DE3720214C2

DE3720214C2 - Verfahren zum Spritzgießen von Gegenständen und Spritzgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE3720214C2
Application number: DE3720214A
Authority: DE
Inventors: Koichi Ozawa
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1986-06-19
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1993-12-16
Anticipated expiration: 2007-06-18
Also published as: DE3720214A1; JPH0622822B2; US4810181A; JPS62299316A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Spritzgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2. Solche Verfahren zum Spritzgießen und Spritzgießmaschinen werden dazu verwendet, aus Kunststoff gebildete Gegenstände herzustellen.

Horizontalspritzgießmaschinen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß die Metallformhälften an einer feststehenden Werkzeugplatte bzw. einer bewegbaren Werkzeugplatte befestigt sind, daß die bewegbare Werkzeugplatte zu der feststehenden Werkzeugplatte hinbewegt wird und die Formhälften zusammenge halten werden, daß ein aufgeschmolzenes Harz in den durch die zusammengehaltenen Formhälften gebildeten Hohlraum gespritzt wird und daß der geformte Gegenstand nach dem Abkühlen aus dem Hohlraum herausgenommen wird.

Bei den bekannten Spritzgießmaschinen wird das aufgeschmolzene Harz in der oben beschriebenen Weise in den Formhohlraum gespritzt, und der geformte Gegenstand wird aus dem Hohlraum herausgenommen, nachdem er abgekühlt und vollständig aus gehärtet ist. Dies erfordert eine lange Wartezeit und eine lange Zeit pro Arbeitszyklus, so daß die bekannte Maschine die erwünschte hohe Wirksamkeit und Produktivität nicht erbringen kann.

Es sind andererseits bereits ein Verfahren sowie eine Spritzgießmaschine der eingangs erwähnten Art bekannt (JP 58 45 932 (A)), wobei jedoch die Spritzgießmaschine als vertikale Maschine ausgebildet ist. Die beiden Sätze der Metallformen werden mit Hilfe eines ölhydraulischen Zylinders abwechselnd in die Spritzgießmaschine eingebracht, um den Gießzyklus zu verkürzen, jedoch wird bei dieser bekannten Spritzgießmaschine nur das Einspritzen des geschmolzenen Materials in der Spritzgießmaschine vorgenommen und das Abkühlen sowie das Herausnehmen des gegossenen Produktes außerhalb der Spritzgießmaschine durchgeführt. Für jeden Formsatz muß eine Formbetätigungsvorrichtung und eine Auswurf vorrichtung vorgesehen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spritzgießen von Gegenständen und eine Spritzgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei denen die Zyklus zeit verringert ist und dadurch eine hohe Betriebswirksamkeit und Produktivität erreicht werden.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 2 genannten Merkmalen gelöst.

Einer der aus zwei Metallformhälften bestehenden Metallform sätze wird aus der Spritzgießmaschine herausgenommen, außerhalb der Spritzgießmaschine abgekühlt und wieder in die Spritz gießmaschine in verriegeltem Zustand zurückgeführt, und es wird ein Öffnen und Schließen der feststehenden und der bewegbaren Metallformhälfte nur ausgeführt, wenn sich diese in der Spritzgießmaschine befinden. Während der eine Satz der Metallform in die Spritzgießmaschine bewegt wird, bewegt sich der andere Satz Metallformen aus der Spritzgießmaschine heraus, wird abgekühlt, in die Spritzgießmaschine zurück geführt, und es wird dann der genügend abgekühlte Gegenstand aus der Metallform herausgenommen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Spritz gießmaschine sind durch die Unteransprüche angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Spritzgießmaschine kann die Zumeßzeit für das Einspritzen des Harzes genügend lang sein, so daß auch eine gute Wirkungsweise bei kleinen Spritzgießmaschinen erreicht wird.

Bei der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine ist die Zeit zum Austauschen der Metallformen vermindert, da deren Montage vereinfacht ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Horizontalspritzgießmaschine gemäß einer Ausführungsform, wobei ein Schnitt, der längs der Paßflächen der feststehenden und bewegbaren Metallformen in Richtung der feststehenden Metallform verläuft, dargestellt ist,

Fig. 2 eine Ansicht eines Beispiels einer Formzuhalte vorrichtung von oben,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Formzuhaltevorrich tung teilweise im Schnitt und

Fig. 4A-4J Seitenansichten der aufeinanderfolgenden Betätigungs schritte der Metallformen.

Die in Fig. 1 dargestellte Horizontalspritzgießmaschine weist eine feststehende Werkzeugplatte 1 auf, die auf einem Halterungsteil 2 befestigt ist und die mit einem nicht dargestellten Formschließzylin der über vier Führungsstangen 3 verbunden ist. Eine bewegbare Werk zeugplatte 4, die in Fig. 4, jedoch nicht in Fig. 1 dargestellt ist, ist an den Führungsstangen 3 bewegbar angebracht. Die bewegbare Werk zeugplatte 4 wird durch eine Kolbenstange (Formschließkolben 5) des Formschließzylinders zu der feststehenden Werkzeugplatte 1 hin und von ihr weg bewegt. Entlang der Oberfläche der feststehenden Werk zeugplatte 1 und zwischen der oberen und der unteren Führungsstange ist eine Metallformhalteplatte 6 vorgesehen. Die Metallformhalteplatte 6 ist als ein längliches Rechteck ausgebildet, das zwei quadratische Markierungen 6A und 6B aufweist, die die Lage zur Befestigung von Metallformen 17 und 19 darstellen, und sie ist bewegbar durch eine Führungsvorrichtung gehaltert, die unter der feststehenden Werkzeug platte 1 angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Führungsvorrichtung mehrere geflanschte Rollen 7 auf, die in horizontaler Richtung unter der feststehenden Werkzeugplatte 1 angeordnet sind, um den unteren Rand der Metallformhalteplatte 6 zu unter stützen und sie in horizontaler Richtung zu führen.

Eine Einstellvorrichtung 8 zur Einstellung der Metallformhalteplatte 6 in einer vorgeschriebenen Lage (Mitte) ist unter der feststehenden Werkzeugplatte 1 vorgesehen, und es sind Formhalterungsteile 9 zur Befestigung der Metallformhalteplatte 6 an der feststehenden Werkzeug platte 1 am oberen und unteren Teil der feststehenden Halterungs platte 1 vorgesehen. Die Einstellvorrichtung 8 und die Halterungs teile 9 sind so ausgebildet, daß die Kolbenstangen 8B und 9B der Zylinder 8A und 9A in Aussparungen 6C und 6D der Metallformhalteplatte eingepaßt sind. Wahlweise kann die Einstellung und die Halterung von Hand vorgenommen werden.

Da bei großen Spritzgießmaschinen das Gewicht der Metallform groß ist und ebenso die seitliche Breite der Metallformhalteplatte 6 auch groß ist, sind bei dieser Ausführungsform Gestelle 10 auf beiden Seiten der feststehenden Werkzeugplatte 1 vorgesehen, und die mit Flanschen versehenen Rollen 7, die als Führungen wirken, sind auch an den Gestellen 10 angebracht. Wenn somit die Metallformhalte platte 6 nach links oder rechts bewegt wird, dann wird etwa die Hälfte der Metallformhalteplatte 6 durch das Gestell 10 getragen.

Zur Bewegung der Metallformhalteplatte 6 ist eine Antriebsvorrichtung 11 an einem der Gestelle 10 befestigt. Wie man anhand von Fig. 1 erkennt, weist die Antriebsvorrichtung 11 eine Zahnstange 13 auf, die durch einen Öldruckzylinder 12 hin und her bewegt wird, ferner ein Ritzel 14, das in die Zahnstange 13 eingreift und von dem Gestell 10 gehalten wird, einen ersten Arm 15, der an der Welle 14A des Ritzels 14 befestigt ist, und einen zweiten Arm 16, der durch das vordere Ende des ersten Arms 15 drehbar gehalten ist. Das vordere Ende des zweiten Arms 16 ist mit der Metallformhalteplatte 6 verbunden, wodurch die Zahnstange 13 hin und her bewegt wird, um das Ritzel 14 zu drehen. Als Folge davon wird der erste Arm 15 in schwin gende Bewegung versetzt, um den zweiten Arm 16 hin- und herzubewegen und dadurch die Metallformhalteplatte 6 um eine bestimmte Strecke zu be wegen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Antriebsvorrichtung 11 nicht auf den oben beschriebenen Aufbau begrenzt ist und daß ein anderer Aufbau vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann eine Anord nung verwendet werden, bei der ein Öldruckzylinder mit einem langen Hub verwendet wird, um die Metallformhalteplatte 6 hin- und herzubewegen, und es kann auch eine Anordnung vorgesehen sein, bei der ein Elektromotor dazu verwendet wird, die Metallformhalteplatte über einen Getriebezug oder eine ähnliche Einrichtung anzutreiben.

Wie man anhand von Fig. 2 erkennt, ist eine Formzuhaltevorrichtung 20 zum Feststellen und Lösen der Metallformen 17 und 19 gegeneinander vorgesehen, die an der Metallformhalteplatte 6 befestigt ist, und die bewegbare Form 10 ist an der Metallformhalteplatte 18 befestigt.

Wie man aus den Fig. 2 und 3 erkennt, weist jede Formzuhaltevor richtung 20 einen Öldruckzylinder 22, der an der Metallformhalte platte 6 über eine Klammer 21 befestigt ist, ein Feststellteil 25 mit einer inneren, konisch zulaufenden Oberfläche, das mit der Kolben stange 24 des Öldruckzylinders 22 verbunden ist, einen feststehenden Teil 26 und einen bewegbaren Teil 27, die konisch zulaufende Oberflächen aufweisen, die in die konischen Oberflächen des Feststellteils 25 eingreifen, wobei die konischen Teile 26 und 27 an den Metallformen 17 bzw. 19 auf beiden Seiten der Paßflächen der Metallformen 17 und 19 befestigt sind, auf. Nach Zusammenpassen der fest stehenden und der bewegbaren Metallformen 17 und 19 wird der Öldruck zylinder 22 betätigt, um die konischen Teile 26 und 27 mit dem koni schen Teil 25 zu verbinden, wodurch die Metallformen 17 und 19 im ge schlossenen Zustand verriegelt werden.

Die Arbeitsweise der Ausführungsform wird anhand der Fig. 4A bis 4J beschrieben. In diesen Figuren ist mit 28 eine Injektionsdüse bezeichnet, mit X und Y sind zwei Sätze von Metallformen bezeichnet und es sind die Elemente, die denen nach Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Erster Schritt (Fig. 4A)

Der Kühlvorgang, der dem Gießvorgang folgt, wird bei einem Zustand begonnen, bei dem eine der Metallformen Y durch die Formhalterungs teile 9 geschlossen ist, während sich die andere Metallform X so in der Spritzgießmaschine befindet, daß der Spritzgießvorgang aus geführt werden kann, während die Metallformen gegeneinandergedrückt werden. Dabei werden die Formhalterungsteile 9 in der Spritzgießvorrichtung freigegeben.

Zweiter Schritt (Fig. 4B)

Bei Beendung des Spritzgießvorgangs in die Metallform X wird die Düse 28 zurückgezogen, und die bewegbare Werkzeugplatte 4 wird etwa um 10 mm nach rechts zurückgezogen. Dann wird die Metallformhalteplatte 6 mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 11 nach oben bewegt, und die Metallform X wird dem Kühlvorgang ausgesetzt.

Dritter Schritt (Fig. 4C)

Die bewegbare Metallform 19 der Form Y wird in direkten Kontakt mit der bewegbaren Werkzeugplatte 4 gebracht, indem der Formschließkolben 5 vorgeschoben wird. Es werden dann die Formhalterungsteile 9 betä tigt, während die Formzuhaltevorrichtung freigegeben wird.

Vierter Schritt (Fig. 4D)

Der Formschließkolben 5 wird weiter zurückgezogen, um die Form zu öffnen, so daß das sich in der Metallform Y befindende spritzgegossene Teil 29 herausgenommen werden kann.

Fünfter Schritt (Fig. 4E)

Nachdem das spritzgegossene Teil 29 herausgenommen worden ist, wird der Formschließkolben 5 wiederum vorgeschoben, um die Metallformen miteinander zu verbinden. Die Düse 28 wird vorgeschoben, bis sie die Düse berührt, und die Formzuhaltevorrichtung 20 wird betätigt, um die Metallform Y zu schließen. Danach werden die Formhalterungsteile 9 freigegeben.

Sechster Schritt (Fig. 4F)

In die Metallform Y wird ein thermoplastisches Harz eingespritzt.

Siebter Schritt (Fig. 4G)

Die Düse 28 wird zurückgezogen, und der Formschließkolben 5 wird auch um etwa 10 mm zur Öffnung der Form zurückgezogen. Die Metallformhalte platte 6 wird durch die Antriebsvorrichtung 11 nach unten bewegt. Dann tritt für die Metallform Y der Kühlvorgang ein, während die Metallform X in die Spritzgießmaschine eingebracht ist.

Achter Schritt (Fig. 4H)

Der Formschließkolben 5 wird vorgeschoben, um die Form zu schließen. Die Formhalterungsteile 9 werden in diesem Zustand betätigt, und die Formzuhaltevorrichtung 20 wird freigegeben.

Neunter Schritt (Fig. 4I)

Der Formschließkolben 5 wird weiter zurückgezogen, um die Form zu öffnen und um dadurch das spritzgegossene Teil 29 herausnehmen zu können.

Zehnter Schritt (Fig. 4J)

Die Metallform X wird geschlossen, die Formhalterungsteile 9 werden freigegeben, und die Formzuhaltevorrichtung 20 wird betätigt.

Als nächster Schritt wird dann wiederum der erste Schritt ausgeführt (Fig. 4A), wodurch ein Arbeitszyklus vervollständigt wird. Es wird dann der Zyklus wiederholt, um ein Spritzgießen mit Hilfe von zwei Sätzen von Metallformen X und Y ausführen zu können.

Bei der obigen Ausführungsform wurde eine Horizontalspritzgieß maschine beschrieben, jedoch kann die Erfindung auch bei einer Verti kalspritzgießmaschine angewendet werden. Die Gestelle 10 auf den gegenüberliegenden Seiten können weggelassen werden, wenn die Spritzgießmaschine klein ist. Ferner müssen die Formhalterungsteile an der Seite der bewegbaren Werkzeugplatte nicht immer notwendi gerweise eine Halterungskraft ausüben, sondern sie können auch einfach derart haltern, daß sie verhindern, daß die Metallform herunterfällt. Wenn ein Öldruckkreis verwendet wird, der die Form während des Abmes sens des Harzes öffnet und schließt, dann läßt sich die Arbeitsge schwindigkeit der Maschine erhöhen.

Wenn nach der Erfindung, so wie es oben beschrieben ist, das spritz gegossene Teil eine Abkühlzeit erfordert, dann ist es möglich, die Zykluszeit auf die Hälfte zu reduzieren und die Einstellung der Form in der Spritzgießmaschine für Produkte, die eine Abkühlung erfordern, in einfacher Weise vorzunehmen. Vor dem nächsten Einspritzvorgang kann eine genügende Meßzeit zur Verfügung stehen. Selbst eine kleine Spritzgießmaschine kann eine äußerst günstige Wirkungsweise aufweisen, wodurch die Herstellungskosten vermindert sind. Da ein an näch ster Stelle verwendeter Metallformsatz schon an der Metallformhalte platte befestigt ist, kann ein Tausch der Metallform ohne weiteres in kurzer Zeit ausgeführt werden. Da die Metallformhalte platte so ausgebildet ist, daß sie längs der feststehenden Werkzeug platte gleitet, ist nicht nur die Bewegung der Metallform einfach, sondern es lassen sich auch die Antriebsvorrichtungen für die Metall form vereinfachen, und die Versetzung der Metallform in eine vor bestimmte Stelle durch die Einstellvorrichtung ist auch vereinfacht.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Gegenständen mittels einer Spritzgießmaschine mit zwei Sätzen Metallformen, von denen jeder eine feststehende Metallformhälfte und eine bewegbare Metallformhälfte aufweist, mit Formzuhaltevorrich tungen, mit einer Metallformhalteplatte, die die zwei Sätze Metallformen trägt, und mit einer Vorrichtung zur Hin- und Herbewegung der Metallformhalteplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Form aus der Formschließeinheit der Spritzgießmaschine herausgefahren wird, daß die geschlossene Form außerhalb der Formschließeinheit abgekühlt wird und daß die immer noch geschlossene Form nach dem Abkühlen zur Entformung erneut in die Formschließeinheit der Spritzgießmaschine eingefahren wird.

2. Spritzgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zwei Sätzen Metallformen, von denen jede eine feststehende Metallformhälfte und eine bewegbare Metallform hälfte aufweist, mit Formzuhaltevorrichtungen, mit einer Metallformhalteplatte, die die zwei Sätze Metallformen trägt, und mit einer Vorrichtung zur Hin- und Herbewegung der Metall formhalteplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Hin- und Herbewegung der Metallform halteplatte (6) an einem von der Spritzgießmaschine getrennten Gestell (10) angebracht ist, daß am Gestell (10) eine Antriebsvorrichtung (11) angebracht ist, daß ein Ritzel (14) am Gestell (10) gelagert ist und von der Antriebsvorrichtung (11) angetrieben wird und daß eine Vorrichtung (15, 16) die Bewegung der Welle des Ritzels (14) auf die Metallformhalte platte (6) überträgt.

3. Spritzgießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rollen (7) vorgesehen sind, die an einer Halterung zur Führung der hin- und hergehenden Bewegung der Metallform halterungsplatte (6) befestigt sind.

4. Spritzgießmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (10) auf beiden Seiten der Halterung angebracht ist, wobei jedes Gestell mit Rollen (7) versehen ist, um die Metallformhalterungsplatte (6) zu führen.

5. Spritzgießmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einstellvorrichtung (8) zur Einstellung der Metallformhalteplatte (6) in eine bestimmte Lage und ein Formhalterungsteil (9), das auf beiden Seiten der Metallformhalteplatte (6) vorgesehen ist, um diese zu halten.

6. Spritzgießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Formzuhaltevorrichtung (20) eine an der Metallformhalteplatte (6) angebrachte hydraulische Kolben/Zylindereinheit (22) vorgesehen ist.