DE7107699U

DE7107699U - Spritzgießmaschine

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Publication number: DE7107699U
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Publication date: 1971-11-04

Description

PATE NTANWÄLTE DR. ING. OTTO STÜRNER · D R. FRIEDRICH E. M AYER

Karl Hehl, 7291 Loßburg/Württ., Siedlung 183 Spritzgießmaschine

Das Gebrauchsmuster bezieht sich auf eine Spritzgießmaschine mit wenigstens einer wahlweise derart an die Formschließeinheit anschließbaren Spritzeinheit, daß sowohl ein Ein-.spritzen des Kunststoffes quer zur Trennfuge der Gießform als auch ein Einspritzen in die Trennfuge möglich ist, wobei die den Zuhaltedruck aufbauenden hydraulischen Antriebszylinder (Druckzylinder) durch ein Formstück bzw.. Aggregat (Zylinderformstück) gebildet sind, an dessen Stirnseite die stationäre Gießformhälfte abgestützt ist, während die bewegbare Gießformhälfte von einem Träger aufgenommen ist, der auf den Kolbenstangen der Kolben der Druckzylinder sitzt, an denen Hilfszylinder (6) zum öffnen der Gießform koaxial angeflanscht sind, deren Kolben mit den Kolben der Druckzylinder eine Bewegungseinheit bilden.

Bei einer Spritzgießmaschine vergleichbarer Art, die jedoch keine koaxialen Hilfszylinder aufweist, ist die quer zur Trennfuge spritzende Spritzeinheit mittels Trägerholme in Anschlußir.uffen des Zylinderformstückes auf der der Gießform abgewandten Stirnseite anschließbar. Diese Spritz-

einheit oder eine weitere Spritzeinheit ist mit Hilfe eines an der Breitseite des Zylinderformstückes geführten Schlittens derart an das Zylinderformstück anschließbar, daß mit ihr in die Trennfuge der Gießform gespritzt werden kann. Auf diese Weise ist wahlweise eine Einspritzung quer zur Trennfuge oder in die Trennfuge oder eine gleichzeitige Einspritzung sowohl quer zur Trennfuge, als auch in die Trennfuge möglich (DOS 1 778 350).

Es ist auch an sich bekannt, bei einer hydraulischen Antriebsvorrichtung zum Beispiel für eine Spritzgießmaschine

koaxial zu den Druckzylindern Hilfszylinder anzuordnen, deren Kolben mit den Kolben der Hauptzylinder bzw. Druckzylinder eine Bewegung&einheit bilden. Mit einem solchen aus Druckzylinder und koaxialen Hilfszylindern bestehenden hydraulischen Antriebssystem können auf einfache Weise vielfältige Antriebsfunktionen ausgeübt werden (französische Patentschrift 939 315, insbesondere Fig. 5). Beispielsweise kann der Hub der Kolben der Druckzylinder zum Aufbau des Zuhaltedrucks genutzt werden und durch Beaufschlagung der Kolben der Hilfszylinder die Gießform geöffnet werden (deutsche Offenlegungsschrift 1 576 162, schweizerische Patentschrift 496 536, Fig. 1, 3, 4 und 5).

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießmaschine der eingangs genannten Gattung mit einem einfachen hydraulischen Antriebssystem derart auszubilden, daß die Voraussetzungen für einen einfachen, kompendiösen Aufbau der Spritzeinheit vorliegen und deren Anschluß- und Zentriereinrichtungen leicht zugänglich und betätigbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trägerholme der quer zur Trennfuge arbeitenden Spritzeinheit an den Hilfszylindern zentrierend und lösbar

befestigt sind.

Zvreckmäßigerweise sind die Trägerholme 7 der Spritseinheit koaxial an die Hilfszylinder angeschlossen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Trägerholme gleichzeitig die Kolbenstangen für die Kolben der die Spritzeinheit auf die Gießform auffahrenden und gegebenenfalls auch absetzenden hydraulischen Antriebszylinder (Auffahrzylinder).

Die eigentlichen Zylinder der Auffahrzylinder sind durch Bohrungen in einer Brücke gebildet, die die Spritzeinheit aufnimmt.

Vorteilhafterweise weisen die Hilfszylinder rückseitig einen zentralen Zentrierraum auf, in denen die freien Enden der Trägerholme eintauchen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die teilweise längsgeschnittene Spritzgießmaschine in Draufsicht (ohne Maschinenfuß und ohne Gießform sowie Gießformträger für die bewegbare Gießformhälfte),

Fig. 2 die Spritzgießmaschine gemäß Fig. 1 in Draufsicht (ohne Maschinenfuß) in kleinerem Maßstab,

Fig. 3 das Zylinderformstück gemäß Fig. 1 und 2 in Stirnansicht,

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Pig. 4 das Zylinderformstück gemäß Fig. 3 mit angeflanschten Hilfszylindern in Rückansicht,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus der Spritzgießmaschine im Bereich des stationären Kolbens eines Auffahrzylinderβ,

Fig. 6 ein Schnitt nach Linie VI - VI von Fig. 5,

Fig. 7 ein Ausschnitt aus der Spritzgießmaschine im Bereich der Anschlußeinrichtung für die Spritzeinheit,

Fig. 8 eine Ansicht der auf dem Trägerholm sitzenden Teile der Anschlußeinrichtung für die Spritzeinheit in einer Ansicht aus Richtung A von Fig. 9 und

Fig. 9 die Anordnung gemäß Figur 7 bei gelöstem Trägerholm in kleinerem Maßstab.

Von dem nicht gezeichneten Maschinenfuß ist ein verhältnismäi ig großes Formstück 1 aufgenommen. Das Formstück weist einen etwa rechteckigen Grundriß und einen zentralen Durchtrittskanal 30, 30' für den Plastifizierungszylinder PO auf. Es bildet zwei hydraulische Antriebszylinder (Druckzylinder), die den Zuhaltedruck für die Gießform aufbauen. Die Kolben der Druckzylinder sind in Bohrungen o«s formstücke s (Zylinderformstückes) gelagert. An der vorderen Stirnseite 4 des Zylinderformstückes 1 ist die stationäre Gießformhälfte 32 abgestützt, an der Zentrierung 30' zentriert und mit Hilfe der Befestigungslöcher 44 (Fig.3) befestigt. Die bewegbare Gießformhälfte ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, von einem Träger 3 aufgenommen, der auf den Kolbenstangen 2 der Kolben der Druckzylinder sitzt.

Das Zylinderformstück ist das Kernstück der Formspanneinheit; denn es trägt nicht nur die Gießformhälften, sondern auch die Spritzeinheit, gleichgültig ob diese quer zur Trennfuge oder in die Trennfuge der Gießform 31, 52 einspritzt. Im letzteren Falle sind die Trägerholme 7 der Spritzeinheit von einem Schlitten aufgenommen, der in den Führungen einer Breitseite des Zylinderformstückes 1 verschiebbar gelagert ist (nicht gezeichnet).

Die Spritzeinheit kann also wahlweise auf einen Anguß quer zur Trennfuge oder einen Anguß in die Trennfuge umgestellt werden. Auch ist es möglich, gleichzeitig mit zwei Spritzeinheiten sowohl quer zur Trennfuge als auch in die Trennfuge einzuspritzen.

An die beiden Druckzylinder des Zylinderformstückes sind mittels Flanschen 6» Hilfszylinder 6 koaxial befestigt.·

Die Kolben der Hilfszylinder 6 bilden mit den Kolben der Druckzylinder eine Bewegungseinheit. Das aus Druckzylindern und Hilfszylindern bestehende hydraulische System gestattet es, die Gießform mit kleiner Kraft zu schließen, mit großer Kraft zuzuhalten und wiederum mit kleiner Kraft zu öffnen.

Die in die Trennfuge arbeitende Spritzeinheit ist mit Hilfe der Trägerholme 7 an den Hilfszylindern 6 zentrierend befestigt. Der leicht lösbare Anschluß erfolgt stirnseitig an den Hilfszylindern und koaxial zu diesen.

Wie insbesondere auch aus den Figuren 7-9 ersichtlich, bilden die freien Enden der Hilfszylinder 6 einen Zentrierraum 39, der trichterförmig erweitert ist. In diese Zentrierräume tauchen die freien Enden der Trägerholme 7 ein.

Dabei ist ein exakter Paßsitz der zylindrischen Enden der Trägerholme 7 in den zylindrischen Abschnitten der Zentrierräume 39 nioht erforderlich. Di^ eigentliche. Zentrierung erfolgt nämlich in dem trichterförmig erweiterten Abschnitt des Zentrierraumes. Die Zentrierung wird mit Hilfe von Ringsegmenten 40, 41 bewirkt, die in Ringnuten der Trägerholme 7 von entsprechenden Abmessungen eingelegt sind. Die Ringsegmente haben trapezförmigen Querschnitt. Die Neigung ihrer Mantelfläche zur AcLse der Hilfszylinder 6 bzw. der Trägerholme 7 entspricht der Neigung der inneren Fläche des Zentrierraomes im Abschnitt der trichteinförmigen Erweiterung. Da die Ringsegmente 40, 41 die Mantelfläche der Trägerholme 7 radial überragen, ergibt sich eine Anlagefläche für eine Überwurfmutter 5, deren Innengewinde 43 mit einem Außengewinde 42 des zugehörigen Hilfszylinders verschraubbar ist. Der radial nach innen gerichtete Flansch der Überwurfmutter hintergreift die Anlageflächen der Ringsegmente 40, 41 und preßt beim Anziehen der überwurfmutter die zentrierende Mantelfläche der Ringsegmente 40 gegen die Innenflächen des Zentrierraumes 39 in seinem trichterförmig erweiterten Abschnitt. Die beschriebene Anschluß- und Zentriereinrichtung 5, 39, 40-43 ermöglicht ein verhältnismäßig leichtes und rasches Lösen der in die Trennfuge arbeitenden Spritzeinheit, um diese erforderlichenfalls in eine in die Trennfuge arbeitende Position umzusetzen, bei welcher die Trägerholme 7 in den Anschlußmuffen eines Formstückes, vorzugsweise eines Schlittens aufgenommen sind, das seinerseits vom Zylinderformstück 1 getragen ist.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, sind die symmetrisch zur Spritzachse der quer zur Trennfuge arbeitenden Spritzeinheit und koaxial zu den Hilfszylindern 6 angeordneten Trägerholme 7 der Spritzeinheit gleichzeitig die

Kolbenstangen von stationären Kolben 8, die in Bohrungen einer Brücke 9 gelagert sind. Diese Brücke bildet zusammen mit den Zylinderdeckeln 18 und 19 und den Kolben 8 hydraulische Antiiebszylinder (Auffahrzylinder), die im Ausführungsbeispiel die Spritzeinheit auf die Gießform auffahren und von dieser absetzen.

Die Brücke 9 weist eine zentrale, radialsymmetrische, sich in Richtung der Gießform erstreckende Verlängerung 9' auf, die stirnseitig einen Kühlkanal 1o bildet, der den rückwärtigen Abschnitt des Plastifizierungszylinders umschließt _o

Die Kolben 8 sind aus fertigungstechnischen Gründen wie folgt gebildet:

In die Kolbenstange sind zwei im Abstand voneinander befindliche Ringnuten eingebracht. In diese sind je zv/ei Ringsegmente 8 IV eingelegt, die die Mantelfläche der Kolbenstange radial überragen. An den Stirnflächen der Ringsegmente sind im Querschnitt L-förmige Halteringe 8¹¹¹ widergelagert, von denen einer radial gespalten ist. An den einander zugewandten Stirnflächen dieser Widerlagerringe 8¹¹¹ sind Ringe 8' · angeordnet, welche den im Querschnitt ringförmigen elastischen Dichtungsring 8'· begrenzen. Wird eine der Zylinderklammern 34 oder 35 (Fig.5) mit Druckmedium beschickt, so wird der Dichtungsring 8¹ dadurch vorgespannt, deß sich die vom Druckmedium beaufschlagten Halteringe axial verschieben und über die Ringe 8*' deformierend auf den Dichtungsring 8· einwirken.

Bei der Fertigung können die Teile 8', 8", 8"' des Kolbens über die Kolbenstange geschoben werden mit Ausnahme des

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abschließend eingebrachten, radial gespaltenen elastischen Halteringes 8"'. Die rückseitigen Zylinderdeckel 18 sind mit Hilfe von im Querschnitt V-förmigen Dichtungsringen 36 abgedichtet.

Der mit Heizbändern 21 versehene Plastifizierungszylinder weist eine beheizbare offene Düse 22 auf.

An die Trägerbrücke 9 ist rückseitig ein Hydraulikzylinder 23 mit Kolben 45 angeflanscht. Der koaxial zur Spritzachse gelegene Hydraulikzylinder 23, 45 dient ausschließlich der Beseitigung des Überdruckes in dem vor der Schnecke 16 angereicherten vorplastifizierten Material, um zu verhindern, daß dieses Material nach Absetzen der offenen Düse 22 von der Gießform austritt. Der Hub des Kolbens 45 wird daher im folgenden als Entspannungshub bezeichnet. Die Kolbenstange 46 des Kolbens 45 des Hydraulikzylinders 23, ist mittelbar über eine lösbare Kupplung 33 mit der Förderschnecke 16 verbunden. Der Kolben 45 und seine hohle Kolbenstange 46 sind von einer Antriebsspindel 15 durchgriffen, die den Antriebsmotor 27 mit der Förderschnecke verbindet.und die im Radiallager 13 gelagert ist. Darüber hinaus ist der Kolben 45 mit dem Kolben 11 eines durch Trägerbrücke 9 gebildeten, zentralen Hydraulikzylinders starr verbunden, der ausschließlich der Einspritzung des plastischen Materials in die Gießform dient (Einspritzzylinder 9, 11). Dabei bildet das topfartig gestaltete freie Ende der hohlen Kolbenstange 46 des Kolbens 45 den Kolben für den Einspritzzylinder. Der Kolben 11 des Einspritzzylinders ist über ein Drucklager 14 über die mit einem Abstützflanech 15* versehene Antriebshohlspindel 15 mit der Förderschnecke 16 verbunden. Der eigentliche Zylinder des Einspritazylinders ist Bestandteil der Trägerbrücke 9.

Die Förderschnecke ist über eine Kupplung 33 mit der Antriebshohlspindel 15 verbunden. Die Antriebswelle des Rotationsantriebes 27 für die Förderschnecke ist über ein Kupplungsstück 28 mit der Antriebshohlspindel 15 verbunden. Das axiale Drucklager 14 ermöglicht den Entspannungshub des Kolbens 45.

Mit Hilfe eines Antriebsritzels 29 auf dem Kupplungsstück 28 wird der Drehzahlmesser für die Drehzahl der Förderschnecke 16 angetrieben.

Die Spritzeinheit arbeitet wie folgt:

Bei der Arbeitsposition gemäß Figur 1 ist die Einspritzung des Kunststoffes in die Gießform gerade beendet. Ein für den nächsten Spritzling ausreichendes Quantum an plastischem Material wird sodann vor der Förderschnecke 16 angereichert (Vorplastifizierung). Dabei weicht die rotierende Förderschnecke unter dem Staudruck des sich anreichernden Materials zurück. Nach Beendigung der Vorplastifizierung wird der Antriebsmotor 27 für die Rotation der Förderschnecke stillgesetzt. Danach wird die Zylinderkammer 24 des Hydraulikzylinders 23, 45 mit Druckmedium beschickt und damit der Kolben 45 beaufschlagt. Dieser Kolben vollzieht in der Regel einen Hub von geringer länge, d.h. von ca. 1 - 15 mm, wodurch die Förderschnecke 16 um diese Wegstrecke in rückwärtiger Richtung gezogen wird. Da der Plastifizierungszylinder 2o axial feststeht, ergibt sich durch den Rückwärtshub des Kolbens 45 eine Relativbewegung zwischen Schnecke 6 \md Spritzzylinder 3, die bewirkt, daß das vorplastifizierte Material entspannt wird. Danach werden die rückwärtigen Kammern der Hydraulikzylinder 8, 9, 18, 19 mit Druckmedium beschickt und die Spritzeinheit von der Gießform abgesetzt, ohne daß da3 plastische Material aus der offenen Düse austritt. Wesentlich ist, daß

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nunmehr der thermische Kontakt zwischen Düse und Gießform unterbrochen ist, so daß kein Wärmeaustausch zwischen Düse und Gießform stattfinden kann. Vor Beginn des Einspritzhubes wird der Spritzzylinder mit Hilfe das Hydraulikzylinder 18 - 2o erneut auf die Gießform, aufgesetzt. Der Einspritzhub wird dadurch bewirkt, daß die Druckkammer 17 des Hydraulikzylinders 11, 9 mit Druckmedium beschickt wird. Ein Keil 47 sichert den Kolben 45 gegen Drehung indem er einerseits fest in dem Zylinderstück 23 verankert ist und andererseits in eine Axialnut des Kolbens 45 eingreift.

Mit drier Spritzgießmaschine der beschriebenen Art können Thermoplasten, Duroplasten, Elastomere und, soweit sie als Druckgußmaschine ausgebildet ist, auch Metalle verarbeitet werden.

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Spritzgießmaechine mit wenigstens einer wahlweise derart an die Formschließeinheit anschließbaren Spritzeinheit, daß sowohl ein Einspritzen des Kunststoffes quer zur Trennfuge der Gießform als auch ein Einspritzen in die Trennfuge möglich ist, wobei die den Zuhaltedruck für die Gießform aufbauenden hydraul!sehen Antriebszylinder (Druckzylinder) durch ein Formstück bzw. Aggregat (Zylinderformstück) gebildet sind, an dessen Stirnseite die stationäre Gießformhälfte abgestützt ist, während die bewegbare Gießformhälfte von einem Träger aufgenommen ist, der auf den Kolbenstangen der Kolben der Druckzylinder sitzt, an denen Hilfszylinder zum Öffnen der Gießform koaxial angeflanscht sind, deren Kolben mit den Kolben der Druckzylinder eine Bewegungseinheit bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerholme (7) der quer zur Trennfuge der Gießform arbeitenden Spritzeinheit an den Hilfezylinder (6) zentrierend und lösbar befestigt sind.

2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1. dadurch gekenn^ zeichnet, daß die Trägerholme (7) koaxial an die Hilfszylinder (6) anschließbar sind.

3. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerholme (7) gleichzeitig die Kolbenstangen für stationäre Kolben (8) von hydraulischen Antriebszylindern (Auffahrzylinder 8, 9, 18, 19) sind, mit deren Hilfe die Spritzeinheit au± die Gießform (31, 3 2) aufgefahren wird.

4. Spritzgießmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eigentlichen Zylinder der Auffahrzylinder (8, 9, 18, 19) durch Bohrungen in einer Brücke (9) gebildet 3ind, in der die Spritzeinheit aufgenommen ist.

5. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß durch das vom Plastifizierungszylinder (2o) durchgriffene Zylinderformstück 1 zwei Druckzylinder gebildet und an die beiden koaxialen Hilfszylinder (6) dieser Druckzylinder zwei symmetrisch zur Spritzachse angeordnete Trägerholme (7) anschließbar sind.

6. Spritzsgießmaschine nach Anspruch 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (16) der Spritzeinheit an einen Kolben (11) ansetzt, der in einer zentralen Bohrung der Trägerbrücke (9) gelagert ist und mit dieser Trägerbrücke einen hj^rdrauli schon Druckzylinder (Einspritzzylinder 11, 9) bildet.

7. Spritzgießmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfszylinder (6) rückseitig einen zentralen Zentrierraum (39) aufweisen, in dem die freien Enden der Trägerholme (7) eintauchen.

8. Spritzgießmaschine nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Trägerholme (7) in den Zentrierräumen (39) mit Hilfe von in Ringnuten ier Trägerholme aufgenommenen Ringsegmenten (4o, 41) zentriert, und dort mit Hilfe von Überwurfmuttern (5) gesichert sind.

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9. Spritzgießmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente (4o, 41) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Neigung der Mantelfläche dieser Ringsegmente gegenüber der Holmenachse der Neigung der Innenfläche einer trichterförmigen Erweiterung des Zentrierraumes (39) entspricht.

10. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (8) der Auffahrzylinder (8, 9, 18, 19)durch zwei an die Kolbenstangen (7) im Abstand voneinander eingebrachte Ringnuten, durch in die Ringnuten eingelegte Ringsegmente (8 ), durch an den Ringsegmenten widergelagerte, im Querschnitt L-fördaige ^rialteringe (8"·) sowie durch an der Stirnkante dieser Halteringe anliegends. Ringe (8") und einen zwischen diesen Ringen angeordneten Dichtungaring (8¹) gebildet sind.

11. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt kreisförmige Dichtungsring vorgespannt ist und der eine der beiden aus elastischem Material bestehenden, Halteringe (8'") radial gespalten ist.

12. Spritzgießmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (16) über eine Kupplung (33), eine Antriebsacase (15) und ein Kupplungsstück (28) mit dem Rotationsantrieb (27) verbunden ist.

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13« Spritzgießmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine ständig offene Düse (22) und durch einen koaxial zum Einspritzzylinder (9, 11) liegenden und an der Brücke (9) abgestützten hydraulischen Antriebs zylinder (Entspannungszylino.er 23, 45) zur Beseitigung des Staudruckes in dem vor der Förderschnecke vor dem Einspritzhub angesammelten Material, dessen Kolben (45) mit dem Kolben (11) des Einspritzzylinders eine Bewegungseinheit bildet.