DE2154441A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Spritzen von Gegenständen aus Kunststoff - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS, DR. BRANDES, DR.-ING. HELD

Dipl.-Phys. Wolff

STUTTGART 1

21.10.1971

LANGE STRASSE 51 TELEFONi (0711)296310und297295

TELEXi 0722312

Unser Zeichen: 123 263/137375 kdk

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat Nev/ York, Vereinigte Staaten von Amerika

Verfahren und Vorrichtung zum Spritzen von Gegenständen aus Kunststoff

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PATENTANWÄLTE DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS, DR. BRANDES, DR.-ING. HELD Dipl.-Phys. Wolff

7 STUTTGART 1...2.1.-.1.0.-.19.7.I

LANGE STRASSE 51 TELEFON· (0711)296310und297295

TELEXi 07

Tl 54441

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zürn Spritzen von Gegenständen aus Kunststoff, bei dem man flüssige Kunststoffmasse über eine Zufuhrvorrichtung in die Formhohlräume von nacheinander in einer Reihe angeordneten Formen eingespritzt, die Kunststoffmasse in den Formhohlräumen erstarren

Form entfernt. / läßt und danach die Formen öffnet und das Spritzteil aus der/ Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Spritzgießeinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Als zu verarbeitende Kunststoffmassen kommen sowohl Thermoplaste als auch Duroplaste in Betracht.

Das Spritzgießen thermoplastischer Kunststoffmassen wird in breitem Umfang zur Herstellung einer Vielzahl von Gegenständen angewendet, da auf diese Weise verwickelte Teile mit komplizierter Form unter Einhaltung enger Toleranzen hergestellt v/erden können.

Bei dem am häufigsten angewendeten Spritzgießverfahren wird ein stationärer Extruder verwendet, von dem flüssige Kunststoffmasse über eine Reihe von Ängußhauptkanälen und Angußöffnungen einer Vielzahl von jeweils zwischen zwei Formteilen gebildeten Formhohlräumen zugeführt wird. Die hierzu verwendeten Einrichtungen weisen Vorrichtungen zum Zusammenpressen der Formteile und zur Betätigung des Extruders auf, der bei einer Spritzung eine Materialmenge über die Angußhauptkanäle und Angußöffnungen in die Formhohlräume einspritzt. Nach dem Erstarren der Spritzteile müssen die daran haftenden, in den Angußhauptkanälen und

ausgeworfen und Angußöffnungen erstarrten Angüsse/von den Spritzteilen abgetrennt werden. Sie können danach zum Abfall geworfen werden oder - bei Verwendung von thermoplastischen Spritzmassen - wieder zerkleinert und dim Extruder wieder zugeführt v/erden. Zugleich müssen die Spritzteile gesammelt

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und für den Fall, daß eine weitere Bearbeitung oder ein Zusammenbau erfolgen soll/ gleichmäßig ausgerichtet werden.

Um bei dieser Methode bei dein Einsatz einer einzigen Spritzgießvorrichtung eine einigermaßen hohe Stückzahl pro Zeiteinheit zu erhalten, muß also das zeitaufwendige und teuere Abtrennen der Angüsse von den Spritzteilen in Kauf genommen v/erden, da andernfalls nur je*rfeils ein einziges Spritzteil pro Zeiteinheit hergestellt werden könnte, was die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung herabsetzen würde.

Dieses Spritzgießverfahren ist intermittierend. Die Spritzteile verbleiben zum Erstarren für einen wesentlichen Teil des Fonagebungszyklus in den Formhohlräumen, bevor "sie aus letzteren entfernt werden. Die Wirtschaftlichkeit der verwendeten Vorrichtung und die dadurch erzielbare Stückzahl pro Zeiteinheit sind gering.

Ferner ist ein angußloses Spritzverfahren bekannt, bei den¹. die Angußkanäle beheizt werden. Hierbei wird die Kunststoffmasse in den Angußkanälen auf einer oberhalb der Schmelztemperatur liegenden Temperatur gehalten, so daß lediglich die Kunststoffmasse im Formhohlraum erstarren kann. Daher entstehen bei diesen Verfahren im wesentlichen keine Angüsse, die aus der Form und vom Spritzteil entfernt werden müßten. AlLerdings hat dieses angußlose Spritzverfahren gewisse Nachteile, die den Einsatz des Verfahrens bei vielen Typen von Spritzteilen unmöglich machen. Beispielsweise wird durch die Beheizung der dem Fcrmhohlraum benachbarten Angußkanäle ein gesteuerter und genauö^Bkuhlüng'des sich in ForiTihohlraum befindenden und erstarrenden Spritzteiles verhindert. Es hat sich gezeigt, daß als Folge davon bei einigen Spritzteilen die Maßtoleranzen nicht eingehalten werden konnten. Ferner wurde festgestellt, daß bestinnte,

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sonst durchaus zum Spritzgießen geeignete Materialien sich verschlechtern, wenn sie längere Zeit auf höheren Temperaturen wie beim angußlosen Spritzverfahren gehalten werden.

Es sind auch andere Arten von Spritzgießverfahren und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens entwickelt worden, um die aufgezeigten Schwierigkeiten zu beheben und die durch das notwendige Erstarren der Spritzteile in der Form bedingte Leerzeit herabzusetzen. Bei diesen Einrichtungen sind mehrere Formeinheiten auf einem Kreis angeordnet und ferner ein einziger Extruder für diese Formeinheiten vorgesehen. Die Formeinheiten sind entweder an einem Drehtisch gehalten, der intermittierend am Extruder vorbeibewegt wird, oder die Forneinheiten sind stationär und der Extruder im Zentrum und letzteren gegenüber drehbar angeordnet und wird intermittierend an den Formeinheiten vorbeibev/egt.

Bei diesen Anordnungen wirddmn, wenn eine Formeinheit der Extruderdüse gegenüber steht, die Relativbewegung zwischen beiden unterbrochen und die Extruderdüse in die Eingriffs-

^ stellung mit dem Einlaß des Formhohlraumes bewegt, in den dann eine Materialmenge aus Kunststoffmasse eingespritzt wird. Anschließend wird die Extruderdüse vom Einlaß des Formhohlraums weg-und zurückgezogen und hiernach durch Relativbewegung zwischen den Formeinheiten und der Extruderdüse die nächste Formeinheit mit dem Einlaß zum Extruder ausgerichtet.

Bei diesen Einrichtungen kann ein Extruder eine Vielzahl von Formeinheiten bedienen. Hierdurch v/ird der Kostenaufwand herabgesetzt. Ferner ist eine schrittweise Arbeitsweise ermöglicht, wobei den vorgenannten Leerzeiten Einspritzzeiten an anderen Formeinheiten zeitlich überlappt sind. Es sind daher größere Stückzahlen pro Zeiteinheit erzielbar. 209820/0662

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Diese Einrichtungen haben allerdings den Nachteil, daß sie wegen der intermittierenden, schrittweisen Bewegung von einer Verweilstellung zur nächsten sehr kompliziert und teuer sind. Beispielsweise erfordert der Antrieb dieser Einrichtungen entweder eine komplizierte und teure mechanische Vorrichtung, z.B. ein Malteserkreuzgetriebe, oder ein hochentwickeltes und aufwendiges elektrisches, hydraulisches oder pneumatisches Antriebssystem. Daher erfordern derartige Einrichtungen hohe Gestehungskosten und ferner hohe Betriebskosten. Nachteilig ist ferner, daß wegen des absatzweisen Betriebs der Einrichtung auch die erreichbare Stückzahl pro Zeiteinheit begrenzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Spritzen von Gegenständen aus Kunststoff zu finden, das eine Steigerung der erreichbaren Stückzahl pro Zeiteinheit zuläßt und eine Fertigung mit geringen Fertigungskosten ermöglicht.

Die Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man die flüssige Kunststoffmasse mit einem unter dem Spritzdruck liegenden Druck zunächst nacheinander den einzelnen Formen zugeordneten Spritzvorrichtungen zuführt und hiernach die Kunststoffmasse aus den Spritzvorrichtungen mit dem erforderlichen Spritzdruck in die Formhohlräume der jeweils zugeordneten Formen einspritzt.

Die flüssige Kunststoffmasse wird der Reihe nach einzelnen Spritzvorrichtungen zugeführt. Der eigentliche Spritzvorgang der zugeführten Kunststoffmasse erfolgt dann anschließend, indem man die in der Spritzvorrichtung befindliche Kunststoffmasse in den Formhohlraun mit dem erforderlichen Spritzdruck einspritzt. Dadurch, daß man die flüssige Kunststoffmasse p.it einem unter dem Spritzdruck liegenden Druck

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zunächst nacheinander den einzelnen Spritzvorrichtungen, die den Formen zugeordnet sind, zuführt, ist es möglich, die Zufuhrvorrichtung währendder Relativbewegung zwischen der letzteren und den Fonneinheiten fortwährend im Eingriff zu belassen; denn dadurch, daß die Zuführung der Kunststoffmasse mit unter dem Spritzdruck liegenden Druck erfolgt, ist ein im wesentlichen flüssigkeitsdichter Eingriff zwischen der Zufuhrvorrichtung und jeder Fomeinheit auch dann erzielbar, v/enn beide in gleitender Berührung gehalten v/erden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit einen ψ kontinuierlichen Eingriff zwischen der Zufuhrvorrichtung und den Forneinheiten und daher eine kontinuierliche Relativbewegung zwischen diesen. Dadurch sind größere Arbeitsgeschwindigkeiten und Stückzahlen erreichbar, da im Gegensatz zum absatzweisen Betrieb keine Zeit für die Beschleunigung, die Verzögerung und die Positionierung der relativ zueinander bewegten Teile aufgewendet werden muß. Dadurch, daß man die Kunststoffmasse von der Zufuhrvorrichtung, z.B. einem Extruder, nicht direkt in den Formhohlraum einspritzt, sondern in die Spritzvorrichtung eingibt, und erst anschließend, z.B. während man bereits einer anderen Spritzvorrichtung Kunststoffmasse zuführt, in der Spritzvorrichtung in den Formhohlraum einspritzt, wird eine zeitliche Überlappung der für das Zuführen einerseits und das Einspritzen der Kunststoffmasse andererseits erforderliche Zeiten erzielt, die zu einer weiteren Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit und der möglichen Stückzahl führt. Dieses kontinuierliche Verfahren ermöglicht auch eine Fertigung mit geringeren Kosten, da sich zur Durchführung des Verfahrens eine kontinuierlich umlaufende Einrichtung einsetzen läßt, die weit-geringere Gestehungs- und Betriebskosten erfordert.

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Als Kunststoffmasse kann sowohl ein Thermoplast als auch ein Duroplast zugeführt werden, wobei die Form zum Erstarren des Spritztei3s gekühlt bzw. beheizt wird.

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Spritzgießeinrichtung mit mehreren auf einem Kreis angeordneten Formeinheiten, von denen jede zwei zusammenpassende, relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein

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Formhohlraum gebildet ist, und einer geöffneten Stellung, in der ein Spritzteil entfernbar ist, bewegbare Formteile aufweist, und mit einer Zufuhrvorrichtung für die Kunststoffmasse geeignet, bei der gemäß der Erfindung die Anordnung so getroffen ist, daß jede Formelnneit mindestens eine ' "" · Spritzkammer" aufweist, der die Kunststoffmasse über die'Zu- "": fahrvorrichtung zuführbar ist uncTdie mit dem ForrnhnhYr^^ über eine Einspritzöffnung in Verbindung steht, daß jeder Spritzkamraer ein in der Spritzkammer befindliche Kunststoffmasse in den Formhohlraum einspritzenderEinspritzstößel zugeogeordnet ist und

daß eine die Formeinheiten und die Zufuhrvorrichtung relativ zueinander kontinuierlich bewegende Antriebsvorrichtung vorgesehen ist.

Bei dieser Spritzgießeinrichtung laufen die Formeinheiten und die Zufuhrvorrichtung relativ zueinander kontinuierlich um. Wegen der kontinuierlichen Umlaufbewegung können selbst bei großen Massen eine einzige relativ einfache übertragungseinrichtung und als Antrieb z.B. ein Elektromotor verwendet werden, der mit konstanter Drehzahl umläuft. Die Spritzgießeinrichtung ist einfach im Aufbau und erfordert geringe Gestehungs- und Betriebskosten. Ferner ermöglicht sie große Stückzahlen, die beispielsweise zwischen 144 bis 432 Spritzteilen pro Minute liegen. Ein Ausstoß dieser Art ist bisher nicht erreichbar gewesen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Spritzgießeinrichtung gemäß der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, daß jede Spritzkammer eine Sufuhröffnung für die Kunststoffmasse aufweist.und daß die Zufuhröffnungen der Sprit'zkaramern in einer gemeinsamen Fläche liegen, an der die Zufuhrvorrichtung anliegt. Dadurch, daß die Zufuhr-

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öffnungen der Spritzkammer in einer gemeinsamen Fläche liegen, kann die Zufuhrvorrichtung für die Eingabe der Kunststoffmasse in die Spritzkammern an dieser Fläche schleifen und dabei im wesentlichen dicht anliegen, so daß bei einem kontinuierlichen Umlauf der Formeinheiten oder der Zufuhrvorrichtung die Spritzkammern nacheinander mit der erforderlichen Materialmenge an Kunststoffmasse gefüllt werden.

Ein sich in der Spritzkammer beim Spritzen bildender Anguß kann beseitigt werden, wenn bei einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung der Einspritzstößel einen den Anguß vom Spritzteil ablösenden und aus der Spritzkammer und der Zufuhröffnung herausziehenden Teil aufweist. Zum Ablösen des Angusses vom Einspritzstößel kann ein Auswerfer vorgesehen sein, der den Anguß von dem aus der Spritzkammer und der Zufuhröffnung herausgezogenen Einspritzstößel entfernt. Der sich bildende Anguß kann, bei einer für die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen eingerichteten Spritzgießeinrichtung entfernt v/erden, wenn diese in zweckmäßiger Ausgestaltung eine vorzugsweise feststehende Rückführvorrichtung aufweist, die den vom Einspritzstößel entfernten Anguß der Zufuhrvorrichtung zur Wiederverwendung zuführt. Da der Anguß sehr klein ist, kann dieser ohne Zerkleinerung sofort der Zufuhrvorrichtung wieder zageführt und in dieser wieder erschmolzen werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spritzgießeinrichtung gemäß der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, daß der obere Formteil Auswerferstifte aufweist, die mit der Kunststoffmasse im Formhohlraum so zusammenwirken, daß zumindest ein Teil von ihnen das Spritzteil festhält, daß die Auswerferstifte relativ zum oberen

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Formteil verschiebbar gehalten sind und das^ Spritzteil vom '

oberen Formteil nach unten ablösen und daß ein vorzugsweise stationärer Abstreiferarm vorgesehen ist, der das Spritzteil in dieser unteren Stellung der Auswerferstifte von diesen ablöst. Dadurch, daß das Spritzteil nach dem Ablösen vom oberen Formteil zumindest an einem Teil der Auswerferstifte festgehalten ist, wird erreicht, daß die Ausrichtung der Spritzteile nicht durch das Ablösen dieser vom oberen Formteil verändert wird und daß die Spritzteile immer eine gleiche und reproduzierbare Ausrichtung besitzen, wenn sie mittels des Abstreiferarmes von den Auswerferstiften abgelöst werden. Diese Ausrichtung macht ein späteres neues Ausrichten der Spritzteile für einen weiteren nachgeschalteten Bearbeitungsgang oder dergleichen überflüssig. Dadurch, daß die Spritzteile von einem vorzugsweise stationären Abstreiferarm von den Auswerferstiften abgelöst werden, ist sichergestellt, daß der Ablösevorgang immer an der gleichen Stelle der Umlaufbahn erfolgt.

Zum Abtransport der fertig geformten Spritzteile kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Spritzgießeinrichtung gemäß der Erfindung eine Fördervorrichtung vorgesehen sein, die an einer vorgegebenen Stelle der.Umlaufbahn der Formeinheiten, an der sich die Formteile in der geöffneten Stellung befinden, in Bezug auf die Zufuhrvorrichtung und etwa tangential zur Umlaufbahn angeordnet ist, v/obei :ein Teil der Fördervorrichtung im Zwischenraum zwischen den vom oberen und vom unteren Formteil durchlaufenen Umlaufbahnen angeordnet ist. Die Anordnung der Fördervorrichtung,insbesondere zusammen mit den Ausv/erferstiften hat den Vorteil, daß die Spritzteile dann, wenn sie oberhalb der Fördervorrichtung abgelöst werden, in der vorgegebenen Ausrichtung auf die Fördervorrichtung fallen und von dieser selbst-

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tätig abtransportiert werden können.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Spritzgießeinrichtung gemäß der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, daß jedes zum Schließen und öffnen der Form vorgesehene Betätigungsorgan mittels einer Steuereinrichtung derart steuerbar ist, daß die Form beim Zuführen der Kunststoffmasse geöffnet und beim Einspritzen der Kunststoffmasse in den Formhohlraum geschlossen ist. Dadurch, daß die Form beim Eingeben der Kunststoffmasse in die Spritzkammern vom Betätigungsorgan geöffnet ist, kann die Kunststoffmasse mit relativ geringem Druck von der Zufuhrvorrichtung in die Spritzkammern eingebracht werden; denn bei geschlossener Form müßte sonst das sich in den Spritzkammern und im Formhohlraum befindliche Luftvolumen verdrängt v/erden, was wegen der äußerst kleinen Entlüftungskanäle der Form einen außerordentlich hohen Druck erfordern und zu einer Kompression dieses Luftvolumens führen würde. Ferner wird ein Herausfließen der in die Spritzkammern eingebrachten Kunststoffmasse vor und auch während dem Einspritzen in den Formhohlraum nahezu völlig verhindert.

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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Äusfuhrungsbeispielen im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht einer Spritzgießeinrichtung,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt der Spritzgießeinrichtung in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht der Spritzgießeinrichtung in Fig. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Vorderansicht einer einzigen Formeinheit bei geschlossenen Formhohlraum,

Fig. 5 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Seitenansicht der Formeinheit in Fig. 4, jedoch bei geöffnetem Formhohlraum,

Fig. 5a eine Seitenansicht ähnlich derjenigen in

Fig. 5 eines zweiten Ausführungsbeispieles,

Fig. 5b einen Schnitt entlang der Linie 5b-5b in Fig. 5a,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Formeinheit in Fig. 4, Fig. 7 eine Draufsicht der Formeinheit in Fig. 4,

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Fig. 8 eine Draufsicht der Extruderdüse,

Fig. 9 eine Seitenansicht der Extruderdüse in Fig. 8, ■'--■-.

Fig.IO eine schematische Darstellung eines hydraulischen Steuerkreises für eine einzige Formeinheit.und

Fig.11 eine schematische Darstellung des Arbeitszyklus der Spritzgießeinrichtung.

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Die in den Zeichnungen gezeigten und nachfolgend näher erläuterten Äusführungsbeispiele einer Spritzgießeinrichtung sind insbesondere für die Formgebung von Gegenständen aus thermoplastischen Materialien vorgesehen.

Eine Übersicht über die kontinuierlich arbeitende Spritzgießeinrichtung gemäß der Erfindung vermitteln die Fig. 1 bis 3. Die Spritzgießeinrichtung weist ganz allgemein eine feststehende Baugruppe in Form eines Untergestells IO und eine bewegliche rotorartige Baugruppe in Form eines Karussels Jk 11 auf, das sich in einer horizontalen Ebene um das Untergestell drehen kann. Der Außenseite der Umfangsfläche des Karussels 11 benachbart ist ein thermoplastischer Extruder 12 angeordnet, der flüssiges thermoplastisches Material Formhohlräumen zuführt, die mittels des Karussels gehalten sind, was nachfolgend noch genauer erläutert wird. Es ist ferner eine Fördervorrichtung 13 zurr. Abtransport fertiggestellter Teile vorgesehen, die ira wesentlichen tangential zum Umfang des Karussels angeordnet ist und die Teile nach Auswerfen aus den Formen aufnimmt.

Untergestell-Baugruppe

" Diese Baugruppe in Form des Untergestells 10 ist aus einer Bodenplatte 14 und einem im wesentlichen vertikal "angeordneten, im allgemeinen zylindrischen Wandteil 16 gebildet, der sich von der Bodenplatte aus nach oben hin erstreckt. Am oberen Ende des zylindrischen Wandteiles 16 ist ein Lagerinnenring 20 gehalten, der mit Lagerkörpern .22 beispielsweise Rollen oder Kugeln/zusammenwirkt, die ihrerseits in Eingriff mit einem Lageraußenring 24 auf der Innenseite des Umfangs des Karussels stehen. Im wesentlichen im Zentrum des stationären Untergestells ist ein vertikales Standrohr 26 angeordnet, das sich über das obere Ende des zylindrischen Wandteiles 16 hinaus erstreckt. Das Standrohr besteht

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aus einem Außenrohr 28, das mit einer Hochdruck-Füllkammer 30 an seinem oberen Ende in Verbindung steht,und einem koaxialen Innenrohr 32, das mit seinem oberen Ende in eine Mitteldruck-füllkammer. 32 einmündet. Beide Füllkammern 30 und 34 sind drehbar um das zugeordnete, feststehende Rohr und sind mit den hierzu notwendigen Drehdichtungen in bekannter Weise \ersehen.

Auf der nach außen weisenden Seite des zylindrischen Wandteiles 16 ist auf der Bodenplatte 14 ein Antriebsmotor 36 angeordnet, der über eine übertragungseinrichtung 37 mit veränderbarer Drehzahl mit einer vertikal angeordneten Antriebswelle 38 gekuppelt ist. Die Antriebswelle ist an der Außenfläche des zylindrischen Wandteils 16 des Untergestells mit Hilfe von Lagerböcken 39 gehalten und weist an ihrem oberen Ende ein Antriebsritzel 40 auf. Auf der Bodenplatte 14 oder dieser benachbart ist eine Hydropumpe 41 angeordnet, die über eine Speiseleitung 42 Hydraulikflüssigkeit aus einem Behälter 43 aufnimmt, der im Boden des Untergestells, und zwar durch die Bodenplatte 14 und den Wandteil 16 gebildet ist. Die Hydraulikflüssigkeit wird von der Hydropumpe über Arbeitsleitungen 44 und 45 mit Hochdruck bzw. Mitteldruck dem Außenrohr 28 bzw. Innenrohr 32 des Standrohres 26 zugeführt.

Das Untergestell weist mehrere in Abstand voneinander angeordnete Stützsockel 46 auf, die kreisförmige,stationäre. Nockenbahnen bildende Nocken 47 und 48 in Position halten und stützen, die sich über die ganze Umfangsflache des Untergestells erstrecken. Diese Nocken wirken vorzugsweise auf Nockentaster, damit sichergestellt ist, daß die gewünschten Arbeitsvorgänge erzielt v/erden, wie später noch eingehender erläutert wird. An den Stützsockeln 46 sind ferner Betätigungsglieder zum Bremsen des Karussels angeordnet, die einen in vertikaler Richtung arbeitenden

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Hydraulikzylinder 49 und einen Bremspuffer 50 aufweisen. Die Wirkungsweise dieser Bremsbetätigungsglieder ist ebenfalls nachstehend näher erläutert.

Karussel

Das bewegliche, rotorförmige Karussel 11 besteht im wesentlichen aus einem kreisförmigen Rotor 51, der vorzugsweise aus einzelnen Platten gebildet ist, die zu einem im wesentlichen einheitlichen Aufbau zusammengeschweißt sind, der eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche 52 und eine ψ im wesentlichen zylindrische Außenfläche 54 aufweist. Die Innenfläche des Rotors erstreckt sich im wesentlichen genau so weit wie der Lageraußenring 24, mit dem diese verbunden ist, wodurch das Karussel über die Lagerkörper 22 drehbar am Untergestell 10 gelagert ist. Die äußere Umfangsflache des Lageraußenringes 24 ist mit einer Vielzahl von Zähnen 56 versehen, die ein Zahnrad bilden, das mit dem Antriebsritzel 40 in Eingriff steht und von diesem angetrieben wird.

Die äußere ümfängsfläche 54 des Karussels weist eine Vielzahl von sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Haiterungsplatten 58 auf, an denen Formeinheiten 60 auswechselbar mit Hilfe von nicht gezeigten Befestigungsschrauben gehalten sind. Jede Formeinheit 60 ist, wie später noch eingehender beschrieben werden wird, an der äußeren Umfangsfläche des Rotors 51 so gehalten, daß sichergestellt ist, daß die Formeinheiten in jeweils gleichen Abständen von der Drehachse des Rotors und in vertikaler Richtung gesehen in gleichen Abständen von der Bodenplatte 14 des Untergestelles angeordnet sind. Ferner sind für jede Formeinheit nicht gezeigte, geeignete Einstell- und Verstellvorrichtungen vorgesehen, so daß jede Veränderung der Genauigkeit der Abmessungen des Rotors 51 oderdsr einzelnen Formeinheiten ausgeglichen werden kann.

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An äem Rotor 51 sind mehrere im wesentlichen kreisringförmig verlaufende Hydraulik-Rohrleitungen 62, 64 und 66 gehalten, die auf der inneren Umfangsflache des Rotors angeordnet sind und mit diesem umlaufen. Ferner sind zwei Kühlflüssigkeits-Rohrleitungen 68 und 70 an der inneren umfangsflache des Rotors angeordnet. Die Hydraulik-Rohrleitung 62 ist so angeordnet, daß dieser über Verbindungsleitungen 72 Hydraulik-Flüssigkeit unter Hochdruck von der Hochdruck-Füllkammer zugeführt wird, während der Hydraulik-Rohrleitung 64 über Verbindungsleitungen 74 Hydraulikflüssigkeit mit Mitteldruck von der Mitteldruck-Füllkammer 34 zugeführt wird. Die Hydraulik-Rohrleitung 66 ist für den Rücklauf der Hydraulikflüssigkeit von den einzelnen Formeinheiten 60 über eine Rohrleitung 76 zu dem Sumpf oder Hydraulikflüssigkeitsbehälter 43 vorgesehen, der im Boden des stationären Untergestells 10 gebildet ist. Die für den Kühlflüssigkeitseinlaß vorgesehene Rohrleitung 68 ist über eine Verbindungsleitung 80 mit einer Kühlflüssigkeitseinlaßkainmer 82 verbunden, die so angeordnet ist, daß sie flüssigkeitsdicht um ein zentral angeordnetes Rohr 84 umläuft, das hängend über dem Standrohr 26 im stationären Untergestell angeordnet ist. Die für den Kühlflüssigkeitsauslaß vorgesehene Rohrleitung 70 steht über eine Verbindungsleitung 86 mit einer Kühlflüssigkeitsauslaßkammer 88 in Verbindung, die so angeordnet ist, daß sie um ein koaxial angeordnetes Kühlflüssigkeitsauslaßrohr 90 rotieren kann, das koaxial zu dem für den Kühlflüssigkeitseinlaß vorgesehenen Rohr 84 angeordnet ist. Als Kühlflüssigkeit ist beispielsweise Wasser geeignet.

Auf der äußeren Umfangsfläche erstreckt sich entlang der Unterseite des Rotors 51 ein kreisförmiger Ring 92, der in einer horizontalen Ebene angeordnet und mit dem Rotor verbunden ist. Der Ring 92 bildet einen Bremsring, an dem bei Betätigung der zum Bremsen vorgesehenen Hydraulikzylinder " 49 die Brem3puffor 50 angreifen, um das Karussel schnell stillzusetzen.

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Formeinheitζ

In Fig. 4 fats 7 sind nähere Einzelheiten einer einzigen Formeinheit 60 gezeigt. Die dargestellte Spritzgießeinrichtung weist.48 Formeinheiten auf, die entlang der äußeren Umfangsflache des Rotors 51 verteilt angeordnet sind. Die Formeinheiten sind jeweils etwa gleich ausgebildet, so daß zur Erläuterung der Spritzgießeinrichtung die Beschreibung einer einzigen Formeinrichtung ausreichend ist.

_ Die Formeinrichtung 60 weist einen im wesentlichen C-förmigen, w als Grundelement dienenden Träger 110 auf, der in der horizontalen Ebene gesehen einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt besitzt. Es ist eine etwa mittig angeordnete vertikale Rippe 111 auf der Rückseite des Trägers 110 vorgesehen, die der gesamten Einheit zusätzliche Festigkeit und Steifigkeit verleiht und ermöglicht, daß die auf der Vorderseite des Trägers vorgesehenen Einzelteile in radialer Richtung des Rotors gesehen ausserhalb und in Abstand von dem Träger eingespannt werden können, ohne daß an der äußeren ümfangsflache zwischen den Einzelteilen vertikale Stützen vorgesehen werden müssen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die jeweiligen Einzelteile von der äußeren Umfangsfläche der Spritzgießeinrichtung frei zugänglich sind. Wie eingangs beschrieben ist, ist der Träger 110 an den Außenflächen der Halterungsplatten 58 angeschraubt, während sich die vertikale Rippe 111 in einen Paßschlitz hinein erstreckt, der zwischen benachbarten Halterungsplatten 58 gebildet ist.

Etwa auf der Mitte der vertikal verlaufenden Vorderseite 113 des Trägers ist eine horizontale, feststehende untere

Trägerplatte 112 für einen unteren Formkörper anqeordnet.die /. von der Vorderseite 113 radial nach außen erstreckt. Die un-

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tere Trägerplatte 112 dient zur Halterung und Aufnahme einer eingesetzten feststehenden Spritzgieß-Formhälfte 114. Die Formhälfte weist in ihrer horizontal verlaufenden oberen Fläche, die etwa ko£>lanar zu der oberen Fläche der Trägerplatte 112 verläuft, zur Bildung des Formhohlraumes eine

und bildet dami/: die sogenannte Negativform Ausnehmung 116 auf. Im unteren Teil der Fomhälfte 114 sind zwei im wesentlichen zylindrische, in vertikaler Richtung verlaufende Spritzkammern 118 gebildet, die beide mit ihrem oberen Ende über jeweils eine Einspritzöffnung 120 mit geringerem Querschnitt in die Ausnehmung 116 einmünden. Die Spritzkammern 118 sind nach unten hin bis zur unteren Fläche 122 der Formhälfte 114 geöffnet und weisen von den Einspritzöffnungen 120 bis zu dieser unteren Fläche 122 einen gleichbleibenden Querschnitt auf. Die unteren Flächen 122 der einander benachbarten unteren Formhälften 114 grenzen aneinander, sind koplanar und bilden gemeinsam eine kontinuierliche Ringfläche. Die Spritzkammern sind vorzugsweise so bemessen, daß die Kapazität beider zusammen größer ist als die für die Formgebung des zu formenden Teiles erforderliche Menge an Kunststoffmaterial.

Ein sich in vertikaler Richtung erstreckender Hydraulikzylinder 124, der zur Betätigung von Einspritzstößeln vorgesehen ist, ist an einer im wesentlichen horizontalen Platte 126 gehalten, die sich von der Vorderseite 113 des Trägers 110 an dessen unterem Ende nach außen erstreckt-Der Hydraulikzylinder 124 ist mit den unteren Enden von zv/ei in vertikaler Richtung beweglichen Einspritzstößeln 128 verbunden, die mittels einer Lagerplatte 130 gehalten und geführt sind, die sich zwischen der Platte 126 und der Trägerplatte 112 ebenfalls von der Vorderseite 113 des Trägers 110 nach außen erstreckt. Der Querschnitt der Einspritzstößel ist im wesentlichen gleich demjenigen der

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Spritzkammer. Die Einspritzstößel sind so angeordnet, daß sie in vertikaler Richtung durch die Lagerplatte 130 und 2.B. darin vorgesehene Lagerbüchsen hindurch mittels des Hydraulikzylinders 124 '"_ _"_"' bewegt werden können« Ferner verlaufen die Einspritzstößel in vertikaler Richtung in einer Flucht mit den Spritzkammern 118, so daß die Einspritzstößel dann, wenn sie bei ihrer Bewegung ihre obere Endlage eingenommen haben, sich mit sehr enger Passung in den Spritzkamnern befinden, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn die Einspritzstößel bei ihrer Bewegung die untere Endlage eingenommen haben, dann liegen die oberen Enden der Einspritzstößel mit Abstand unter der unteren F.läche 122 der unteren Förmhälfte 114 und im wesentlichen auf einer Höhe mit der Lagerplatte 130, wie in Fig. 5 gezeigt ist._JJeder Einspritzstößel 128 weist einen Auswerferstift 132 auf, der sich axial durch den Einspritzstößel erstreckt. Die unteren Enden der Auswerferstifte sind an einem Betätigungskragen 134 befestigt, der an der sich nach oben erstreckenden Kolbenstange 136 des Hydraulikzylinders 124 zur Betätigung der Einspritzstößel gehalten ist. Das obere Ende der_den Einspritzstößel durchsetzenden öffnung für den Auswerferstift ist mit einer umgekehrten Senkbohrung 138 zum Herausziehen versehen, die das überschüssige Kunststoffmaterial

ψ erfaßt, das nach Füllen des Formhohlraumes in der Spritzkammer verbleibt, se daß das überschüssige Kunststoffmaterial beim HerauszMien der Einspritzstößel aus der Spritzkammer herausgezogen wird. Das obere Ende des Auswerferstiftes 132 befindet sich normalerweise in einem Abstand vom oberen Ende des zugeordneten Einspritzstößels, wobei der Abstand mindestens der Tiefe der Senkbohrung 138 entspricht. Nachdem die Einspritzstößel aus der Spritzkammer herausgezogen worden sind, greift der Kragen 134 an der oberen Fläche der Platte 126 an und blockiert damit die Abwärtsbewegung der Auswerferstifte 132, so daß/da's überschüssige Kunststoffmaterial von den oberen Enden der Einspritzstößel bei deren weiterer Abwärtsbewegung abgeworfen

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Bei dem vorstehend im einzelnen beschriebenen Äusführungsbeispiel weist jede Form einen einzigen Formhohlraum, jedoch zwei Spritzkammern auf. Dies ist deshalb vorgesehen,

hier
weil/das zu fertigende Teil ein großes zentrales Fenster aufweist und die Anordnung von zwei Einspritzöffnungen einen besseren Fluß des Kunststoffmaterials in den Formh^ohlraum bewirkt. Es ist jedoch festzuhalten, daß in an-.. a"ere'iT~Fällen nur eine einzige Spritzkammer und Einspritzöffnung vorgesehen sein können. Ferner können auch mehr als ein Formhohlraum in jeder Form und in diesem Fall für jeden Formhohlraum eine Spritzkammer und Einspritzöffnung vorgesehen sein. Alternativ dazu kann auch eine einzige Spritzkairaner zwei Formhohlräume über eine Y-Förmige Einspritzöffnung speisen.

Es ist ein in vertikaler Richtung arbeitender Hydraulikzylinder 142 vorgesehen, der zum Betätigen und Anheben eines oberen Formkörpers 146 dient. Der Hydraulikzylinder 142 ist an der Oberseite der Vorderseite 113 des Trägers 110 gehalten und über eine sich nach unten erstreckende Kolbenstange 144 mit dem bewegbaren"oberen Formkörper 146 verbunden. In der nach unten weisenden Fläche des oberen Formkörpers ist eine obere Formhälfte 148 im wesentlichen horizontal gehalten. Die Formhälfte ist so angeordnet, daß sie mit der unteren Formhälfte 114 zum Bilden einer Spritzgußform zusammenpaßt, wobei zwischen beiden Formhälften ein Formhohlraum gebildet ist. Während die untere Formhälfte die ausgehöhlte oder sogenannte Negativform trägt, weist der obere Formkörper 146 von beiden Formhälften vorzugsweise diejenige mit vorstehender Oberfläche oder die sogenannte Positivform auf, um das Festhalten des fertig geformten Teiles mittels der oberen Formhälfte zu erleichtern, so daß das fertiggestellte Teil nach unten auf die Förder-

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vorrichtung abgeworfen werden kann. Der obere Formkörper 146 weist mehrere Auswerferstifte 150 zum Auswerfen des gefertigten Teiles auf, die mittels Verbindungsstangen 152 und eines Kragens 154 betätigt werden, der an der nach unten weisenden Fläche des Hydraulikzylinders 142 angreift, um die Auswerferstifte relativ zu dem*oberen Formkörper zu verschieben, damit das. fertiggestellte Teil in bekannter Weise abgeworfen werden kann, wenn der obere Formkörper mittels des Hydraulikzylinders angehoben wird. Zur Ausrichtung und Führung des oberen Formkörpers 146 bei seiner Bewegung zwischen der geschlossenen und der offenen Stellung der Form sind zwei Führungsrollen 156 vorgesehen, die mittels exzentrisch schwenkbarer Führungsarme 158 an der Vorderseite 130 des Trägers 110 gehalten sind. Hierdurch können die Formhälften genau geöffnet und geschlossen werden, ohne daß hierzu Führungsstifte erforderlich sind, die sich im geöffneten Zustand der Form zwischen den Formkörpern erstrecken würden und den freien Zugang zwischen den Formhälften beeinträchtigen würden.

Wie schematisch in Fig. 2 und 10 gezeigt ist, weist jede Formeinheit Leitungen auf, die den Hydraulikzylinder 124 zur Betätigung der Einspritzstößel über ein Steuerventil 160 mit der unter mittlerem Druck stehenden Hydraulikrohrleitung 64 und der für den Rücklauf zum Sumpf vorgesehenen Hydraulikrohrleitung 66 verbilden. In gleicher Weise sind Leitungen vorgesehen, die den Hydraulikzylinder 142 zum Anheben des oberen Formkörpers über ein Steuerventil 162 mit der unter Hochdruck stehenden Hydraulikrohrleitung 62 und der für den Rücklauf zum Sumpf vorgesehenen Rohrleitung 66 verbinden. Das Steuerventil 160 für die Betätigung der Einspritzstößel weist einen Steuerhebel 64 auf, der an' dem stationären Nocken 47 angreift und von diesem betätigt wird, wenn die Formeinheit um das stationäre Untergestell

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10 rotiert. Das dem Hydraulikzylinder 142 zum Anheben des oberen Formkörpers zugeordnete Steuerventil 162 weist einen Steuerhebel 166 auf, der über eine Verbindungsstange 168 betätigt wird, die an dem stationären Nocken 48.angreift und von diesem betätigt wird.

Jede Formeinheit weist ferner sich um den Formhohlraum herum erstreckende, geeignete, nicht gezeigte Kühlflüssigkeitskammern auf, die für die notwendige Kühlung zum Erstarren der in der Form geformten Teile sorgen und die die Formeinheit in bekannter Weise auf der gewünschten Arbeitstemperatur halten. Die Kühlflüssigkeitskammern sind über geeignete, nicht gezeigte Verbindungsleitungen mit den Kühlflüssigkeits-Rohrleitungen 68 und 70 auf der inneren ümfangsfläche des Rotors 51 verbunden.

Extruder

Der für thermoplastische Materialien geeignete Extruder 12 ist, wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, etwa rechtwinklig zur Tangente an den Umfang des Karussels 11 angeordnet. Der Extruder besteht vorzugsweise aus einem beheizten und eine umlaufende Extruderschnecke aufweisenden bekannten Gerät. Der Extruderauslaß ist mit den Einlaß einer Zufuhrkammer 170 verbunden, deren Einzelheiten in Fig. 8 und 9 gezeigt und nachfolgend näher beschrieben werden. Die Zufuhrkammer 170 ist so angeordnet, daß sie sich zwischen den Boden der für den unteren Formkörper vorgesehenen Trägerplatte 112 und der Lagerplatte 130 für die Einspriizstößel 128 erstreckt, die sich in ihrer untersten Stellung befinden, wenn sie mit der Formeinheit am Extruder vorbeilaufen. Die Zufuhrkammer wird mit den unteren Flächen 122 der unteren Formhälften 114 in gleitender Berührung gehalten und ist so

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angeordnet, daß flüssiges thermoplastisches Material den · Spritzkammern 118 zugeführt wird, wenn diese daran vorbeibewegt werden.

Der Extruder 12 ist an seinem in radialer Richtung gesehen äußeren Ende um eine vertikale Achse in horizontaler Richtung drehbar gehalten, wodurch der Extruder aus der Eingriffsstellung mit dem Karussel herausgedreht werden kann für den Fall, daß die Einspritzstößel 128 einer Formein-

^. heit nicht aus den zugeordneten Spritzkammern herausgezogen sein sollten oder die Wartung oder sonstige Gründe dies erforderlich machen sollte. Ferner ist der Extruder an seinem äußeren Ende um eine horizontale Achse 174 in vertikaler Richtung schwenkbeweglich gehalten, wobei die vertikale Schwenkbewegung mittels eines in vertikaler Richtung arbeitenden Hydraulikzylinders 176 (vgl. Fig. 3) gesteuert ist, der unterhalb des in radialer Richtung gesehen inneren Endes des Extruders angeordnet ist. Diese vertikale Bewegung ermöglicht es, daß die Extruderzufuhrkammer 170 mit den unteren Flächen 122 der unteren Formkörper 114 unter schleifender Berührung mit einer vorgegebenen Kraft oder mit einem geringen vorgegebenen Spiel

P in Eingriff steht, wodurch sichergestellt ist, daß an den - Berührungsflächen zwischen dem Auslaß der Zufuhrkammer und der unteren Fläche der unteren Formkörper kein Lecken des flüssigen Kunststoffmaterials auftritt. Darüber hinaus gestattet die Verwendung des in vertikaler Richtung arbeitenden Hydraulikzylinders 176 eine Anpassung an geringe Abweichungen der unteren Flächen der unteren Formkörper in ihrer Höhe, wenn diese sich am Extruder vorbeibewegen, ohne daß dabei an den Berührungsflächen ein übermäßiges Lecken des flüssigen Kunststoffmaterials auftritt.

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as

Aus Fig..8 und 9 ist ersichtlich, daß die Zufuhrkammer ein Einlaßende 178 aufweist, das mit dem Auslaß des Extruders übereinstimmt und an diesem befestigt ist. Das Auslaßende der Zufuhrkammer 170 weist einen nach oben geöffneten, im wesentlichen horizontalen längeren Auslaßschlitz 180 auf, dessen Breite etwa dem Durchmesser der Spritzkammern 118 entspricht, die im unteren Teil der unteren Formhälfte gebildet sind. Der Auslaßschlitz 180 v/eist eine leichte Krümmung auf, die mit einem Te"il der Bewegungsbahn übereinstimmt, entlang der das untere Ende der Spritzkammer 118 bei der Drehbewegung der Formeinheit um das Untergestell 10 bewegt wird. Die Länge des Auslaßschlitzes 180 ist im wesentlichen gMch dem Abstand zwischen gleichartigen.Spritzkammern 118 in einander benachbarten Forineinheiten 60, dvh. dem Abstand zwischen zwei in Drehrichtung jeweils vorne liegenden Spritz-_ kammern 118, wenn jeder Formeinheit mehr als eine Spritzkammer zugeordnet ist. Der Auslaßschlitz der Zuführkammer 170 wird über mehrere Kanäle 182 gespeist, die im wesentlichen gleiche Querschnitte und Längen aufweisen und ihrerseits von mehreren Kanälen 184 mit mittleren Querschnittsabmessungen gespeist werden, die ihrerseits wiederum von dem am Extruderauslaß angesetzten Einlaßende 178 gespeist werden. Die Zufuhrkammer weist ferner mehrere elektrische Heizelemente 186 auf, die die Temperatur der Zufuhrkammer und des durch diese hindurchfließendm Kunststoffmaterials auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur halten.

Bei dieser Ausbildung der Zufuhrkammer ist der Strom an Kunststoffmaterial von dem Einlaßende 178 zum Auslaßschitz 180 im wesentlichen gleichförmig und weist . " -

über der Länge des Auslaßschlitzes 180

einen im wesentlichen konstanten Druck auf· Dadurch ist die Durchflußge- / üßerae?"gesamten Länge des Auslaßschlitzes im wesentlichen gleichförmig.Dies führt dazu, daß

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at"

dann, wenn die Spritzkammem 118 an dem Auslaßschlitz 180 der Zufuhrkammer 170 vorbeibewegt oder über diesen bewegt werden, jede Spritzkammer mit einem im wesentlichen konstanten, gleichförmigen Vorrat an flüssigem thermoplastischen Material mit einem gleichmäßigen Druck versorgt wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem jede Formeinheit zwei Spritzkammern aufweist und bei dem Auslaßschlitz 180 die zuvor definierte Länge aufweist, führt der Auslaßschlitz 180 flüssiges Kunststoffmaterial einem Ψ Bereich zu, der dem Querschnittsbereich der beiden Spritzkammern entspricht. Entsprechend ist die vom Extruder abverlangte Ausstoßmenge pro Zeiteinheit im wesentlichen gleich dem Volumen der Spritzkammern, das für jedes zu spritzeride Teil gefüllt werden muß, multipliziert mit der Anzahl der Spritzkammern, die an dem Auslaßschlitz 18Ο der Zufuhrkammer 170 während dieser Zeiteinheit vorbeilaufen. Ferner ist der Ausstoß des Extruders so lange konstant wie die Drehzahl des Karussels konstant ist.

Fördervorrichtung zum Entfernen der Teile

Die Fördervorrichtung 13 zum Entfernen der Teile ist in " ^ .weist

Fig. 1, 3 und 5 gezeigt und/ein im wesentlichen endloses Band 190 auf, das zwischen die geöffneten Formhälften 114 und 146 an der Stelle der Bewegungsbahn der rotierenden Formeinheiten eingeführt wird, an der die geformten Teile ausreichend erstarrt und ausgehärtet sind, damit die Spritzgußform geöffnet und die gefertigten Teile von diesen entfernt werden können. Die Fördervorrichtung ist an einem Ende um eine vertikale Achse 191 in der horizontalen Ebene drehbar gehalten und so angeordnet, daß sie sich tangential zwischen ölen geöffneten Formhälften :

erstreckt, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die oberen und unteren Flächen des Bandes 190 sind im Bereich zwischen

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den Formhälften mittels Platten 192, die zwischen Seitenschienen 193 gehalten sind, voneinander getrennt und unterstützt. Dadurch beansprucht die Fördervorrichtung einen relativ kleinen Teil des zwischen den geöffneten Forrahälften bestehenden Zwischenraumes. Die Fördervorrichtung ist so ausgebildet und angeordnet, daß die obere Fläche des Bandes 190 in der gleichen Richtung und mit etwa der gleichen Geschwindigkeit bewegt wird, wie die sich bewegenden Formeinheiten an dem Punkt, an dem die gefertigten Teile von der oberen Formhälfte 148 abgeworfen werden. Da sich die Fördervorrichtung in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Formeinheiten und von diesen getragenen Teile bewegt und da die

gefertigten Teile von der oberen Formhälfte mittels deiner den

Auswerferstifte 150 nach unten abgeworfen'und keinen Fliehkräften unterworfen sind, werden die fertiggestellten Teile auf dem Band 190 zur Entfernung aus der Spritzgießeinrichtung in einer im wesentlichen gleichförmigen vorgegebenen Orientierung positioniert. Die Teile können dann in dieser vorgegebenen Orientierung zu einer nachfolgenden Bearbeitungseinheit transportiert v/erden, wobei insbesondere die Notwendigkeit entfällt, die Teile vor v/eiteren Bearbeitungsgängen neu auszurichten. Die Teile können aber auch gleichmäßig in Behältern zum Lagern oder zum Versenden abgepackt werden, wobei auch hier keine Neuausrichtung der Teile erforderlich ist. Bei der beschriebenen Einrichtung können die gefertigten Teile von der Fördervorrichtung mittels eines in vertikaler Richtung arbeitenden, nicht gezeigten Talförderers entfernt v/erden, der an dem Ende der Fördervorrichtung angeordnet ist, an dem die Achse 191 vorgesehen ist,oder aber die fertiggestellten Teile können von der Bandoberfläche der Fördervorrichtung mittels einer geeigneten, bekannten Einrichtung aufgenommen werden. Die 'drehbewegliche Abstützung der Fördervorrichtung um die vertikale Achse 191 ermöglicht es, die Fördervorrichtung aus dem Spalt zwischen den beiden Formhälften heraus zur Seite

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zu schwenken, sofern eine Fehlfunktion beim Anheben der oberen Formhälften auftreten sollte, wodurch eine Form zu dem Zeitpunkt nocht nicht geöffnet ist, bei dem diese die Fördervorrichtung zum Entfernen der gefertigten Teile erreicht. Die Fördervorrichtung kann einen nicht weiter gezeigten Fühler auf v/eisen, der vor Erreichen der Stelle, an der die Fördervorrichtung vorgesehen ist, eine nicht geöffnete Form feststellt, wodurch ein nicht gezeigter Antriebsmotor zur Schwenkbetätigung der Fördervorrichtung betätigt wird. Alternativ dazu kann die Ψ Fördervorrichtung auch federelastisch in ihrer normalen Betriebsstellung gehalten sein, wobei die Fördereinrichtung dann zur Seite geschwenkt wird, wenn deren Kante mit einer Formeinheit mit geschlossener Form in Berührung kommt.

Arbeitszyklus

In Fig. 11 ist der Arbeitszyklus der Spritzgießeinrichtung schematisch gezeigt, wobei die bei den verschiedenen /Arbeitsvorgängen auftretenden Relativstellungen dargestellt sind, wenn eine Formeinheit über einen Umfangswinkel von. 360° um die Achse des Rotors gedreht wird. Es ist ersichtlich, daß die Betätigung der Hydraulikzylinder 124 und 142 durch die stationären Nocken 4 7 bzw. 48 gesteuert wird, die den Steuerhebel 164 bzw. 166 des Steuerventils 160 bzw. 162 bewegen. Somit werden dann, wenn die Formeinheiten entlang des Umfangs des Untergestells umlaufen, die Steuerventile entsprechend der Position des zugeordneten Nockens an dieser besonderen Stelle auf dem Umfang der Spritzgießeinrichtung gesteuert.

Wenn sich eine Forneinheit GO der Zufuhrkammer 170 des Extruders nähert, dann befindet sich der obere Formkörper 146 in seiner untersten Stellung, in der er in Eingriff mit dem unteren Formkörper 114 steht, wobei die beiden

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Formhälften 114 und 148 so zusammengepaßt sind, daß sie einen Formhohlraum bilden. Die Auswerferstifte 150 befinden sich dabei in ihrer zurückgezogenen oberen Stellung und die Einspritzstößel 128 befinden sich in ihrer untersten Stellung, in der sie den zwischen der unteren Trägerplatte 112 und der Lagerplatte 130

gebildeten Zwischenraum vollständig freilassen. Somit kann die Zufuhrkammer 170 frei und ungehindert an der unteren Fläche 122 des unteren Formkörpers angreifen. Sobald die vordere Spritzkammer 118 das in Drehrichtung gesehen erste Ende des Auslaßschlitzes 180 in der Zufuhrkammer passiert, wird flüssiges Kunststoffmaterial mit einem vorgegebenen Druck und einer vorgegebenen Geschwindigkeit in die Spritzkammer eingeführt, wodurch die Spritzkammer mit einer vorgegebenen Menge an Kunststoffmaterial bis zu der Zeit gefüllt wird, bei der sie an dem in Drehrichtung gesehen nachfolgenden, hinteren Ende des Auslaßschlitzes der Zufuhrkammer vorbeiläuft. Der gleiche Füllvorgang erfolgt auch bei der zweiten Spritzkammer der Formeinheit. Wie eingangs erläutert ist, sind die Spritzkammern vorzugsweise so bemessen, daß die Gesamtkapazität von zv/ei Spritzkammern, die jeder Formeinheit zugeordnet sind, größer als die zur Formgebung der zu formenden Teile erforderliche Menge an Kunststoffmaterial ist. Dadurch können geringe Abweichungen in der Zuflußgeschv/indigkeit des flüssigen Kunststoffmaterials vom Extruder zugelassen werden, ohne daß diese zu sogenannten "kurzen Schüssen" oder unvollständig ausgeformten Teilen führen ι so daß

eine übermäßige Zufuhr an Kunststoffmaterial ausgeglichen .kann

werden-¹, die beispielsweise von einer in Umfangsrichtung des Karausseis gesehen vorangehenden, benachbarten Formeinheit, die geschlossen ist, herrührt. Zur gleichen Zeit ist die Zuflußgeschwindigkeit vom Extruder vorzugsweise so gesteuert, daß nach Beendigung des Zuführvorganges ein Überschuß an Kunststoffmaterial in der Spritzkammer

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verbleibt. Wegen der Viskosität einiger thermoplastischer Kunststoffe und der Adhäsion zwischen den flüssigen Kunststoffmaterial einerseits und den relativ kalten Wandungen der Spritzkammern andererseits, die im Falle von thermopistischen Kunststoffen mit geringer Wärmeleitfähigkeit zur Bildung einer teilweise abgekühlten Haut führen können, fließt das thermoplastische Material in der kurzen Zeit zwischen der Bewegung der Spritzkammer vorbei an der Zufuhrkammer und der Einführung der Einspritzstößel nicht aus dem offenen Ende der Spritzkammern heraus.

Sobald sich beide Spritzkammern 118 jenseits der Außenfläche der Zufuhrkammer 170 befinden, wird der Hydraulikzylinder 124 zur Betätigung der Einspritzstößel betätigt, der die Einspritzstößel 128 nach oben in die Spritzkammern einschiebt, v/odurch das flüssige thermoplastische Material mit hohem Druck durch die Einspritzöffnungen in den Formhohlraum eingespritzt wird. Das sich iⁿ den Spritzkammern befindliche Kunststoffmaterial wird so lange unter Spritzdruck gehalten, bis sich das Kunststoffmaterial in den Einspritzöffnungen oder Einspritztrichtern verfestigt hat. Sodann werden die Einspritzstößel etwas zurückgezogen, um den verbleibenden restlichen Druck in Spritzkammern etwas zu reduzieren. Auf diese Weise erstarrt der sich in den Spritzkammern befindliche Überschuß an Kunststoffmaterial unter einem Druck, der gering genug ist, daß sich keine Neigung zum Ankleben an den Wandungen der Spritzkammern ergibt. Dadurch können die sogenannten verlorenen Köpfe nach dem Erstarren leicht herausgezogen v/erden. Die Einspritzstößel werden dann in dieser Stellung eine vorgegebene Zeit gehalten, die zur Erstarrung des Restes an flüssigem Kunststoffmaterial ausreichend ist. Sobald der geformte Teil so weit ausreichend erstarrt ist, daß das überschüssige, in den Spritzkammern zurückbleibende Material, das vorstehend auch als verlorener Kopf bezeichnet ist, von dem geformten Teil ohne Beschädi-

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gung desselben abgezogen werden kann, wird der Hydraulikzylinder 124 zur Betätigung der Einspritzstößel betätigt, so daß er sich nach unten bewegt, wobei die Einspritzstößel 128 aus den Spritzkammern 118 herausgezogen werden und Bio. Ende i dieser Bewegung die Auswerferstifte 132 relativ zu den Einspritzstößeln nach oben bewegt werden, um die verlorenen Köpfe an überschüssigem Kunststoffmaterial von den oberen, mit der Senkbohrung 138 versehenen Enden der Einspritzstößel zu entfernen. Die Einspritzöffnung 120 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß das überschüssige Kunststoffmaterial, das den verlorenen Kopf bildet, sauber von dem geformten Teil abgezogen wird, so daß keine oder nur geringe Markierungen auf dem Teil verbleiben, die später entfernt werden müssen oder die dieses Teil verunstalten könnten.

Es ist eine Vorrichtung vorgesehen, die bei der Umlaufbewegung des Karussels zwischen der Unfangsstellung,in der die Einspritzstößel völlig aus den Spritzkammern herausgezogen sind, und der Umfangsstellung, in der der Zufuhrkanal 170 an der unteren Fläche 122 der Form anliegt, in den Zwischenraun zwischen der Trägerplatte 112 und der Lagerplatte 130 für die Einspritzstößel eingreift, um die erstarrten verlorenen Köpfe aus überschüssigem Kunststoffmaterial zu entfernen, die aus den Spritzkammern durch das Herausziehen der Einspritzstößel entfernt worden sind. Diese Vorrichtung zum Entfernen oder VJegschieben dieser verlorenen Köpfe kann in einfachster Weise einen blattförmigen Abstreifer aufweisen, der sich in den Zwischenraum zwischen der Trägerplatte 112 und der Lagerplatte 130 hineinerstreckt und über die obere Fläche der Lagerplatte 130 streift, so daß er die verlorenen Köpfe aus überschüssigem Kunststoffmaterial in einen dem Karussel benachbart angeordneten Sammelbehälter schiebt. Die Abmessungen der verlorenen Köpfe aus

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überschüssigem Kunststoffmaterial, die entfernt werden, sind relativ klein, so daß diese Stücke sofort wieder in den Einlaß des Extruders eingeführt werden können und es daher nicht erforderlich ist, dieses Material·zur Wiederverwendung erst noch zu zerkleinern.

Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, ist bis zu diesem Zeitpunkt die Formeinheit um einen ümfangswinkel von annähernd 210 von der Position aus umgelaufen, in der die Formeinheit zum ersten Mal mit der Zufuhrkamraer des Extruders in Berührung gekommen ist. Wenn die Formeinheit sich dann weiter um einen Ümfangswinkel von annähernd 45° dreht, dann wird der Hydraulikzylinder 142 zum Anheben des oberen Formkörpers betätigt, wodurch der obere Formkörper 146 teilweise angehoben wird. Bei Erreichen dieses Zustandes hat sich der angehobene obere Formkörper über die Fördervorrichtung 13 zum Entfernen der fertiggestellten Teile gedreht. Der obere Formkörper wird sodann völlig angehoben, wodurch die Auswerferstifte 150 zum Ablösen des fertig geformten Teiles von der oberen Formhälfte betätigt v/erden, wodurch das Teil auf die Oberfläche des Bandes 190 der Fördervorrichtung zum Entfernen der Teile fällt. Unmittelbar nach-dem die Formeinheit an dem Umfangsbereich vorbeigelaufen ist, in dem sich die Fördervorrichtung zum Abtransport der gefertigten Teile zwischen die Formhälften erstreckt, wird der Hydraulikzylinder 142 zum Schließen und Festklemmen der Form für den Beginn des nächsten Arbeitszyklus betätigt.

Anstatt daß die Auswerferstifte 150 wirksam sind, um das fertig geformte Teil von der Formhälfte abzulösen und., es nach Ablösen auf die Fördervorrichtung fallen zu lassen, kann die Anordnung so getroffen san, daß durch geeignete Anordnung der Enden der Auswerferstifte die Auswerferstifte selbst das geformte Teil halten. Dies wird beispielsweise dann erreicht, wenn die freien Enden der Aus-

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Tb

werferstifte bei geschlossenen Formhälften etwas in den Formhohlraum hineinragen, so daß sie von dem Kunststoffmaterial in dem Formhohlraum umgeben sind. Infolge der bei der Erstarrung des Kunststoffmaterials eintretenden Schrumpfung wird dabei das geformte Teil selbst dann, wenn es sich bei diesem um einen ebenen Gegenstand handelt, an den Enden der Auswerferstifte gehalten..Handelt es sich bei dem zu formenden Teil um einen gewölbten Teil, dann haftet dieser durch die beim Erstarren auftretenden Schrumpfspannungen zusätzlich noch an der Positivform-Hälfte des oberen Formkörpers. Nach einer Relativverschiebung der Auswerferstifte relativ zum oberen Formkörper wird das geformte Teil von der oberen Formhälfte abgelöst, so daß das geformte Teil nur noch an" den Auswerferstiften gehalten ist. Die Enden der Auswerferstifte können dabei in unterschiedlichen Höhen liegen, so daß ein Teil der Auswerferstifte fester mit dem geformten Teil verbunden ist als der andere Teil der Auswerferstifte. Hierbei dient der letztere Teil der Auswerferstifte überwiegend zum Ablösen des geformten Teiles von der Formhälfte, während der andere Teil der Auswerferstifte vorwiegend zur genauen Orientierung des geformten Teiles in Bezug auf die Fördervorrichtung dient. Zum Abtrennen des geformten Teiles von den Auswerferstiften ist hierbei an einer Stelle des Untergestells ein feststehender Abstreiferarm/vorgeselieh, %'er beispielsweise an der Fördervorrichtung, befestigt, sein kann. Dieser Abstreiferan einer bestimmten Stelle am umfang des Karusscls und

arm ist/in geeigneter radialer und axialer Position des Karussels angeordnet, um die geformten Teile von den Auswerferstiften abzulösen, so daß die Teile immer an der gleichen vorgegebenen Stelle am Umfang des Karussels

genau

auf die Fördervorrichtung fallen und dabei immer/die gewünschte Orientierung haben. Der Abstreiferarm kann beispielsweise aus einem im wesentlichen horizontal angeordneten Schenkel eines Winkels bestehen, der entgegen der

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Drehrichtung des Karussels gesehen von unten nach oben hin schräg angestellt ist, so daß die nach oben weisende Fläche des geformten Teiles mit der dieser zugewandten Unterseite, des Schenkels in Berührung kommt und infolge der -Keilwirkung an dem schrägen Schenkel der geformte Teil von den Auswerferstiften abgelöst wird.

Während bei der vorstehend im einzelnen beschriebenen Arbeitsweise die Form vor dem Einführen des flüssigen Kunststoff materials in die Spritzkammer geschlossen und zusammen-

P gespannt wird, versteht es sich, daß sich Vorteile insbesondere bei einigen Materialien mit geringerer Viskosität erzielen lassen, wenn die Form so lange nicht geschlossen und zusammengespannt wird, bis das flüssige Kunststoffmaterial in die Spritzkammer eingeführt worden ist. Auf diese Weise wird ein hydraulischer "Akkumulatoreffekt" vermieden, auf Grund dessen das Kunststoffmaterial dazu neigt, sich vor dem Einschieben der Einspritzstößel in die Spritzkammern/heraus nach unten zu bewegen. Ferner wird bei diesem Ausführungsbeispiel erreicht, daß dann, wenn die Formhälften beim Eingeben des Kunststoffs in "die ^Spritzkammern geöffnet sind, die Fördervorrichtung zum Abtransport der fertigge-

k stellen Teile näher am oder sogar oberhalb des Extruders angeordnet werden kann, wodurch ein sonst nutzloser Teil des Arbeitszyklus beim Umlaufen des Karussels verringert oder sogar ganz beseitigt werden kann. Bei diesem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des Nockens 48 erforderlich, wodurch der in Fig. 11 gezeigte Arbeitszyklus ebenfalls und in geeigneter Weise abgewandelt wird.

Bei dem beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Karussel verwendet, das einen Außendurchmesser von etwa 365 cm und 48 daran gehaltene Formeinheiten aufweist. Das Karussel wird mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 9-U/min von einem 7,5 PS-Antriebsmotor in Drehrichtung angetrieben,

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wodurch pro Minute 144 bis 432 geformte Teile hergestellt werden, was von der Geschwindigkeit der Spritzgießeinrichtung abhängig ist. Die Hydropumpe speist das Hochdrucksystem mit Hydraulikflüssigkeit unter einem Druck von 77,3 at und das Mitteldrucksystem mit Hydraulikflüssigkeit mit einem Druck von 43,5 at. Die Formhälften werden zum Einspritzen des Kunststoffmaterials mit einer

, (30.000 Ib)
Kraft von 13 608 kp/zusaiamengespannt, und das Kunststoff-

'(4.000 pßi) material wird mit einem Druck von 281/at "eingespritzt. Die zuvor beschriebene Spritzgießeinrichtung hat einen

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Flächenbedarf von nur 29 m .

Es sind vielfältige Abwandlungen der zuvor beschriebenen Spritzgießeinrichtung im Rahmen der Erfindung möglich. Während bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Zufuhrkammer des Extruders so angeordnet ist, daß dadurch das Kunststoffmaterial in vertikaler Richtung und nach oben in die Spritzkammern eingeführt wird, kann die Zufuhrkammer bei einem nicht gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel auch so angeordnet sein, daß das Kunststoffmaterial nach unten in das obere FJnde einer Spritzkammer eingeführt wird, wobei bei dieser Anordnung dsr obere Formkörper stationär und der untere Formkörper beweglich ist. In ähnlicher Weise kann auch ohne besondere Änderung der Betriebsweise der Spritzgießeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine andere, nicht gezeigte Anordnung verwendet werden, bei der beide zuvor genannten Anordnungen für die Zuführung des Kunststoffinaterials zu der Spritzkammer vorgesehen sind, während ein oder beide Formkörper zwischen der geschlossenen und geöffneten Stellung bewegbar sind. In ähnlicher Weise können bei einem anderen nicht gezeigten /uisführungsbeispiel der Extruder und die Zufuhrkammer so angeordnet sein, daß sie an der äußeren radialen ümfangsflache der Formeinheiten zur Speisung der Spritzkammern angreifen, die dann so angeordnet sind, daß sie radial nach außen hin und zu dieser radialen Umfangsfläche hin geöffnet sind.

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Während bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Spritzgießeinrichtung die einzelnen Formeinheiten lösbar an der äußeren Umfangsfläche des Karussels gehalten sind, versteht es sich, daß bei einem anderen nicht gezeigten Ausführungsbeispiel die Formeinheiten einstückig mit dem Rotor des Karussels sein können. Dadurch können die Träger 110 wegfallen, v/as zu einer entsprechenden Verringerung des Gewichtes der gesamten Spritzgießeinrichtung führt. Eine derartige Abwandlung würde allerdings die Kompliziertheit der notwendigen Bearbeitungsgänge erhöhen, da die Formeinheiten zur Ausrichtung nicht mehr einzeln eingestellt werden können, sondern die Ausrichtung nun von der Einhaltung enger Toleranzen bei der Herstellung des Rotors abhängig ist.

Die beschriebene kontinuierlich arbeitende Spritzgicßeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist für jede Formeinheit während einer Umdrehung des Karussels um seine Drehachse einen einzigen Arbeitszyklus auf. Sollten es allerdings die Betriebsbedingungen erfordern, dann kann die Anordnung auch so getroffen sein, daß ein vollständiger Arbeitszyklus bereits während eines Umlaufs um einen Umfangswinkel von 180 um die Achse des Karussels gegeben ist. Diese Anordnung macht natürlich die Verwendung eines zusätzlichen Extruders und einer zusätzlichen Fördervorrichtung zum Entfernen der gefertigten Teile erforderlich, die etwa 180° versetzt zu der Stelle dieser Teile bei dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel angeordnet sind. Darüber hinaus müssen dann die den Arbeitszyklus steuernden Nocken entsprechend abgewandelt v/erden. Wenn der Rotor mit einer Geschwindigkeit betrieben wird, die um die Hälfte größer ist als bei/lem beschriebenen ersten"Ausführungsbeispiel, oder wenn ein Kunststoffmaterial verwendet wird, das eine merklich geringere Erstarrungszeit

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erfordert, dann können sogar noch größere Stückzahlen erreicht werden.

Wie bereits eingangs dargestellt ist, ist das beschriebene erste Ausführungsbeispiel geeignet für das Spritzen . von Teilen aus thermoplastischem Kunststoff. Es ist dem Fachmann jedoch geläufig, daß dann, wenn die Spritzgießeinrichtung für die Verarbeitung von duroplastischen Kunststoffen verwendet werden soll, in den Formkörpern Heizelemente vorgesehen werden, um die erforderliche Wärme zum Aushärten des duroplastischen Kunststoffs zu erzeugen. In diesem Fall v/erden die zur Kühlung der Formkörper vorgesehenen Teile des ersten Ausführungsbeispiels weggelassen.

Die Materialien, die insbesondere in der Spritzgießeinrichtung verarbeitet v/erden können, sind diejenigen, die in die Kategorie sowohl thermoplastischer als auch duroplastischer Spritsgußmassen einzureihen sind, wobei die Spritzgußformausbildung an die Eigenschaft der Spritzgußmassen angepaßt ist, um den verfahrensmäßigen Eigenarten dieser Materialien zu genügen, d.h., Zuführung von Wärme oder Kühlen der Formhohlräume, Änderungen des Verhältnisses von Volumen der Spritzung zu Durchmesser des auch als Spritzkaramer bezeichneten Spritztopfes, Ausbildung des Angußkegels und der erforderlichen. Entlüftungen.

Die Typen und Arten von polymeren Verbindungen, die für das Spritzgießen geeignet sind, sind folgende: Allyl; Cellulose -Ester;Epoxyd-Verbindungen;Fluor-Kohlenwa.sserst.offe und Fluor-Vinylide; Melamin-Formaldehyd; Nylon/ Phenol-

T, -υ ν. j yPhenoxy-ycrbinduntTeni .. , „ , Formaldehyd; / alxphatlsche und aromatische Karbonate; aliphatische und aromatische Olefine; aliphatische und aromatische Ester; Olefine; Sulfoverbindungen; Styrol; Butadien; Urethan; Chlor-Hydrokarbonate, Vinyl und Vinylide; und verschiedene Verbindungen von diesen.

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Vorzugsweise die Eigenschaften von polymeren Verbindungen, die für die Spritzgießeinrichtung wünschenswert sind, sind: Die Eigenschaft, (bei konstanten, vorhandenen Extruderdrücken) in die Spritzkanuner zu fließen; die Eigenschaft, eine Menge Kunststoffmaterial an der Oberfläche der Spritzkammer mit ausreichender Adhäsion zu formen, um in der Spritzkanuner in Position gehalten zu werden, bis vom Spritzkolben oder Einspritzstößel ein höherer Spritzdruck aufgebracht wird; die Fähigkeit, durch einen Angußkegel oder eine Angußöffnung in den geschlossenen Formhohlraum eingespritzt werden zu können und im Formhohlraum zu dessen äußersten Enden zu fließen.

Bei der Spritzgießeinrichtung sind Abwandlungen denkbar, um Materialien mit sehr hohen oder sehr niedrigen Viskositäten durch Aufbringen von Wärme oder Kälte um die Spritzkammer herum zu verarbeiten oder um anstelle des Extruders den Einsatz einer pulsierenden Preßvorrichtung zu ermöglichen, die das stärker viskose Material in die Spritzkammer hineindrückt und der während der durch die Länge der Spritzdüse gegebenen Verweilzeit Zeit zur Verfügung steht, das verdrängte Volumen zu ersetzen.

Bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist als Extruder ein kontinuierlich arbeitender Extruder mit Schnekke vorgesehen, der das flüssige thermoplastische Material der Zufuhrkammer mit im wesentlicher konstanter Strömungsgeschwindigkeit und Druck zuführt. Bei einem anderen nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann ein Extruder mit einer bekannten hin- und hergehenden Schnecke verwendet werden, die eine intermittierende Zufuhr des flüssigen thermoplastischen Materials zu der Zufuhrkammer ermöglicht. In diesem Fall stehen die Spritzgußmasse und die Zuführkammer lediglich zu der Zeit unter Druck, zu der sich die Zufuhrkammer in Eingriff mit einer Spritzkammer befindet. In

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ähnlicher Weise kann der Extruder für den Eingriff mit der Formeinheit anstelle der drehbaren Halterung um die eingangs beschriebenen Achsen stationär gehalten sein.

Die Betätigung des Hydraulikzylinders zur Betätigung der Einspritzstößel und des Hydraulikzylinders zum Schließen der Form ist bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel durch die stationären Nocken gesteuert, die sich entlang des Umfangs des Untergestells erstrecken. Diese Anordnung ist einfach, billig, im wesentlichen narrensicher und erfordert relativ wenig Wartung. Darüber hinaus sorgt die Verwendung von Steuerventilen, die von mechanischen Nocken betätigt werden, für eine vollkommene Einstellung der Funktionen der FormtaiIe, die bei jeder Form über den Umfang der Spritzgießeinrichtung gleichbleibend ist, wodurch gleichbleibend gleichförmige Teile mit engen Toleranzen hergestellt werden. Ferner sind bei der bevorzugten Steuerung keine Glieder eingebaut, die sieh versetzen oder die Einstellung der Zeitfolge der Funktionen auf andere Weise verändern könnten. Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung die mechanischen Steuerglieder bei einem anderen Ausführungsbeispiel durch pneumatische, hydraulische oder elektrische Steuerglieder leicht ersetzt werden können. Obwohl das Hydrauliksystem des beschriebenen Ausführungsbeispieles einen Hochdruckkreis und einen Mitteldruckkrsis aufweist, kann bei einem anderen Ausführungsbeispiel in ähnlicher Weise ein einzelner Druckkreis leicht für die Betätigung aller Hydraulikzylinder verwendet werden.

In Fig. 5a und 5b ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Spritzgießeinrichtung gezeigt. Es ist ersichtlich, daß bei diesem Ausführungsbeispiel im Gegensatz zum ersten /msführungsbeispiel der Einspritzstößel 128¹ keinen Auswerferstift 132 in seinem Inneren aufweist. Wie aus Fig. 5b er-

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sichtlich ist, weist das obere Ende des Einspritzstößels

J ^auf 128' zwei darin geformte Hinterschneidungen 12y, die sich

?ls Ganzes ..

dm wesentlichen radial zu der Spritzgießeinrichtung

erstrecken und eine radial ausgerichtete etwa schwalbenschwanzförmige Führung bilden. Von Vorteil kann es sein, die Längsrichtung dieser schwalbenschwanzförmigen Führung nicht genau radial auszurichten, sondern um einige Winkelgrade, beispielsweise um 10 ,entgegen der Umlaufrichtung des Karussels gedreht anzuordnen. Die Hinterschneidungen 129 sind so geformt, daß die obere Stirnfläche 131 des Einspritzstößels 128' in Richtung des Umfangs der Spritzgließeinrichtung als Ganzes schmaler ist. Bei dieser Anordnung fließt dann, wenn der Einspritzstößel 128' den Kunststoff in der Spritzkammer 118 zum Einspritzen erfaßt, etwas Kunststoff an der oberen Stirnfläche 131 vorbei nach unten in die Hinterschneidungen 129. Nach den Einspritzen des Materials in den Formhohlraum erstarrt das überschüssige Kunststoffmaterial zu einem Massestückchen 133, das der Form des oberen Endes der Spritzkanmer 118 und der oberen Stirnfläche das Einspritzstößels 128' entspricht. Wenn der Einspritzstößel 128' aus der Spritzkammer herausgezogen wird,, dann wird das Massestückchen infolge seines Eingriffs mit den Hinterschneidungen 129 mit dem Einspritzstößel nach unten bewegt. Zum Abstoßen des Massestückchens von dem oberen Ende des Einspritzstößels 128' ist ein am Umfang des Karussels stationär ge-

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haltener geneigter Arm> beispielsweise in Gestalt eines Fingers vorgesehen, der etwa tangential zum Umfang des Karussels angeordnet ist. Dieser Arn/ist in radialer Richtung des Karussels gesehen auf der zur Drehachse weisenden Innenseite des Massestückchens 133 und in axialer Richtung auf dessen Höhe angeordnet, so daß dann, wenn der Einspritzstößel mit dem Massestückchen bei der Umlauf-

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bewegung die Position des Armes/erreicht, die zur Drehachse weisende Innenseite des Massestückchens mit dem Arm

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in Eingriff gelangt und infolge der tangentialen Anordnung des Ärme's durch Keilwirkung entlang der durch die Hinterschneidüngen gebildeten schwalbenschwanzförmigen Führung in radialer Richtung nach außen und vom oberen Ende des Einspritzstößels. 128 abgeschoben wird.

Bei den beschriebenen beiden Ausführungsbeispielen weist die Fördervorrichtung ein endloses Band zum Entfernen der gespritzten Teile aus dem Zwischenraum zwischen _sden beiden geöffneten Formhälften auf. Es versteht sich jedoch, daß bei einem nicht gezeigten anderen Ausführungsbeispiel das endlose Band ersetzt sein kann durch einen rotierenden Tisch, der einen ümfangsteil besitzt, der so angeordnet ist, daß er zwischen den geöffneten Formkörpern hindurchläuft. Es versteht sich, daß auch kompliziertere Fördervorrichtungen zur Handhabung der Spritzteile vorgesehen sein können, die zwischen die geöffneten Formkörper greifen und die aus der Form in vorgegebener Orientierung ausgeworfenen Spritzteile aufnehmen, was eine weitere Behandlung und Handhabung der Spritzteile nach dem Entfernen aus täer Formeinheit verdnfacht und erleichtert.

Es ist ersichtlich, daß bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung eine kontinuierlich arbeitende Spritzgießeinrichtung zur Verarbeitung thermoplastischer Spritzgußmassen vorgesehen ist, die eine Vielzahl von jeweils zv/ei kontinuierlich bewegten, zusammenpassenden Formhälften aufweist, die so angeordnet sind, daß sie an einer im wesentlichen stationären Vorratsstelle für flüssigen Kunststoff vorbeibewegt werden können. Die Einrichtung ist mit einer Vorrichtung in Form der Einspritzstößel versehen, von denen der flüssige thermoplastische Kunststoff in die Formhohlräume eingespritzt wird, während die Formhälften sich kontinuierlich bewegen. Ferner sind

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Mittel vorgesehen/ die die Formhälften quer zur Richtung ihrer kontinuierlichen Bewegung und während der Bewegung öffnen, die hiernach die erstarrten Spritzteile von den Formhälften ohne Anhalten der Formkörper entfernen und die eine im wesentlichen gleichförmige, vorgegebene Ausrichtung und Orientierung der Spritzteile bewirken, wenn diese die Spritzgießeinrichtung verlassen. Dadurch, daß die Formeinheiten kontinuierlich bewegt werden, können im Vergleich zu einer Spritzgießeinrichtung mit intermittierender Bewegung die Kompliziertheit und die Kosten beträchtlich herabgesetzt werden.

Darüber hinaus ist die Spritzgießeinrichtung gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß ein einziger stationärer Extruder kontinuierlich eine Vielzahl von sich bewegenden Formhohlräumen bei im wesentlichen geringem oder keinem Verlust mit flüssigem thermoplastischem Kuststoff speisen kann.

Ferner sind bei dem Ausführungsbeispiel der Spritzgießeinrichtung die Formkörper so angeordnet, daß sie zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellung bewegt werden fe können, ohne daß hierzu Ausrichtungsstifte erforderlich sind, die sich zwischen den Formhälften erstrecken und den Zugang zu dem Bereich zwischen den Formhälften im geöffneten Zustand einschränken oder beeinträchtigen.

Ferner ist die Spritzgießeinrichtung so ausgelegt, daß zwischen die geöffneten Formkörper eine Fördervorrichtung eingeführt werden kann, die die Spritzteile in einer gleichförmigen, vorgegebenen Ausrichtung und Orientierung aus der Spritzgießeinrichtung abführt. Damit kann die Spritzgießeinrichtung einstückiger Teil einer Taktstraße werden, wobei die Notwendigkeit für zusätzliche Vorrichtungen zum Neuausrichten der Spritzteile, bevor weitere Bearbeitungsgänge an diesen durchgeführt werden können, ausgeschaltet ist. Bei der Spritzgießeinrichtung sind

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für die Zufuhr des Kunststoffes zu den Formhohlräumen Spritzkammern angeordnet, die die überschüssige und zusätzlich zu der zum Füllen des Formhohlraumes an sich erforderlichen Menge zugeführte Menge an Kunststoff minimal halten, wodurch das überschüssige Material aus der Spritzkammer herausgezogen und direkt wieder in den Kunststoffextruder eingeführt werden kann.

Die Spritzgießeinrichtung ist in der Lage, komplizierte Teile mit engen Toleranzen und mit einer Geschwindigkeit herzustellen, die bisher nicht erreicht worden ist. Darübe3 hinaus erfordert die Spritzgießeinrichtung beträchtlich weniger Kosten und benötigt weit weniger Standfläche als bei bekannten Einrichtungen für eine vergleichbare Stückzahl erforderlich ist. Ferner ermöglicht die Spritzgießeinrichtung dies alles, während die Zusatzeinrichtungen, die zur Vervollständigung der Fertigungsstraße für das Endprodukt erforderlich sind, beträchtlich verringert werden.

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Claims (29)

1. 2154U1 - η -

   Patentansprüche

   ί 1J Verfahren zum Spritzen von Gegenständen aus Kunststoff, bei dem man flüssige Kunststoffmasse über eine Zufuhrvorrichtung in die Formhohlräume von nacheinander in einer Reihe angeordneten Formen einspritzt, die Kunststoffmasse in den Formhohlräumen erstarren läßt und danach die Formen öffnet und das Spritzteil aus der Form entfernt, dadurch gekennzeichnet, daß man die flüssige Kunststoff- W masse mit einem unter dem Spritzdruck liegenden Druck zunächst nacheinander den einzelnen Formen (114, 148) zugeordneten Spritzvorrichtungen (118, 120, 128) zuführt und hiernach die Kunststoffmasse aus den Spritzvorrichtungen mit dem erforderlichen Spritzdruck in die Formhohlräume der jeweils zugeordneten Formen einspritzt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. Spritzvorrichtung (118, 120, 128) mit der zugeordneten Form (114, 148) relativ zur Zufuhrvorrichtung (12, 17Ο, 180) bewegt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmasse jeder Spritzvorrichtung bei geöffneter Form zugeführt v/ird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmasse ein Thermoplast zugeführt wird, und daß die Form zum Erstarren des Thermoplasts gekühlt wird.

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   "Κ
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffmasse ein Duroplast zugeführt wird und daß die Form zum Erstarren des Duroplasts beheizt wird.
6. 6. Spritzgießeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mehreren auf einem Kreis angeordneten Formeinheiten, von denen jede zwei zusammenpassende, relativ zueinander zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein Formhohlraum gebildet ist, und einer geöffneten Stellung, in der ein Spritzteil entfernbar ist, bewegbare Formteile aufweist und mit einer Zufuhrvorrichtung für die Kunststoffmasse, dadurch gekennzeichnet, daß jede Formeinheit mindestens eine Spritzkammer (118) aufweist, der die Kunststoffmasse über die Zufuhrvorrichtung zuführbar ist und die mit dem Formhohlraum über eine Einspritzöffnung (120) in Verbindung steht, daß jeder Spritzkammer ein in der Spritzkammer befindliche Kunststoffmasse in den Formhohlraum einspritzender Einspritzstößel (128) zugeordnet ist und daß eine die Formeinheiten (60) und die Zufuhrvorrichtung (12, 170, 180) relativ zueinander kontinuierlich bewegende Antriebsvorrichtung (36, 40, 56) vorgesehen ist.
7. 7. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spritzkammer (118) eine Zufuhröffnung- für die Kunststoffmasse aufweist und daß die Zufuhröffnungen der Spritzkammern in einer gemeinsamen Fläche (122) liegen, an der die Zufuhrvorrichtung (12, 170, 180) anliegt.

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8. 8. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzstößel (128) beweglich gehalten und durch die Zufuhröffnung in die und aus der Spritzkainmer bewegbar ist und daß der Einspritzstößel in seiner aus der Spritzkainmer (118) bewegten, zurückgezogenen Stellung (Fig. 5, Fig. 6) in Abstand von der zugeordneten Zufuhröffnung liegt und in dieser Stellung die Zufuhrvorrichtung (12, 170, 180) zwischen die Zufuhröffnung und den Einspritzstößel einschiebbar ist.
9. * 9. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, mit sich in der Spritzkammer bildendem Anguß beim Spritzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzstößel (128; 128') einen den Anguß von Spritzteil ablösenden und aus der Spritzkainmer (118) und der Zufuhröffnung herausziehenden Teil (138; 129, 131) aufweist.
10. 10. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auswerfer (132; 135) vorgesehen ist, der den Anguß von dem aus der Spritzkammer \118) und der Zufuhröffnung herausgezogenen Einspritzstößel (128; 128') entfernt.
11. 11. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 10, für thermoplastische Kunststoffmassen, ..' dadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise feststehende Rückführvorrichtung vorgesehen ist, die den vom Einspritzstößel (128; 128') entfernten Anguß der Zufuhrvorrichtung (12, 170, 180) zur Wiederverwendung zuführt.
12. 12. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche"6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrvorrichtung (12, 170, 180) stationär angeordnet ist. '
13. 13. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinheiten (60) mit den zugeordneten Spritzkammern (118)/um eine vertikale⁰Achse drehbar

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    gelagert sind und von der Antriebsvorrichtung (36 bis 40, 56) antreibbar sind. ^
14. 14. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhröffnungen der Spritzkammern in einer gemeinsamen Ringfläche (122) liegen, die koaxial zu der vertikalen Drehachse angeordnet ist.
15. 15. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile(114 und 146, 148) in vertikaler Richtung relativ zueinander zwischen beiden Stellungen bewegbar sind und daß das Spritzteil bis zum Auswerfen am oberen Formteil (146, 148) haftet.
16. 16. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche"6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Formteil (146, 148) Auswerferstifte (150) aufweist, die mit der Kunststoffmasse im Formhohlraura so zusammenwirken, daß zumindest ein Teil von .ihnen das Spritzteil festhält, daß die Auswerferstifte (150) relativ zum oberen Formteil verschiebbar gehalten sind und das Spritzteil vom oberen Formteil nach unten ablösen und daß ein vorzugsweise stationärer Abstreiferarm (127) vorgesehen ist, der das Spritzteil in dieser unteren Stellung der Auswerferstifte (150) von diesen ablöst.
17. 17. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche .13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fördervorrichtung (13) vorgesehen ist, die an einer vorgegebenen Stelle der Umlaufbahn der Formeinheiten (60), an der sich die"Formteile in der geöffneten Stellung befinden, in Bezug auf die Zufuhrvorrichtung (12, 170_f 180) und etwa tangential zur Umlaufbahn angeordnet ist, wobei ein Teil der Fördervorrichtung (13) in Zwischenraum zwischen den von oberen und von unteren Formteil durchlaufenen Umlaufbahnen anqeordnet ist.

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    -+9-- 2154447
18. 18. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (13) eine obere Förderbahn (190) aufweist, die in der der Umlaufbewegung . der momentan der Fördervorrichtung benachbarten Formteile (114 und 146, 148) entsprechenden Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit antreibbar ist,und daß der Abstreiferarm (127) diesem Teil der Fördervorrichtung (13) derart benachbart angeordnet ist, daß das von den Auswerferstiften (150) abgelöste Spritzteil auf die Förderbahn (119) fällt.
19. 19. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrvorrichtung (12) eine mit den Zufuhröffnungen in Berührung bringbare Zufuhrkamner (170) mit einem Auslaßschlitz (180) aufweist, daß der Auslaßschlitz (180) entsprechend einem Teil der bei der Relativbewegung zwischen den Formteilen und der Zufuhrvorrichtung (12) erzeugten Bewegungsbahn gebogen ist und die Kunststoffmasse durch die Zufuhröffnung in die Spritzkammer (118) einspeist und daß die Zufuhrkamrner (170) eine Einlaßöffnung (178) und mehrere die Einlaßöffnung (178) mit dem Auslaßschlitz (180) verbindende Kanäle (184, 182) aufweist, durch die die Kunststoffmasse als über die Länge des Auslaßschlitzes (180) etwa gleichmäßiger Strom dem Auslaßschlitz zuführbar ist.
20. 20. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Auslaßschlitzes (180) etwa dem Abstand zwischen den Zufuhröffnungen von einander benachbarten Formeinheiten (60) entspricht.
21. 21. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 19 oder 20, für thermoplastische Kunststoffmassen,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrvorrichtung einen Extruder (12) auf v/eist und die Zufuhrkammer (170)

    mit Heizelementen (186) versehen ist. 209820/0662

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22. 22. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß jede Formeinheit (60) mindestens zwei Spritzkammern (118), Zufuhröffnungen, Einspritzöffnungen (120) und Spritzstößel (128) aufweist.
23. 23. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzkammer (118) in dem Formteil (114) vorgesehen ist, der gegenüber dem anderen Formteil (146, 148) feststehend angeordnet ist.
24. 24. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß jede Formeinheit (60) einen Träger (110) aufweist und daß der feststehende Formteil (114) mit dem Träger (110) fest verbunden ist.
25. 25. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Formteil (146, 148) etwa vertikale, zueimmder parallele und etwa rechtwinklig zur Außenfläche(113) des Trägers (110) verlaufende Seitenflächen aufweist, deren Höhe mindestens dem Abstand entspricht, um den die beiden Formteile (114 und 3.46, 148) in einander abgewandter Richtung bewegbar sind ₍ und daß an dem Träger (110) gehaltene Führungsglieder (156, 158) vorgesehen sind, die an den Seitenflächen des beweglichen Formteils (146, 148) angreifen und letzteren gegenüber dem feststehenden Formteil (114) ausrichten und führen.
26. 26. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinheiten (60) am Umfang eines Rotors (51) angeordnet sind und daß der Rotor (51) auf einem stationären Untergestell (10) um die vertikale Achse drehbar gelagert und von der Antriebsvou±chtung (36 bis 40, 56) kontinuierlich antreibbar ist.

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27. 27. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß jede Formeinheit (60) ein die Formteile (114 und 146, 148) relativ zueinander bewegendes Betätigungsorgan (142) und ein den oder die Einspritzstößel (128) verschiebendes Betätigungsglied (124) aufweist.
28. 28. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 27, _ ...

    dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (48, 168, 166, 162 und 47, 164, 160) zur Steuerung der Betätigungsorgane (142) und der Betätigungsglieder (124)

    ψ bei der kontinuierlichen Umlaufbewegung vorgesehen ist.
29. 29. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (142) zum Schließen und öffnen der Form (114, 148) mittels der Steuereinrichtung so steuerbar ist, daß die Form beim Zuführen der Kunststoffmasse geöffnet und beim Einspritzen der Kunststoffmasse in den Formhohlraum geschlossen ist.

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