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Spritzgußmaschine für wärmeformbare Massen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Spritzgeßmaschine für wärmeformbare Massen, in der in einem Spritzgang
mindestens zwei Formstücke hergestellt werden.
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Die Leistung einer Spritzgußmaschine für wärmeformbare Massen ist
nicht allein durch die Größe des zur Verfügung stehenden Spritzdruckes und die Heizkapazität
des Heizzylinders bestimmt; eine gleiche wesentliche Bedeutung ist dem Formenschließdruck
beizumessen.
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Beim gleichzeitigen Spritzen mehrerer Formstücke geringeren Volumens,
aber großer Projektionsspritzfläche reicht oftmals der Formenschließdruck nicht
aus, den je Spritzkolbenhub verfügbaren Heizzylinderinhalt voll auszunutzen. Beim
Verspritzen der ganzen je Kolbenhub möglichen Menge übersteigt dann der auf die
Projektionsspritzfläche wirkende hydrostatische Druck der flüssigen Spritzmasse
den die Formenhälften zusammenhaltenden Schließdruck, die Form klafft auseinander.
Gratbildung und nicht verwendbare Kümmerlinge, vielleicht auch Bruch der Maschine
wären die unausbleiblichen Folgen.
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Hieraus geht hervor, daß die Größe des Formenschließdruckes die größtmögliche
Projektionsspritzfläche bestimmt oder umgekehrt.
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Der Größe des Formenschließdruckes wiederum ist nach dein Elementargrundsatz:
Eine Konstruktion ist nie stärker als ihr schwächster Teil« durch die Bemessung
des den Kraftschluß herstellenden Gestelles bzE. der Verbindungsstreben eine Grenze
gesetzt.
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Bei neu zu schaffenden Maschinen besteht durchaus die Möglichkeit,
durch entsprechend kräftige Ausbildung des Maschinengestells bzw. der Verbindungsstreben,
die den Formenschluß aufzunehmen haben, und verstärkter Ausführung des Formenschlußantriebes
größte Ausspritzmenge je Spritzkolbenhub und größte Projektionsspritzfläche miteinander
in Einklang zu l>ringen.
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Dies führt aber zu einer Überbemessung der Spritzgußmaschine. die
für normale Arbeitsverhältnisse eine unnötige Kraft- und Werkstoffvergeudung bedenten
würde.
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Die Erfindungsaufgabe besteht darin, bei Spritzgußmaschinen für wärmeformbare
Massen den beim Spritzvorgang in der Form
auftretenden Spritzdruck,
der durch die Formenschließvorrichtung aufgenommen werden muß, bei gleicher Leistungsfähigkeit
der Maschine herabzusetzen bzw, bei einem gegebenen Schließdruck die Leistungsfähigkeit
der Maschine zu erhöhen, ohne daß dabei der Formenschließdruk über die zulässige
Grenze erhöht wird. Voraussetzung ist dabei, daß in einem Spritzvorgang gleichzeitig
mehrere selbständige Formstücke gespritzt werden.
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß mindestens zwei aus je zwei
Formenhälften oder Formenplatten bestehende, durch einen gemeinsamen Kanal mit der
Spritzdüse verbundene und durch eine gemeinsame Formenschließvorrichtung zusammengehaltene
Formen in der Richtung des Formenschließdrucks derart hintereinandergeschaltet sind,
daß die beim Spritzen entstehenden Drücke sich zum Teil gegenseitig aufheben. Dadurch
wird erreicht, daß die einzelnen selbständigen Formenstücke auf zwei oder mehrere
Formen verteilt werden können. Wenn es sich in den hintereinandergeschalteten Formen
um die Herstellung gleicher Spritzlinge handelt, dann halten sich die Kräfte, die
an den Teilen zwischen den beiden äußersten Formenhälften oder Formenplatten angreifen,
vollkommen das Gleichgewicht; andernfalls bleibt ein Differenzdruck übrig. Auf die
Schließvorrichtung macht sich aber nur ein Druck geltend, der der größten Projektionsfläche
eines Formlings oder der in einer Form enthaltenen Formlinge entspricht.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Spritzfläche zu vervielfachen,
ohne den Formenschließdruck zu erhöhen. Die praktische Bedeutung dieser Erfindung
wird am treffendsten durch nachstehendes Beispiel beleuchtet: Auf einer Kunstharzspritzgußmaschine
mit einer Spritzleistung von 30 cm3 je Schuß und 30 000 kg Formenschließdruck sollen
zwei Stück 71 2" Kämme je Hub gespritzt werden.
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Die zwei Kammformen sind, wie allgemein üblich, nebeneinander in eine
Ebene gelegt.
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Der Hubinhalt des Zylinders reicht in diesem Falle wohl aus, die Form
beider Kämme zu füllen, der Schließdruck von 30 000 kg hält jedoch der Treibkraft
der flüssigen Masse nicht stand, so daß die Form auseinanderklafft und einwandfreie
Spritzlinge nicht erzeugt werden können. Es läßt sich so nur ein 71.2" Kamm je Schuß
herstellen.
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Um die Spritzgaßmaschine voll auszunutzen, ein Kamm wiegt 14g, bliebe
mithin nur der Weg der Verstärkung ler Verbindungsstreben und Verstärkung des Formenschließantriebes.
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Mit anderen Worten: eine Maschinenbauart.
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Durch die Erfindung der Unterteilung der Spritzebenen, also Hintereinanderlegung
der zwei Kammformen, ermöglicht jedoch die zweckentsprechende Ausbildung der Spritzform
gemäß dem Erfindungsgedanken eine volle Spritzausnutzung der Maschine bei ausreichendem
Schließdruck von 30 000 kg.
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Als weiteres Beispiel sei eine Spritzgußmaschine für 250 cm3 Spritzleistung
je Hub ausgenommen, deren Formenschließdruck für eine Projektionsspritzfläche von
500 cm2 mit 300 000 kg berechnet ist. Bei voller Spritzleistung wäre es mithin möglich,
eine Platte 250 von = 0,5 cm Stärke je Hub zu spritzen.
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500 Die zu spritzenden Formstücke sollen in diesem Beispiel aber
eine Stärke von 0,25 cm haben. Bei der bisher gebräuchlichen Formenausbildung würde
die Maschine dann nur 125 cm3 je Schuß verspritzen können. Beim Spritzen der Platten
in zwei Ebenen reicht jedoch der Schließdruck vollkommen aus, um den vollen Spritzzylinderinhalt
von 250 cm3 je Hub zu verspritzen.
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Hieraus folgt, daß in allen Fällen, bei denen die Schließkraft voraussichtlich
bis an die Grenze in Anspruch genommen würde, eine Ebenenunterteilung die Maschine
schont und für die Erzeugung einwandfreier Spritzlinge dienlich ist.
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Abb. 1 zeigt eine Ausführungsart einer Mehrfachebenenspritzform im
Schnitt und Aufriß, Abb. 2 eine Vorderansicht nach Schnitt I-I, Abb. 3 einen Teil
der Form im Grundriß, Abb. 3a eine Einzelheit, Abb. 4 im vergrößerten Maßstab die
drehbare Düse in Vorderansicht.
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Die übliche Ausführung des Formenschlusses an Spritzgußmaschinen
für wärmeformbare Massen besteht aus einem festen Formschlitten 1 und einem beweglichen
Formschlitten 2, an deren inneren Seiten die Formplatten 3 und 4 festgeschraubt
sind.
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Während des Spritzvorganges werden beide Platten durch den Formenschließantrieb
mit entsprechendem Druck zusammengehalten. Die flüssige Spritzmasse wird dann aus
dem Heizzylinder 5 durch die Düse 6 in die Hohlräume der geschlossenen Form eingepritzt.
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Nach entsprechender Kühlzeit wird die Form selbsttätig geöffnet und
der Spritzling durch Auswerfer aus der Form herausgeworfen.
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Der Ablauf der einzelnen Arbeitsfolgen wird automatisch geregelt.
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Gemäß dem Erfindungsgedanken ist außerdem ein beweglicher Formenmittelteil
7 angeordnet, der an jeder Seite je eine zusätzliche Formplatte 8, 9 trägt.
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Die beim Zusammenfahren des beweglichen Formschlittens eingeschlossenen
Hohlräume werden hierdurch zum Zweck der
Herabminderung des gegen
die Spritzflächen wirkenden Treibdruckes der flüssigen Masse verdoppelt.
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Der Spritzvorgang spielt sich wie folgt ab : Die flüssige Spritzmasse
wird aus dem Heizzylinder 5 durch die Düse 6 in die Hohlräume der zusammenpassenden
Formplatten 3, 8 und gleichzeitig durch den Spritzkanal 10 hindurch in die Hohlräume
der Formplatten 4, 9 eingespritzt.
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Nach dem Erkalten der Spritzlinge wird der bewegliche Formschlitten
2 durch den Formenschließantrieb automatisch nach rechts bewegt. Durch einen gesteuerten
Sperrhaken 11 ist der Formenmittelteil 7 während einer Wegstrecke des Öffnungswegs
mit dem Formschlitten 2 verbunden, so daß der Teil 7 mit dem darin befindlichen
Spritzling 12 sich gleichfalls nach rechts bewegt. Nach Zurücklegung der kurzen
Wegstrecke a, die zum Herausziehen des Eingusses 10a aus der Düse 6 erforderlich
ist (dieser Zustand ist in Fig. 1 dargestellt@, wird die im Mittelteil 7 verschiebbar
gelagerte Zahnstange 14 durch seitlich im Führungsgestell angeordnete Kurven 15,
16 während der Wegstrecke b zwangsläufig verschoben, wodurch das in die Zahnstange
14 eingreifende Zahnritzel 17, das mit der drehbaren Düse 18 ein Stück bildet, eine
kleine Drehbewegung ausführt. Durch diese Drehbewegung wird der im Kanal 10 der
drehbaren Düse 18 befindliche Einguß von den Zuführungskanälen 19, 19a der Spritzlinge
in den Formplatten 8, 9 abgeschert, und der Düsenkanal 10 kommt über das Nadelführungsloch
20 der Formplatte 9 zu stehen. In diesem Zeitpunkt werden die linksseitigen Spritzlinge
frei, und die entweder durch Feder 22 oder auch zwangsläufig bewegten Ausstößer
23 werfen die linksseitigen fertigen Spritzlinge aus der Form heraus. Bei der Weiterbewegung
des Formschlittens 2 während der Wegstrecke c tritt nun die Nadel 24 in den Kanal
10 ein und stößt den Kanaleinguß 10a nach links heraus. In diesem Zeitpunkt wird
der Sperrhaken 11 durch Kurvenaushebung ausgelöst, der Mittelteil @ bleibt stehen,
und der Formschlitten 2 mit der Formplatte 9 gibt auf der Wegstrecke d den nötigen
Raum zum Herauswerfen der rechtsseitigen Spritzlinge frei, die durch die Ausstößer
27 herausgedrückt werden.
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Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist die in der Traverse 28 der Führungssäulen
29, 30 fest gelagerte Nadel 24 seitlich versetzt zur Einspritzdüse angeordnet, damit
während des Spritzvorganges der Kanal 10 geschlossen ist.
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Beim Schließen der Form tritt die Nadel 24, da diese während der
Bewegung des Schlittens 2 stehenbleibt, aus dem Mittelteil 7 heraus, die Düse 18
wird zurückgedreht, so daß wieder Einspritzkanal 10 und Einspritzdüse 6 übereinander
zu stehen kommen.
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Beim Arbeiten mit Mehrfachdüsenheizzylinder bleibt die Anordnung
der Form die gleiche, nur daß an Stelle des einen Einspritzkanals und der einen
Durchstoßnadel diese entsprechend der Düsenanzahl vorgesehen sind. Die Steuerung
der drehbaren Düse erfolgt auch dann genau wie beschrieben.