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Die Erfindung betrifft einen Spritzgusskopf zum Einbringen von wärmehärtbarem Kunstharz in eine
Spritzgussform, der aus einem ortsfesten und einem bewegbaren Teil besteht, wobei der bewegbare Teil gegenüber dem ortsfesten Teil durch eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung in eine Einspritz- und eine Sperrstellung verschiebbar ist und in der Einspritzstellung das vordere freie Ende des bewegbaren
Teils mit seiner Austrittsöffnung für das Kunstharz an der Zuführöffnung der Spritzgussform anliegt,
wobei im bewegbaren Teil eine in Längsrichtung bewegbare Ventilstange mit einem an ihrem freien Ende angeordneten Verschlussstück für eine zur Austrittsöffnung führende Durchtrittsöffnung gelagert ist und wobei die Ventilstange zum Öffnen der Durchtrittsöffnung durch mindestens einen mittels der Kolben- stange der angekoppelten und im ortsfesten Teil vorgesehenen Kolben-Zylinder-Anordnung zwangsläufig gesteuertem Kniehebel bewegbar ist.
Es ist bekannt, flüssige, auf Raumtemperatur befindliche und unter Wärmeeinwirkung härtende
Kunstharzmassen unter dem Einfluss der Schwerkraft oder unter Druck zur Herstellung von Formteilen in entsprechend aufgeheizte Spritzgussformen zu bringen und während der Aushärtung nachfliessende Kunstharzmasse zur Schrumpfungskompensation unter Druck zu halten.
Die Zuführung der Kunstharzmasse in die Spritzgussform erfolgte ursprünglich über eine beliebige Leitung, z. B. eine Schlauchleitung, die über einen Reiberhahn oder Quetschklemmen geöffnet und geschlossen wurde. Für die Verbindung zwischen der Zuführleitung für das Kunstharz und der Zuführöffnung der Spritzgussform fand eine Flanschverbindung oder eine sogenannte Schnellkupplung Verwendung.
Statt solcher behelfsmässiger Mittel sind für ein rationelles Arbeiten beim Spritzen von Formteilen aus Kunstharzmasse Vorrichtungen notwendig, die gewisse Forderungen erfüllen, die sich aus den Verfahren für das Vergiessen von Kunstharzmasse ergeben.
Bei der angegebenen Sachlage war die Verwendung eines Ventils naheliegend, um die Dosierung des Kunstharzzustromes zur Spritzgussform zu steuern. Doch besteht erfahrungsgemäss bei Anlagen, in denen Zwei- oder Mehrstoffgemische für den Spritzguss Absperrelemente passieren, die Gefahr des Verklebens oder Aushärtens an diesen Elementen. Häufiges Ausserbetriebsetzen zum Zwecke der Reinigung dieser Elemente ist die Folge. Um dem zu begegnen, wurden ein Verfahren und eine Vorrichtung entwickelt, die die Verwendung eines Ventils ohne die Blockierung seiner beweglichen Absperrteile ermöglichen sollten.
Nach dem Verfahren werden durch die Spaltöffnungen der Dichtungsflächen des Ventils mit Überdruck als Lösungsmittel für das Stoffgemisch wirkende Komponenten gepresst, die sich mit dem Werkstoff vereinen und ihn für das Durchtreten durch die Absperrelemente genügend fliessfähig halten.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sitzt bei der Giessform. Der Nachteil solcher Anordnung besteht darin, dass sie ein entsprechend angepasstes Lösungsmittel benötigt.
Weiters ist eine Vorrichtung zum Füllen von Giessformen mit unter Druck zuführbarem härtbarem Kunstharz über ein Ventil bekannt, bei der die Giessform gegen einen heb-und senkbaren Formträger abstützbar ist und quer zur Bewegungsrichtung desselben geteilte, miteinander verklammerte Formhälften aufweist. Da die Anlage mit sehr hohen Drücken arbeiten muss, zeigte sich ein hoher Verschleiss für die Formhälften.
In einer verbesserten Form der eben angegebenen Vorrichtung wurde der hohe Verschleiss verringert und die vorteilhafte Verwendung dieser Vorrichtung mit Vakuum betont. Die Beschreibung dieser Giessanlage enthält folgende Angaben über das Füllventil.
Das Füllventil besteht aus einer Hülse mit einem Ventilsitz und einem innerhalb dieser Hülse verschiebbar gelagerten Ventilkegel. Der Schaft des Ventilkegels ist hohl ausgebildet und der Zuführschlauch ist an diesen Schaft angeschlossen. Die Austrittsöffnungen aus dem Hohlraum dieses Ventilschaftes münden in einen Hohlraum der Hülse. In der geöffneten Stellung des Ventilkegels liegen die Austrittsöffnungen am oberen Ende des Hohlraumes, so dass dieser in seiner ganzen Länge ständig vom zugeführten Giessharz durchspült ist, wodurch die Bildung von Rückständen verhindert sei.
Sobald dieses Ventil geschlossen wird, - und es bleibt, da es Teil der Giessanlage ist, solange geschlossen, bis die erhaltenen Gussstücke entfernt und neue Formen in die Anlage eingebracht sindbleibt der Hohlraum des Ventils mit dem Werkstoff gefüllt und es beginnt in dem Ventil das Verkleben oder Aushärten um den kühlenden Mantel der Hülse. Ein Reinigen des Ventils wird vor Neubeginn eines Giessvorganges notwendig.
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Demgegenüber ist es das Ziel der Erfindung, einen Spritzgusskopf zum Einbringen von wärmehärtbarem Kunstharz in eine Spritzgussform zu schaffen, bei dem Spritzgusskopf und Spritzgussform getrennte
Träger besitzen und die notwendige Zeit zur Befestigung und Lösung von Spritzgusskopf und Spritzgussform aneinander äusserst kurz ist. Dadurch kann eine beliebige Anzahl von Spritzgussformen nacheinander von dem Spritzgusskopf bedient werden, ohne dass bei dem kurzen Wechsel die Fliessfähigkeit des Werkstoffes im Spritzgusskopf beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäss ist der Spritzgusskopf der eingangs genannten Art zum Schliessen der Durchtritts- öffnung beim Nachlassen des zum Öffnen benutzten Druckes des hydraulischen Zylinders die Ventilstange über ein sich am ortsfesten Teil abstützendes zusammenpressbares Federpaket mit ihrem Verschlussstück an die Zuführöffnung anpressbar ist, wobei der bewegbare Teil mit der Kolbenstange der im ortsfesten Teil vorgesehenen Kolben-Zylinder-Anordnung durch ein zwischen Kolbenstange und Gehäuseunterteil angeordnetes Federglied verbunden ist und wobei für die Betätigung der Kniehebel koaxial zur Ventilstange ein Verstellring vorgesehen ist, der an seiner Stirnseite je Kniehebel eine an diesen anpressbare Verstellfläche trägt und von Hand drehbar und durch die Kolben-Zylinder-Anordnung in Längsrichtung verschiebbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung veranschaulicht, die einen Spritzgusskopf darstellt, wobei die linke Zeichnungshälfte den Spritzgusskopf bei geschlossener und die rechte Zeichnungshälfte bei offener Durchtrittsöffnung zeigt.
In der Zeichnung umfasst der Spritzgusskopf einen zu einer Spritzgussform für einen Einspritzvorgang fest anzuordnenden Teil-l-und einen zu dem festen Teil beweglich vorgesehenen Teil --2--. Der feste Teil-l-besteht aus einem Träger --3-- für den Spritzgusskopf und einem hydraulischen Zylinder-4mit Zylinderdeckel-5-. In dem Zylinder ist ein zweiseitig beaufschlagbarer Kolben --6-- angeordnet, dessen Kolbenstange --7-- durch die Zylinderwand geführt und über ein Federglied --8-- an den beweglichen Teil --2-- des Spritzgusskopfes angeschlossen ist.
Der bewegliche Teil --2-- des Spritzgusskopfes besitzt einen Gehäuseunterteil --9-- und einen Gehäuseoberteil --10--. In dem Gehäuseunterteil sitzt begrenzt längsverschiebbar eine Einsatzbüchse - mit zwei Aussparungen --12 und 13--, die auch in den Gehäuseunterteil --9-- reichen. In diesen Aussparungen befinden sich zwei Kniehebel --14 und 15--, deren Drehachsen in der Einsatzbüchse gelagert sind.
In dem Gehäuseoberteil --10-- des Spritzgusskopfes ist eine Führungsbüchse --16-- vorgesehen, die in einen erweiterten Teil --11a-- der Einsatzbüchse --11-- reicht und in der eine Verschlussstange --17-angeordnet ist. Diese besitzt bei dem freien Ende des beweglichen Teils --2-- einen kegelförmigen Verschlusskopf --18-- für die Durchtrittsöffnung --19-- einer auswechselbaren Spritzdüse --20--, die in das freie Ende des Gehäuseoberteils --10-- eingesetzt ist und mit der Einspritz- oder Austrittsöffnung - endet. Um das freie Ende des Gehäuseoberteils ist eine Fangschale --22-- zum Auffangen und Ableiten von aus der Düse gewollt oder ungewollt austretendes Kunstharz vorgesehen.
Beim hinteren Ende besitzt die Verschlussstange, die auch in den Gehäuseunterteil reicht, einen flanschartigen Ring --23--, an dem die Kniehebel --14, 15-- angreifen, und um eine Verlängerung --24-- der Verschlussstange ein Federpaket --25--, das zwischen den Ring --23-- und eine in die Einsatzbüchse --11-- von unten her eingeschraubte Spannmutter --26-- eingespannt ist.
Zwischen Gehäuseunterteil --9-- und Gehäuseoberteil --10-- sitzen von diesen gestützt zwei Zylinderringe --27 und 28--. Der Ring --27-- ist an einer Stirnseite --29-- je Zylinderhälfte mit einer Mantelkurve --30-- versehen, die zum Verstellen der Kniehebel-14, 15-- dienen, und sitzt auf dem Gehäuseunterteil --9--.
Der Ring --28-- ist eine Kupplungsmutter, die in den Gehäuseoberteil --10-- eingeschraubt ist und die Aussparungen --12, 13-- mit einem Kragen --31-- überbrückt. Dieser Ring bewirkt mittels eines Sperringes --28a-- die Befestigung der Einsatzbüchse --11-- über ihren erweiterten Teil --11a-- in dem Gehäuseoberteil --10--.
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--7-- sitzt,Es besteht aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Stahlhülsen --32 und 33--, zwischen denen eine Kautschukmasse --34-- vorgesehen ist.
Zwischen die innere Hülse --32-- und einen Absatz - 35-- der Kolbenstange --7-- ist eine konische Stützscheibe --36-- eingesetzt. Die äussere Hülse --33-sitzt in einer Bohrung des Gehäuseteils --9--. Bei Belastung des Federgliedes nähert sich die untere
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Stirnfläche --37-- der äusseren Hülse der konischen Oberfläche der Stützscheibe und kann sich auf dieser abstützen, bevor die Kautschukmasse --34-- überbeansprucht wird.
Die Zuführung der Kunstharzmasse zum beweglichen Teil-2-des Giesskopfes und zur Spritzdüse - erfolgt unter Druck über eine seitlich zum Gehäuseoberteil --10-- führende Zuleitung --38--, die in die Kammer --39-- um die Rückseite des Versehlusskopfes-18-mündet.
Zur Veränderung des Querschnittes der Durchtrittsöffnung --19-- um den Verschlusskopf-18- reicht eine Verstellschraube --40-- durch den Gehäuseunterteil --9-- bis zur Kolbenstange --17--, um deren Bewegungsweg beim Öffnen der Durchtrittsöffnung zu begrenzen oder zu vergrössern.
Dadurch, dass der feste Teil-l-und der bewegliche Teil --2-- über ein Federglied-8- verbunden sind, kann sich der Teil --2-- unabhängig vom Teil-l-mit der Spritzgussform so ausrichten, dass die Spritzdüse --20-- an der Zuführungsöffnung der Spritzgussform dicht anliegt.
Der Gehäuseunterteil --9-- und der Gehäuseoberteil --10-- werden nur über die Verstellstange - und die Einsatzbüchse --11-- aneinander gehalten, die jeweils in beide Gehäuseteile reichen. Eine
Bohrung --41-- in der Einsatzbüchse --11-- und eine in den Gehäuseunterteil --9-- eingeschraubte
Stellschraube --42-- bewirken, dass die Einsatzbüchse gegen Verdrehung gesichert ist, damit die
Kniehebel --14, 15-- nicht in ihrer Bewegung behindert werden.
Die Verstellstange --17-- wird mittels des Federpakets --25-- und der Spannmutter --26-- innerhalb der Einsatzbüchse gehalten und bei offener Durchtrittsöffnung --19-- wird die Verstellstange durch das Federpaket unter Druck gehalten, so dass sie bei Freigabe durch die Kniehebel durch das Federpaket zum Schliessen der Durchtrittsöffnung --19-- gebracht wird. Für die Verstellstange ergeben sich damit insbesondere die folgenden Bewegungsmöglich- keiten :
Die Verstellstange kann bei geschlossener Durchtrittsöffnung samt dem ganzen beweglichen Teil --2-- durch die Kolbenstange aus der Stellung nahe beim festen Teil-l- (Ruhestellung) in eine Stellung entfernt vom Teil --1-- (Einspritzstellung) und zurück bewegt werden.
Und sie kann mittels des Verstellringes --27-- über dessen Mantelkurven und die Kniehebel gegenüber dem Gehäuseoberteil--10-- verschoben werden, um den Verschlusskopf von der Durchtrittsöffnung --19-- abzuheben. Die Verstellung des Verstellringes kann durch Drehen desselben von Hand oder durch Verschieben in Längsrichtung mit dem Gehäuseunterteil gegenüber dem Gehäuseoberteil durch den Kolben --6-- in noch zu beschreibender Weise erfolgen.
Das Verschieben des beweglichen Teils --2-- in die Einspritzstellung erfolgt durch Zuführen des hydraulischen Druckes von einer ersten Druckgrösse gegen die Unterseite --43-- des Kolbens über die Druckzuführungsöffnung --44-- des Zylinders --4--. Durch Erhöhen des Druckes auf eine zweite Druckgrösse wird der Gehäuseunterteil --9-- etwas in Richtung auf den gegen die Spritzgussform anliegenden Gehäuseoberteil nachgeschoben. Dadurch drücken die Mantelkurven --30-- des Verstellringes - gegen die beiden Kniehebel --14, 15-- und über diese gegen den flanschartigen Ring --23--.
Infolgedessen wird das Federpaket --25-- zusammengepresst und der Verschlusskopf-18-von der Durchtrittsöffnung --19-- abgehoben. Um bei dem Druck zweiter Grösse das Nachrücken des Gehäuseunterteils gegenüber dem Gehäuseoberteil zu ermöglichen, ist die Bohrung --41-- in der Einsatzbüchse --11-- in Längsrichtung der Büchse mit Spiel ausgeweitet, so dass sie-wie oben angegeben-im Gehäuseunterteil begrenzt längsverschiebbar ist.
Durch Rückführen des auf die Kolbenunterseite-43-- gegebenen Druckes auf einen Wert gleich oder unterhalb der ersten Druckgrösse wird unter der Wirkung des Federpakets --25-- die Durchtrittsöffnung des Spritzgusskopfes wieder geschlossen. Für die Rückführung des ganzen beweglichen Teils --2-- in seine Anfangsstellung beim festen Teil-l-muss der Druck von der Unterseite des Kolbens genommen und über die Druckzuführungsleitung --45-- auf die Kolbenoberseite --46-- gegeben werden.
Der beim Einspritzvorgang ortsfest vorzusehende Teil-l-des Spritzgusskopfes ist gegenüber der Spritzgussform mit mindestens solchem Abstand anzuordnen, dass für die Handhabung des Spritzgusskopfes, beispielsweise die Abnahme des Gehäuseoberteils zur Reinigung, genügend Spielraum besteht.
Der Arbeitsgang mit dem beschriebenen Spritzgusskopf ist folgender :
Der bewegliche Teil-2-des Spritzgusskopfes wird so an die Spritzgussform herangeführt, dass die Spritzdüse --20-- mit ihrer Austrittsöffnung --21-- in die Zuführöffnung der Spritzgussform zum Anliegen kommt. Das geschieht-wie oben angegeben-mittels Druck erster Druckgrösse auf die Unterseite --43-des Kolbens.
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