Spritzgussmaschine und Verfahren zu deren Betrieb
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgussmaschine mit mindestens einem entlang einer Führung verschiebbaren Tragelement zur Aufnahme mindestens eines Spritzgussform-Teiles. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb dieser Spritzgussmaschine.
Spritzgussmaschinen weisen eine Schliesseinrichtung zum Tragen einer zweiteiligen Spritzgussform auf. Die beiden Teile sind, um die Spritzgussform zu öffnen, voneinander weg zu bewegen und um die Spritzgussform zu schliessen, wieder in eine gemeinsame Passlage zu bringen. Dabei werden die beiden Teile der Spritzgussform gewöhnlich jeweils von einer entsprechenden Platte getragen. An diese Spritzgussform ist eine Spritzeinrichtung anschliessbar, zum Plastifizieren des Werkstoffs und zum Einspritzen des plastifizierten Werkstoffs. Dabei wird häufig mit einem Druck von mehr als 1000 psi gearbeitet. Die Schliesseinrichtung hält während der Formfüllung und Abkühlung die beiden Teile der Spritzgussform in sicherer Schliesslage. Bei hydraulischen Schliesseinrichtungen wird das bewegliche Teil der Spritzgussform durch hydraulische Zylinder bewegt. Die Zuhaitekraft wird direkt aufgebracht und während der Formfüllung und Abkühlung hydraulisch aufrechterhalten. Es ist aber auch bekannt, die einmal erreichte Schliesslage der hydraulisch geschlossenen Spritzgussform durch Klemmen oder Riegel zu sichern. In jedem Fall bedingt dies die Verwendung grosser hydraulischer Zylinder sowie ein sorgfältig kontrolliertes Zuführen eines Hydraulikfluids, denn es besteht die Gefahr, die Spritzgussform durch zuviel Druck zu beschädigen. Die auf das jeweilige Tragelement für die Spritzgussform einwirkende starke Kraft des hydraulischen Zylinders erfordert eine besonders stabile und
aufwendige Konstruktion dieses Tragelementes. Als folge davon ist die gesamte Konstruktion der Spritzgussmaschine aufwendig und teuer. Zudem schränken die senkrecht am beweglichen Spritzgussform-Teil ansetzenden hydraulischen Zylinder die konstruktiven Möglichkeiten ein. Insbesondere ist die Anzahl der mit einer einzigen Schliesseinrichtung zu bedienenden Spritzgussformen bei den bekannten Spritzgussmaschinen beschränkt.
Auf der Grundlage. dieser Erkenntnisse setzt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Spritzgussmaschine mit einer besseren Schliesseinrichtung für die beweglichen, eine oder mehrere Spritzgussformen aufzunehmen bestimmten Teile zu schaffen, wobei auch ein einfacherer Aufbau der Spritzgussmaschine und eine grössere Leistungsfähigkeit möglich wird. Weiter soll ein Verfahren zum Betrieb dieser Spritzgussmaschine angegeben werden, insbesondere zum Schliessen der Spritzgussform.
Die erfindungsgemässe Spritzgussmaschine entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Das Verfahren geht aus Patentanspruch 13 hervor. Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Erfin- dungsgedankens sind aus den abhängigen Patentansprüchen ersichtlich.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt den für die Erfindung wesentlichen Teil der Spritzgussmaschine in der Draufsicht;
Fig. 2 zeigt dieselbe Spritzgussmaschine in einer Seitenansicht;
Fig. 3 zeigt die Schliesseinrichtung dieser Spritzgussmaschine;
Fig. 4 zeigt die Schliesseinrichtung nach Fig. 3 in einer anderen Position;
Fig. 5 - 6 zeigen das ortsfeste Tragelement für die Spritzgussform.
Die Spritzgussmaschine weist ein ortsfestes, plattenförmiges Tragelement 1 auf. Dieses Tragelement 1 ist dazu bestimmt an jeder Seite 2 und 3 jeweils ein nicht dargestelltes, technisch bekanntes Spritzgussform-Teil aufzunehmen, insbesondere eine Spritzgussform-Hälfte. Mit Abstand zu beiden Seiten des ortsfesten Tragelementes 1 ist je ein verschiebbares Tragelement 4 und 5 angeordnet, dass auch plattenförmig ist. An den dem mittleren, ortsfesten Tragelement 1 zugewandten Seiten 6 und 7 der beiden verschiebbaren Tragelemente 4 und 5 ist jeweils die zweite Sp itz- gussform-Hälfte anzubringen. Im vorliegenden einfachen Beispiel kann also zu beiden Seiten des mittleren, ortsfesten Tragelementes 1 jeweils eine Spritzgussform angebracht werden. Hierzu führt eine Leitung von einem nicht dargestellten, technisch ebenfalls bekannten Extruder zum mittleren Tragelement 1. Dieser weist zu beiden Seiten 2 und 3 Durchflussöffnungen auf, durch welche der erhitzte, plastifizierte Werkstoff ins Innere der Spritzgussformen geleitet werden kann.
Die verschiebbaren Tragelemente 4 und 5 sind jeweils horizontal entlang von Führungen 8 und 9 verschiebbar, wovon in der Draufsicht nach Fig. 1 nur die beiden oberen zu sehen sind. Zwei weitere Führungen befinden sich mit Abstand darunter, so dass die verschiebbaren Tragelemente 4 und 5 jeweils im Bereich ihrer vier Ecken geführt sind. Die Führungen 8 und 9 haben vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, weitere Führungen auf dazwischen liegenden Ebenen vorzusehen, beispielsweise zwei Führungen auf einer mittleren Ebene. Die verschiebbaren Tragelemente 4 und 5 sind mit vorzugsweise buchsenartigen Durchbrechungen 10, 11 , 12, 13 versehen, durch welche die Führungen 8 und 9 hindurch geführt sind. Vorteilhaft ist
eine Kugellagerung vorgesehen. Die Führungen 8 und 9, die an ihren Enden jeweils in einem rahmenförmigen Endstück 14 und 15 aufgenommen sind, dienen zusammen mit diesen Endstücken 14 und 15 zugleich als Tragkonstruktion für die Spritzgussmaschine. Diese kann gemäss Fig. 2 auf einer Basis 16 stehen.
Das besondere Augenmerk liegt auf der Ausbildung der beiden Schliess- einrichtungen 17 und 18. Beide Schliesseinrichtungen 17 und 18 sind identisch. Das Schliessen erfolgt jeweils über einen in Fig. 2 dargestellten Antrieb 19, im vorliegenden Beispiel einem kleinen Hydraulikzylinder, der jeweils am rahmenförmigen Endstück 14 und 15 in der Längsachse 20 bzw. 21 der Spritzgussmaschine angeordnet ist. Durch den Antrieb 19 wird das verschiebbare Tragelement 4 entlang der Führungen 8 und 9 verschoben, so dass die daran anzuordnende Hälfte der Spritzgussform in eine Öffnungsstellung gezogen und in Richtung auf eine Schliess- stellung geschoben werden kann. Die Schliessstellung, bei der sich die beiden Hälften der Spritzgussform in Passlage befinden, wird mit Hilfe einer Spanneinrichtung 22 erreicht und sichergestellt, die im Detail aus Fig. 3 ersichtlich ist.
Die Spanneinrichtung 22 wirkt durch geneigte Flächen oder Keile 23 - 28 auf das Tragelement 4 und damit auf die an deren freien Seite 6 angebrachte Hälfte der Spritzgussform. Die beiden Keile 23 und 24 sind entlang einer im rechten Winkel zur Längsachse 20 liegenden Achse 29 mittels eines zweiten Antriebs 30 verschiebbar, der hier ebenfalls als Hydraulikzylinder vorgesehen ist. Sie sind so ausgebildet und angeordnet, dass sie sich nach aussen, d.h. zu den Führungen 8 und 9 hin, konisch verjüngen. Den beiden Keilen 23 und 24 sind je zwei geneigte Flächen oder Keile 25 und 26 respektive 27 und 28 zugeordnet, die sich jeweils in der Flucht der Führungen 8 und 9 befinden. Im vorliegenden Beispiel sind sie direkt auf diesen beiden Führungen 8 und 9 angeordnet. Dabei sind die beiden sich auf Seiten des Endstücks 14 befindenden, geneigten
Flächen oder Keile 25 und 27 ortsfest, während die beiden anderen geneigten Flächen oder Keile 26 und 28 wie das verschiebbare Tragelement 4 entlang der Führungen 8 und 9 verschiebbar sind.
Zum Schliessen der Schliesseinrichtung 17 wird das verschiebbare Tragelement 4 zunächst durch den in der Längsachse 20 wirkenden Antrieb 19 in Schliessrichtung 31 über einen ersten Wegabschnitt auf das ortsfeste Tragelement 1 geschoben. Die Öffnungsstellung ist aus Fig. 4 ersichtlich. Diese nicht unter Last erfolgende Bewegung erfordert wenig Kraft, somit genügt ein kleiner und platzsparender Antrieb 19, hier ein kleiner Hydraulikzylinder. Da am Ansatzpunkt dieses Antriebs 19 am Tragelement 4 keine besonderen Kräfte einwirken, bedürfen weder dieser Ansatzpunkt noch das ganze Tragelement 4 statischer Verstärkungen. Es genügt eine einfache Metallplatte. Sobald der Abstand zwischen den geneigten Flächen oder Keilen 25 und 26 sowie 27 und 28 dafür gross genug ist, werden durch den zweiten Antrieb 30 die beiden Keile 23 und 24 voneinander weg bewegt und in die sich öffnende Lücke geschoben. Dadurch wird das verschiebbare Tragelement 4 über einen zweiten Wegabschnitt in seine Schliessstellung gepresst, in der sich die an dessen Seite 6 angeordnete Spritzgussform-Hälfte mit der zweiten, am ortsfesten Tragelement 1 befindlichen Spritzgussform-Hälfte, in gemeinsamer Passlage befindet. Damit die beiden Keile 23 und 24 ganz in die Lücke zwischen den geneigten Flächen oder Keilen 25 und 26 sowie 27 und 28 schiebbar sind, weisen sie eine Ausnehmung aus, die etwas grösser als der Querschnitt der Führungen 8 und 9 ist. Diese Spanneinrichtung 22 setzt statisch günstig im Bereich der Führungen 8 und 9 am verschiebbaren Tragelement 4 an, so dass sich dieses trotz einfacher, platten- förmiger Konstruktion weder verformen noch verkanten kann.
Die Spritzgussform ist nun optimal geschossen. Dennoch ist ein Überfahren der Schliessposition und ein Beschädigen der Spritzgussform ausgeschlossen. Darüber hinaus wird für das Halten dieser Schliessstellung
wenig Kraft benötigt. Dadurch, dass nur kleine Antriebe 19 und 20 benötigt werden, kann die Schliesseinrichtung 17 relativ kompakt ausgelegt werden.
Der Spritzvorgang erfolgt über das mittlere, ortsfeste Tragelement 1. Dessen aus den Fig. 5 und 6 ersichtliche Durchflussöffnungen 32 sind wie erwähnt mit einem bekannten Extruder verbunden.
Nach Beendigung des Spritzvorgangs wird zum Öffnen der Schliesseinrichtung 17 obiger Ablauf umgekehrt, das verschiebbare Tragelement 4 wieder zurück in die Position nach Fig. 4 gezogen. Wobei zum Erreichen einer möglichst grossen Öffnungsstellung die die Keile 23 und 24 tragende Achse 29 ebenfalls zurück bewegt werden kann. Hierzu kann ein entsprechender Antrieb vorgesehen sein.
Auf der gegenüberliegenden Seite der Spritzgussmaschine wird mittels der zweiten Schliesseinrichtung 18 durch baugleiche Teile der Schliess- und Öffnungsvorgang spiegelbildlich ausgeführt. Durch diese Spritzgussmaschine können somit über einem gemeinsamen mittleren, ortsfeste Tragelement 1 gleichzeitig zwei Spritzgussformen gefüllt werden.
Die erfindungsgemässe Konstruktion der Spritzgussmaschine ermöglicht es darüber hinaus, zwischen dem ortsfesten Tragelement 1 und den verschiebbaren Tragelementen 4 und 5 weitere verschiebbare Tragelemente 33 und 34 anzuordnen. Zwischen dem ortsfesten Tragelement 1 und den Tragelementen 33 und 34 kann somit eine erste und eine zweite Spritzgussform und zwischen diesen und den Tragelementen 4 und 5 eine dritte und vierte Spritzgussform angebracht werden. Möglich ist nach diesem System aber auch eine noch grössere Anzahl von Spritzgussformen. Dennoch kann das Dichtschliessen und Zuhalten mittels der Spanneinrichtung 22 und der zweiten, spiegelgleichen Spanneinrichtung am gegenüberliegenden Ende der Spritzgussmaschine erfolgen. Die zu-
sätzlichen, verschiebbaren Tragelemente 33 und 34 können mittels eines eigenen Antriebs entlang der Führungen 8 und 9 verschiebbar sein.
Diese Spritzgussmaschine in Hinblick auf Ihre Konstruktion, Herstellung und Wartung erheblich günstiger. Es braucht nur kleine und einfache Antriebe 19 und 30, die Tragelemente 1 , 4, 5, 33, und 34 bestehen aus einfachen Platten, die an einfachen Führungen 8 und 9 angeordnet sind, die zudem gleichzeitig als Tragkonstruktion für die Spritzgussmaschine dienen. Trotzdem ist eine grössere Leistungsfähigkeit gegeben.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Spritzgussmaschine in einzelnen auch anders als gezeichnet und vorgehend als Ausführungsbeispiel beschrieben auszubilden. Es können eine oder mehrere Spritzgussformen aufzunehmen bestimmte Tragelemente 4 und 33 oder 5 und 34 auch nur auf einer Seite des ortsfesten Tragelementes 1 angeordnet sein, anstatt wie hier spiegelbildlich. Auch kann eine grössere Anzahl von verschiebbaren Tragelementen 4, 5, 33 und 34 vorgesehen sein. Nicht zuletzt können die geneigten Flächen oder Keile 23 - 28 anders als gezeichnet ausgebildet und angeordnet sein. Beispielsweise von aussen nach innen wirkend oder von oben nach unten oder umgekehrt. Schliesslich sind anstellen von Hydraulikzylindern auch andere lineare Antriebe denkbar.