenwand des Spritzzylinders
20 durch die Umfangskante 21e abgestriffene Material zu dem
langgestreckten Fenster 23f durch die abgesetzte Endkante
des Ringbundes 23a geführt.
Wenn der Spritzkolben 21 vorgeschoben und das Gießmaterial
aus der Spritzkammer 22 herausgedrückt wird, wird das an
der Umfangsoberfläche des Kolbenschaftes 21b anhaftende Ma
terial von der hinteren Umfangskante 23h des Ringansatzes
23a abgestreift. Durch ein rundes Fenster 23g am Boden der
Innenwand des Abstreiferrings 23 wird das abgestreifte Ma
terial aus dem Abstreiferring 23 herausgedrückt. Um ein zu
verlässiges Abtropfen bzw. Herabfallen des abgestreiften
Materials durch die Fenster 23f und 23g zu gewährleisten,
sind Ausschnitte 29e an jeweils einer Seite der Säulenein
heiten 29c ausgebildet.
Auf diese Weise bewirkt der Ringbund 23a ein zuverlässiges
Herabfallen des von der Innenwand des Spritzzylinders 20
und von der Umfangsoberfläche des Spritzkolbens abgestreif
ten Materials in eine vorgegebene Position. Das abgezogene
Gießmaterial kann dann in eine geeignete Aufnahmeeinrich
tung rückgeführt werden.
Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, hat der Führungsring 24
eine Durchgangsbohrung 24a von gleichem Durchmesser D3 wie
der Ringbund 23a am Abstreiferring 23 sowie eine Auszieh
bohrung 29b mit dem gleichen Durchmesser D5 wie der Ringka
nal 23c am Abstreiferring 23. Eine Bohrung 24c ist in der
Nähe des Außenumfangs des Führungsrings 24 zur Aufnahme des
Bolzens 8c vorgesehen.
Die wesentlichen Bauteile der Ausführung nach Fig. 1 werden
wie folgt zusammengebaut.
Zuerst wird der Abstreiferring 23 in die Flanschkupplung 29
eingefügt. Danach wird der Verbindungsteil 21c und der
Schaft 21b des Spritzkolbens 21 in die Bohrung des Abstrei
ferringes 23 eingeführt. Der Führungsring 24 wird danach am
hinteren Flansch 29b an der Seite der Kantenfläche 24d be
festigt. Die Flanschkupplung 29 wird mit dem Spritzzylinder
20 verbunden.
Wenn die Grundelemente auf diese Weise zusammengebaut sind,
wird eine Konzentrizität der Bohrung 24a des Führungsrings
24, des Ringsbundes 23a am Abstreiferring 23 und des Durch
gangs 20c im Spritzzylinder 20 erhalten. Das Loch 24a und
der Ringbund 23a bilden ein Achslager für den Spritzkolben
21 der dadurch stabil hin- und herbewegt werden kann.
Claims (5)
1. Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine mit einem
Spritzzylinder, in dessen Spritzkammer ein Gießharz
eingeführt wird, und mit einem in der Spritzkammer
hin- und herbewegbaren Spritzkolben zum Einspritzen
des Gießharzes aus der Spritzkammer in eine Form, wo
bei
am hinteren Ende des Spritzzylinders ein Abstreifer ring befestigt ist, der von dem Spritzkolben durchragt wird und das Gießmaterial von der Umfangsfläche des Spritzkolbens abstreift,
dadurch gekennzeichnet, daß
an der Innenwand des Abstreiferringes (23) ein Ring bund (23a) ausgebildet ist, der den kleinsten Innen durchmesser D3 des Abstreiferringes definiert und sich bis zur Umfangsfläche des Spritzkolbens (21) er streckt, und daß
der Abstreiferring (23) neben dem Ringbund (23a) min destens ein Fenster (23f, 23g) zum Abführen des abge streiften Gießmaterials nach außen aufweist.
am hinteren Ende des Spritzzylinders ein Abstreifer ring befestigt ist, der von dem Spritzkolben durchragt wird und das Gießmaterial von der Umfangsfläche des Spritzkolbens abstreift,
dadurch gekennzeichnet, daß
an der Innenwand des Abstreiferringes (23) ein Ring bund (23a) ausgebildet ist, der den kleinsten Innen durchmesser D3 des Abstreiferringes definiert und sich bis zur Umfangsfläche des Spritzkolbens (21) er streckt, und daß
der Abstreiferring (23) neben dem Ringbund (23a) min destens ein Fenster (23f, 23g) zum Abführen des abge streiften Gießmaterials nach außen aufweist.
2. Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkolben
(21) einen Schaft (21b) und einen die Kolbenspitze
tragenden zylindrischen Kolbenkopf (21a) aufweist,
dessen Durchmesser D1 größer als der Schaftdurchmesser
D2 und geringfügig kleiner als der Durchmesser der
Spritzkammer (22) ist, wobei der Ringbund-Durchmesser
D3 des Abstreiferringes (23) geringfügig größer als
der des Kolbenschaftes (21b) und kleiner als der des
Kolbenkopfes (21a) ist.
3. Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine nach An
spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Flanschkupplung (29) am rückwärtigen Ende des Spritz
zylinders (20) angeflanscht ist, in der sich der Ab
streiferring (23) befindet.
4. Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine nach An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschkupp
lung (29) mehrere voneinander beabstandete Verbin
dungssäulen (29c) sowie in seinem rückwärtigen Flansch
(29b) einen Kühlmittel-Kanal (P; 29h) aufweist.
5. Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine nach An
spruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß am rück
wärtigen Ende der Flanschkupplung (29) ein Führungs
ring (24) befestigt ist, der den gleichen Innendurch
messer wie der Ringbund (23a) des Abstreiferringes
(23) hat und vom Spritzkolben (21) durchragt wird.
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