DE60001934T2 - Eine einheit zum antrieb der stange eines schliesselementes in eine form zum spritzgiessen von kunststoffen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einheit zum Antreibender Stange eines Verschlusselements in einer Form zum Spritzgießen von Kunststoffen, und zwar vom im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Typ.
• Eine mit einer herkömmlichen Antriebseinheit ausgestattete Spritzgussform ist in 1 im Teilschnitt dargestellt. Eine erhitzte Düse 10 ist unterhalb einer erhitzten Platte 11 angebracht, um das geschmolzene Kunststoffmaterial aus einem Zufuhrrohr 12 aufzunehmen und durch ein Einspritzrohr 14 und ein unteres Einspritzloch 15 in einen Einspritzhohlraum 13 zu spritzen.
• Eine Verschlussstange 16 verschiebt sich koaxial innerhalb des Einspritzrohrs 14, wobei die Axialposition der Stange 16 von einer oberen Antriebseinheit gesteuert wird, welche im Allgemeinen mit 17 bezeichnet ist und in einem in einer oberen Platte 19 gebildeten Hohlraum 18 untergebracht ist. Die Antriebseinheit 17, welche pneumatisch betrieben wird, umfasst einen Zylinder 20, in dem sich ein Kolben 21, mit welchem das obere Ende 16a der Stange 16 verbunden ist, vertikal verschieben kann.
• Die vertikale Bewegung des Kolbens 21 und der Stange 16 wird hervorgerufen, indem ein Betriebsfluid (Luft) abwechselnd durch ein Einlassrohr 22 und ein Einlassrohr 23 geschickt wird, welche Rohre in der oberen Platte 19 gebildet sind und in der oberen bzw. unteren Position mit dem Höhlraum 18 in Verbindung stehen, um zwecks Anhebung oder Absenkung des Kolbens 21 das Betriebsfluid durch ein Rohr 24 oder ein Rohr 25 dem Zylinder 20 zuzuführen. Bekanntermaßen blockiert das untere Ende 16b der Stange 16 in der (nicht dargestellten) abgesenkten Position das Einspritzloch 15, während das Einspritzloch in der (in 1 dargestellten) angehobenen Position offen ist, um Kunststoffmaterial, das aus dem Rohr 14 der Düse 10 gespritzt wird, bis zum Formungshohlraum 13 durchzulassen.
• Um zu verhindern, dass das eingespritzte Material die Antriebseinheit 17 erreicht, ist eine vergütete Stahlabdichtungshülse 26 vorgesehen und in einem Hohlraum 27 in der Heißplatte 11 untergebracht; die Abdichtungshülse 26 ist an der verschiebbaren Stange 16 befestigt. Ein Druckring 28 ist zwischen der Heißplatte 11 und der oberen Platte 19 eingeschoben. Eine Verschlussabdeckung 29 ist an der oberen Platte 19 befestigt, um die Antriebseinheit 17 oben festzuhalten.
• Eine herkömmliche Antriebseinheit dieses Typs erfordert zahlreiche Dichtungen; zusätzlich zu zwei Dichtungen 30 und 31 zwischen dem Kolben 21 und dem Zylinder 20 befindet sich eine Dichtung 32 zwischen der Abdeckung 29 und der oberen Platte 19, befinden sich zwei Dichtungen 33 und 34 zwischen der oberen Platte 19 und dem stationären Zylinder 20 und ist eine weitere Dichtung 36 an einem erweiterten Element 37, das als Anschlag für die Stange 16 fungiert, angebracht.
• Spritzgussformen, die mit Antriebseinheiten ausgestattet sind, welche wie obenstehend beschrieben konfiguriert sind, haben einen Nachteil praktischer Natur, wenn es notwendig ist, Einstellungs- oder Wartungsoperationen an einer oder mehreren Verschlussstangen durchzuführen, zum Beispiel, wenn es notwendig ist, eine verschlissene Stange auszutauschen oder ein Einspritzrohr von Abfallanhäufungen zu befreien. Um zu einer Einspritzdüse Zugang zu erhalten, ist es beispielsweise notwendig, die obere Platte 19 und mit ihr alle Verschlusseinheiten der verschiedenen Einspritzdüsen zu entfernen, von denen es im Fall, dass die Form mehrere Düsen und zahlreiche Formungshohlräume umfasst, eine beträchtliche Anzahl (48 oder mehr) geben kann. Während der Entfernung der oberen Platte 19 werden somit alle Stangen der verschiedenen Verschlusseinheiten entfernt.
• Da eine derartige Funktion im heißen Zustand ausgeführt wird, um die Entfernung der Stangen zu ermöglichen, tendiert das Kunststoffmaterial dazu, durch die Abdichtungshülsen 26 anzusteigen und somit an Oberflächen abgelagert zu werden, welche jedoch sauber bleiben sollten. Sobald die Wartungs- oder Einstellungsoperation an der Düse oder den Düsen, welche dies benötigten, durchgeführt wurde, ist es daher notwendig, die Oberflächen, an denen sich während des Betriebs Kunststoffmaterial abgelagert hatte, für alle Düsen der Form zu reinigen, bevor die obere Platte mit den jeweiligen Stangen und Verschlusseinheiten erneut zusammengesetzt wird.
• Wie zu verstehen ist, ist die Entfernung der oberen Platte, komplett mit Verschlusseinheiten und Stangen, ein komplexer Vorgang, vor allem jedoch erfordert die sorgfältige Reinigung an vielen Stellen der Form, wie obenstehend erwähnt, lange Stillstandsperioden des Apparats und ist daher kostspielig.
• Überdies ist es notwendig, während der Wiederzusammensetzung der Verschluss- einheften besonders auf die verschiedenen Dichtungen zu achten und dabei sicherzustellen, dass sie vor dem erneuten Schließender Form richtig positioniert sind.
• Ein Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Antriebseinheit, bei welcher der Kolben leicht von seiner Stange gelöst werden kann, ohne dass letztere von der Düse entfernt werden müsste.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht im Vorschlagen einer Antriebseinheit, welche leicht zu installieren und zu warten ist und welche die obenstehend besprochenen Probleme des Stands der Technik vermeiden kann.
• Diese Ziele werden gemäß der vorliegenden Erfindung mittels einer Antriebseinheit mit den in Anspruch 1 dargelegten charakteristischen Eigenschaften erreicht.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Antriebseinheit mit einem verbesserten und vereinfachten System zum Einstellen der Verschiebbarkeit der Verschlussstangen; insbesondere sollten die Einstellung der Verschieb barkeit und die Entfernung der Stange bei einer bestimmten Antriebseinheit unabhängige
• Vorgänge sein.
• Dieses weitere Ziel wird wiederum erfindungsgemäß mittels einer Antriebseinheit mit den in Anspruch 4 definierten charakteristischen Eigenschaften erreicht.
• Wiederum ein weiteres Ziel der Erfindung besteht im Formen von Fabrikaten, welche in den Bereichen der Einspritzpunkte keine offensichtlichen Markierungen an ihren Oberflächen aufweisen, wenn diese Stellen an Oberflächen liegen, die zur Verschlussstange nicht lotrecht sind.
• Dieses Ziel wird wiederum erfindungsgemäß auch mittels einer Antriebseinheit mit den in Anspruch 5 definierten charakteristischen Eigenschaften erreicht.
• Weitere wichtige Charakteristika sind in den anderen Unteransprüchen beansprucht. Die Charakteristika und Vorteile der Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform klar hervor, welche unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen dargelegt ist, und zwar anhand eines nicht einschränkend gedachten Beispiels, wobei:
• 1 ein schematischer vertikaler Schnitt durch eine herkömmliche Antriebseinheit ist,
• 2 und 3 schematische Ansichten sind, welche einen Teil einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit im Schnitt darstellen, und zwar in zwei entgegengesetzten Betriebspositionen,
• 4 eine Ansicht ist, welche die Antriebseinheit der 2 und 3 im Schnitt und im vergrößerten Maßstab darstellt,
• 5 eine Draufsicht auf ein mit der Antriebseinheit der 4 zusammenwirkendes Schlüsselelement ist, und
• 6 und 7 schematische Ansichten sind, welche das Detail des unteren Endes einer Verschlussstange von zwei verschiedenen Ausführungsformen darstellen.
• Unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 4 und unter Verwendung derselben Bezugsziffern, wie sie zur Bezeichnung der unter Bezugnahme auf 1 bereits erwähnten, entsprechenden Elemente und Teile verwendet wurden, ist eine erfindungsgemäße Antriebseinheit 17 in einer in einer Heißplatte 11 gebildeten Aufnahme 40 angebracht.
• Der Zylinder 20 hat die Form einer umgekehrten Schale mit Seitenwänden 41 und einem oberen Ende 42, welches oben durch eine obere Platte 19 verschlossen ist.
• In der oberen Platte 19 sind die Rohre 22 und 23 gebildet, um einen Strom von Betriebsluft in den Zylinder 20 zu leiten bzw. das Absenken und Anheben des Kolbens 21, welcher im Zylinder 20 vertikal verschiebbar ist, zu bewirken. Eine Öffnung 43 ist im . oberen Ende 42 des Zylinders gebildet, und zwar in einer im Wesentlichen zentralen Position, welche mit der Position des Einlassrohrs 22 übereinstimmt; die in den Seiten wänden 41 des Zylinders gebildeten Rohre 44 stellen eine Verbindung zwischen dem Einlassrohr 23 und den Unterseiten des Kolbens 21 her, um diesen anzuheben. Die Seitenwand 41 des Zylinders bildet einen unteren, zylindrischen, ringförmigen Fortsatz 50, welcher in der Aufnahme 40 befestigt ist und in engem Kontakt mit deren Umfangswand 45 steht, und eine radiale Fläche 51, die an einer radialen Fläche 11b der Heißplatte 11 axial anstoßen kann.
• Die Begriffe „lateral", „radial" und „axial", wie sie hier verwendet werden, sollten, falls nicht anders angegeben, in Bezug auf die Längsachse x der Stange 16 gedeutet werden. Die Unterseite des Kolbens 21 besitzt eine Vertiefung 46, welche auf der einen Seite eine Unterschneidung 47 bildet, und zwar in einer Größe zur Unterbringung des erweiterten Kopfes 16a der Stange 16 mit einem vorbestimmten minimalen Axialfreiwinkel. Auf der der Unterschneidung 47 gegenüberliegenden Seite bildet die Vertiefung 46 einen Leerraum, welcher gestattet, dass sich der Kolben relativ zur Stange transversal verschiebt, wenn es notwendig ist, diese beiden Elemente zu trennen, wie weiter untenstehend erläutert.
• Der äußere und obere Seitenabschnitt des Kolbens 21 trägt eine Dichtung 48, welche eine abdichtende Wirkung in Bezug auf die Innenseite der Seitenwand 41 des Zylinders 20 ausübt. Der Kolben 21 besitzt einen unteren, äußeren, ringförmigen Fortsatz 21a, der in einer radialen Unterseite 49 endet. Die untere Taktende-Position des Kolbens 21, welche mit jener Position übereinstimmt, bei der das Einspritzloch 15 blockiert ist, wird durch das Anstoßen der Unterseite 49 des Kolbens an einem ringförmigen Element 52 von kalibrierter axialer Dicke definiert, welches im Boden der Aufnahme 40 in der Heißplatte 11 untergebracht ist.
• Wiederum erfindungsgemäß ist, wie deutlicher in 4 dargestellt, an einem oberen Abschnitt der Stange 16 eine flache Seite 53 gebildet, so dass die Stange am Drehen um ihre eigene Längsachse gehindert wird, um die Stange in einer vorbestimmten Winkelposition zu halten. Die flache Seite 53 wirkt mit einem in 5 einzeln dargestellten Schlüsselelement 54 zusammen, welches solcherart montiert ist, dass es am Drehen relativ zur Heißplatte gehindert wird und auf der Oberseite 26a der Hülse 26 ruht. Im dargestellten Beispiel ist das Schlüsselelement 54 gabelförmig und besitzt auf der einen Seite einen radialen Fortsatz 55, der von der Heißplatte rotierend gesperrt wird, und auf der gegenüberliegenden Seite ein Paar entgegengesetzter Fortsätze 56; zwischen denen eine Kante 57, die auf die flache Seite 53 der Stange 16 einwirken kann, definiert ist.
• Das Schlüsselelement 54 wird mittels einer Ringmutter 58 von umgekehrt schalenartiger Form, welche einen unteren zylindrischen Abschnitt 59 aufweist, in dem ein Gewinde 60 zum Aufschrauben der Ringmutter auf die Heißplatte 11 gebildet ist, axial gegen die Oberseite 26a der Abdichtungshülse 26 gehalten.
• Die Einheit funktioniert wie folgt: Ein Kunststoffmaterial wird durch das Zufuhrrohr 12 eingespritzt, und gleichzeitig werden der Kolben 21 und die Stange 16 angehoben, indem Luft durch das Rohr 23 geschickt wird, um die Konfiguration der 3 zu erreichen. Wird die Stange 16 nach oben eingefahren, so öffnet sie das Einspritzloch 15. Sobald der Formungshohlraum 13 gefüllt ist, wird das Einspritzen gestoppt, indem Betriebsluft durch das Rohr 22 geschickt wird, was zum Absenken des Kolbens 21 und der Stange 16, deren unteres Ende das Einspritzloch schließt, führt (2).
• Wenn es notwendig ist, eine bestimmte Antriebseinheit zu bedienen, wird der Zylinder 21 zuerst bis zu seiner oberen Taktende-Position angehoben, indem durch das Rohr 23 Luft geschickt wird; die obere Platte 19 wird danach von der Heißplatte 11 entfernt, und es ist möglich, nur jene Verschlusseinheit oder -einheiten zu bedienen, welche die Bedienung benötigt bzw. benötigen, wodurch die anderen Verschlusseinheiten der Form ungestört bleiben. Um Zugang zur Stange 16 zu erhalten, wird der Zylinder 20 vertikal aus der Aufnahme 40 in der Heißplatte genommen und wird der Kolben 21 transversal in die in 4 durch den Pfeil A angezeigte Richtung verschoben, wodurch der Kopf der Stange 16 freigegeben wird. Die Ringmutter 58 wird danach losgeschraubt, und das Schlüsselelement 54 kann entfernt und die Stange 16 aus der Abdichtungshülse 26 und der erhitzten Düse 10 genommen werden.
• Um die axiale Verschiebbarkeit der Stange 16 anzupassen, sobald der Zylinder 20 und der Kolben 21 entfernt wurden, kann das ringförmige Element 52, welches diese Verschiebbarkeit definiert, aus der Aufnahme 40 genommen und durch ein ähnliches, dickeres oder dünneres Element ersetzt werden oder kann in seiner Aufnahme ausgetauscht werden, nachdem es dünner gemacht wurde. Wie festzustellen ist, lässt das ringförmige Element 52 nach der Wiederzusammensetzung der Antriebseinheit die ursprüngliche Verschiebbarkeit der Stange unverändert, ohne dass irgendeine Anpassung nötig wäre, wenn der Betrieb keine Anpassung der Verschiebbarkeit erfordert.
• Es ist zu erkennen, dass bei der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum im einleitenden Teil der Beschreibung besprochenen Stand der Technik die Anzahl der Dichtungen auf ein Minimum reduziert ist; dies beschleunigt die Arbeitsvorgänge des Wiederzusammensetzens, welche herkömmlicherweise eine besondere Sorgfalt in Hinblick auf die erneute Positionierung der Dichtungen erforderten, die wiederum die Ursache für eine weitere und nachfolgende Wartungsoperation sein könnten, wären sie nicht richtig angeordnet.
• Es ist auch anzumerken, dass zur Entfernung des ringförmigen Elements 52 der Kolben vorteilhafterweise entfernt werden kann, ohne die Stange notwendigerweise von der Düse entfernen zu müssen.
• Vor allem ist zu erkennen, dass es gemäß der vorliegenden Erfindung notwendig ist, vor dem Wiederzusammensetzen der Einheit, an der eine Operation ausgeführt wurde, eine Reinigung durchzuführen, welche sich nur auf die Verschlusseinheit oder -einheiten, aus der bzw. denen die Stangen entfernt wurden, beschränkt, was zu einer beträchtlichen Zeit- und Kostenersparnis führt.
• Die Aufnahme mit der Unterschneidung, welche den Kopf der Stange axial am Kolben festhält, garantiert eine genaue und dauerhafte Verkoppelung, welche keinerlei Wartung erfordert und, im Gegensatz zu den herkömmlicherweise verwendeten Gewindekupplungen, eine perfekte Vertikalität der Stange gewährleistet.
• Schließlich ist die Beibehaltung einer bestimmten Winkelausrichtung durch die obenstehend beschriebene Schlüsselkonfiguration besonders nützlich, wenn die Oberfläche des Formungshohlraums im Bereich des Einspritzlochs gekrümmt oder relativ zur durch das Loch gehenden Ebene geneigt ist. Um zu verhindern, dass eine sichtbare Markierung an dieser Stelle am geformten Fabrikat zurückbleibt, kann das untere Ende 16b der Stange 16 eine Endfläche 16c aufweisen, die solcherart geformt ist, um mit der Oberfläche des Formungshohlraums auf gleichem Niveau zu sein, beispielsweise um geneigt zu sein wie in 6 oder gekrümmt wie in 7. In Fällen wie diesen ermöglicht der Schlüssel die Beibehaltung der Ausrichtung der Stange 16.
• Natürlich können sich die Formen der Ausführungsform und die Konstruktionsdetails im Verhältnis zu jenen, die rein anhand eines nicht einschränkend gedachten Beispiels beschrieben und veranschaulicht wurden, weitgehend unterscheiden, ohne dabei vom Umfang der Erfindung, wie er in den angeschlossenen Ansprüchen definiert ist, abzuweichen, wobei das Prinzip der Erfindung dasselbe bleibt.

Claims (9)

1. Einheit zum Antreiben der Stange eines Verschlusselements in einer Form zum Spritzgießen von Kunststoffen, wobei die Einheit ein Kolbenelement (21) umfasst, das in einem Zylinderelement (20) verschiebbar und an eine Verschlussstange (16) anschließbar ist, die in einem Einspritzrohr (14) zwischen einer ausgefahrenen Position, in welcher sie ein Einspritzloch (15) blockiert, und einer Einspritzposition, in welcher sie in das Einspritzrohr zurückgeschoben ist, verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (21) eine Eingriffsaufnahme (46, 47) zur Unterbringung eines oberen Endabschnitts (16a) der Stange (16) besitzt, wobei die Eingriffsaufnahme solcherart gestaltet ist, um zu erlauben, dass das Kolbenelement,(21) relativ zur Axialrichtung der Bewegung der Stange (16) transversal verschoben wird, um das Kolbenelement von der Stange zu lösen.
2. Antriebseinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffsaufnahme eine Vertiefung (46) umfasst, welche auf der einen Seite eine Unterschneidung (47) bildet, und zwar in einer Größe zur Unterbringung des erweiterten Kopfendes (16a) der Stange mit einem vorbestimmten minimalen Axialfreiwinkel, und die Vertiefung (46) auf der der Unterschneidung gegenüberliegenden Seite einen Leerraum bildet, welcher gestattet, dass sich der Kolben relativ zur Stange transversal verschiebt, um von dieser gelöst zu werden.
3. Antriebseinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf der Heißplatte (11) einer Form in einer zwischen der Heißplatte (11) und einer oberen Platte (19) eingeschobenen Position angebracht sein kann, um nach der Entfernung der oberen Platte (19) von der Heißplatte (11) zugänglich zu sein und unabhängig von den anderen Verschlusseinheiten aus der Form herausnehmbar zu sein.
4. Antriebseinheit gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiters ein herausnehmbares Element (52) von kalibrierter axialer Dicke umfasst, welches zwischen dem Kolbenelement (21) und der Heißplatte (11) axial eingeschoben sein kann und in seiner Taktende-Position, die dem Zustand entspricht, in dem das Einspritzloch (15) blockiert ist, eine Stoßfläche für das Kolbenelement (21) bildet.
5. Antriebseinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Eingriffseinrichtung (54) in Verbindung steht, die am Drehen gehindert wird und eine Form aufweist, die zumindest teilweise jener eines Abschnitts (53) der Stange (16) mit nicht rundem Querschnitt entspricht, um die Stange am Drehen um ihre eigene Längsachse zu hindern.
6. Antriebseinheit gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffseinrichtung (54), die am Drehen gehindert wird, lösbar (58) auf der Heißplatte angebracht sein kann.
7. Antriebseinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffsaufnahme (46, 47) zur Unterbringung eines oberen Endabschnitts (16a) der Verschlussstange (16) mit einem minimalen und vorbestimmten Axialfreiwinkel gestaltet ist.
8. Antriebseinheit gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement eine im Allgemeinen umgekehrt schalenartige Form aufweist, und zwar mit der Eingriffsaufnahme (46, 47) für das Kopfende (16a) der Stange (16) in der Mitte und mit einem ringförmigen Fortsatz (21a) mit einer Endfläche (49), die an das herausnehmbare Element (52) von kalibrierter axialer Dicke stoßen kann, im Außenbereich.
9. Antriebseinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderelement (20) eine im Allgemeinen umgekehrt schalenartige Form aufweist, so dass es zwischen der Heißplatte (11) und der oberen Platte (19) festgeklemmt werden kann, wobei das Zylinderelement (20) eine Seitenwand (41) mit einer Fläche (51) zum Anstößen an einer radialen Fläche (11b) der Heißplatte (11) besitzt; sowie ein oberes Ende (42), das eine Fläche zum Anstoßen an der oberen Platte (19) aufweist.