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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgiessmaschine, insbesondere zum Spritzgiessen von
Kunststoffteilen mit hoher Arbeitsgangfrequenz, mit einer Formschliesseinrichtung mit einer ortsfesten und einer bewegbaren Formaufspannplatte und einer Einspritzeinrichtung, wobei zwei komplementäre
Formhälften eines Formwerkzeuges über die Formaufspannplatten mit einem Steuergestänge schliessbar und öffenbar sind und mit der Einspritzeinrichtung, die vorzugsweise eine Schneckeneinspritzein- richtung ist, plastifizierter Kunststoff in das Formwerkzeug eingespritzt wird, wobei das Steuerge- stänge mit einem Schwungrad verbunden ist.
Bei herkömmlichen Spritzgiessmaschinen erfolgte das Schliessen und Öffnen der Formwerkzeuge entweder mittels hydraulisch beaufschlagter Kolben-Zylinder-Einrichtungen oder mechanisch mittels
Gestängen, wobei insbesondere zum Aufbringen sehr hoher Schliesskräfte Kniehebelmechanismen den
Vorzug finden.
Es sind auch Spritzgiessmaschinen bekanntgeworden, die mit einer sehr hohen Arbeitsgangfre- quenz arbeiten. Bei derartigen Spritzgiessmaschinen kann beispielsweise das Einspritzen des plastifi- zierten Kunststoffmaterials in die Form bereits erfolgen, bevor die beiden Formteile vollständig geschlossen sind.
Insbesondere bei Spritzgiessmaschinen der letztgenannten Art hat es sich als nachteilig erwie- sen, dass bei jedem Schliess- und Öffnungszyklus grosse Massen plötzlich gebremst werden. Dies bringt nicht nur energiewirtschaftliche Nachteile, sondern bedeutet auch eine extrem hohe Bela- stung für viele Maschinenteile.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spritzgiessmaschine, die insbesondere dazu geeignet ist,
Kunststoffteile mit hoher Arbeitsgangfrequenz zu spritzen, derartig zu verbessern, dass die Schliess- kräfte rationeller ausgenutzt werden können, wobei die am Schliessvorgang beteiligten Teile der
Maschine geschont werden sollen.
Die erfindungsgemässe Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an dem Schwungrad eine Pleuelstan- ge drehbar gelagert ist, die am andern Ende an der bewegbaren Formaufspannplatte oder an einem mit der bewegbaren Formaufspannplatte verbundenen Kniehebelmechanismus angelenkt ist und dass das Schwungrad mit dem Steuergestänge während der aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen mit gleichbleibender Drehrichtung antreibbar ist.
Durch die erfindungsgemässe Ausführung müssen beim Schliessen der Form nicht so hohe Kräfte absorbiert werden wie bei herkömmlichen Maschinen, sondern es wird ein Teil der Energie jeweils von einem Schliessvorgang in den nächsten übertragen.
Die Erfindung kann jedoch auch bei Spritzgiessmaschinen mit einem Kniehebelmechanismus als Schliessmechanismus eingesetzt werden, wobei ein Hebel an der bewegbaren Frontträgerplatte, einer an einer Stirnplatte und ein dritter am Schwungrad befestigt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass an das Schwungrad des Steuergestänges für die Formaufspannplatten ein weiteres Schwungrad gekuppelt ist, mittels welchem die Einspritzvorrichtung über ein Steuergestänge betätigbar ist. Auf diese Art und Weise wird eine einfache Steuerung des Einspritzvorganges erreicht und es kann auch die Energie des Schwungrades zum Einspritzen selbst ausgenutzt werden.
Die Kupplung der beiden Schwungräder erfolgt vorteilhaft dadurch, dass beide mit Zahnkränzen versehen sind, deren Zähne miteinander kämmen, wobei vorteilhaft die Anzahl der Zähne der beiden Zahnkränze gleich ist.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Schwungräder über ein Antriebsritzel stufenlos regelbar antreibbar sind, beispielsweise mittels eines Elektromotors.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass der Radialabstand des Lagers der Pleuelstange des Steuergestänges der Formaufspannplatten und vorzugsweise der Radialabstand des Lagers der Pleuelstange des Steuergestänges der Einspritzvorrichtung an dem oder den Schwungrädern verstellbar ist bzw. sind. Durch diese Verstellungsmöglichkeit wird bei geringerem Formhub bei gleicher Schliesskraft weniger Antriebsleistung benötigt. Zum Verstellen bzw. Versetzen des Lagers oder der Lager in radialer Richtung sind vorteilhaft Gewindespindeln und Schlitzführungen vorgesehen.
Eine besonders gute Abstimmung zwischen der Schliessung der Formwerkzeuge und dem Einspritzen, wie sie insbesondere bei hohen Arbeitsgangfrequenzen benötigt ist, wird dadurch erreicht,
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dass die Lager der Pleuelstangen an den Schwungrädern um mehr als 90 und weniger als 180 , vorzugsweise um 170 , versetzt sind.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen einge- hend beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Schema der Schliess- und Einspritzteile einer erfindungsgemä- ssen Spritzgiessvorrichtung und Fig. 2 ein Schema der Schliesseinrichtung eines weiteren Ausführungs- beispiels.
Die Teile einer Spritzgiessmaschine, die nicht zum Gegenstand der Erfindung gehören, werden in der nachfolgenden Beschreibung der besseren Übersichtlichkeit halber nicht beschrieben.
Sie entsprechen dem jedem Fachmann bekannten Stand der Technik.
Nachfolgend wird das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 beschrieben.
Die Schliessvorrichtung ist durch die rechte Formaufspannplatte --1-- und die linke Formauf- spannplatte --2-- sowie die Holme --26-- gezeigt. Auf den Formaufspannplatten --1, 2-- sind die Hälften des Formwerkzeuges strichpunktiert angedeutet.
Die rechte Formaufspannplatte-l-ist ortsfest, die linke Formaufspannplatte --2-- ist über ein Steuergestänge, das in diesem Ausführungsbeispiel von einer Pleuelstange --3-- gebildet wird, bewegbar. Die Pleuelstange --3-- ist einmal an der Formaufspannplatte --2-- angelenkt und dann mit einem Lager --21-- an einem Schwungrad --4--. Durch Drehen des Schwungrades - wird die Formaufspannplatte --2-- geschlossen und geöffnet, wobei die Drehrichtung des Schwungrades --4-- nicht geändert wird.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Schwungrad --4-- von einem Antriebsritzel --7-angetrieben, u. zw. mittelbar über ein zweites Schwungrad --5--.
Die Schwungräder --4, 5-- sind mit Zahnkränzen --4', 5'-- versehen, deren Zähne miteinander kämmen.
Der Antrieb des Ritzels --7-- erfolgt vorteilhaft über einen Elektromotor.
Das Schwungrad --5-- überträgt nicht nur die Antriebskraft auf das Schwungrad --4--, sondern das Schwungrad --5-- bewirkt auch den Einspritzvorgang.
Mit einem Lager --22-- ist eine Pleuelstange --6-- ebenfalls am Schwungrad --5-- befestigt, die eine Ladestange --8--, die in einem Schlitten --9-- geführt ist, betätigt. Durch die Ladestange --8-- erfolgt über einen Kolben --19-- und den Einspritzkolben --14-- ein Druckaufbau in einem Druckbehälter --16--, wobei der Druck bei geschlossenem oder annähernd geschlossenem Werkzeug freigegeben wird und den Einspritzvorgang mittels der Kolbenschnecke --18--, die im Massezylinder --20-- geführt ist, bewirkt.
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Einspritzen des plastifizierten Kunststoffgranulats hydraulisch.
Wie bereits erwähnt, können die Lager --21, 22-- der Pleuelstangen --3, 6-- in bezug auf den Umlaufdurchmesser, also radial, an den Schwungrädern--4, 5--verstellt werden.
Die Höhe der Schliesskraft plus Formhöhe wird wie beim Stand der Technik mit der üblichen Vier-Holmverstellung eingestellt. Der Öffnungsweg entspricht dem jeweiligen Teilkreisdurchmesser der Umlaufbahn des Lagers--21--, welche über eine nicht gezeigte Schlitzführung und Gewindespindel verstellbar ist.
Die Lager --21 und 22--sind in Umfangsrichtung im Ausführungsbeispiel so zueinander angeordnet, dass zirka 10 vor dem Totpunkt plus des Lagers --21--, also bei geschlossenen Formauf- spannplatten --1, 2--, das Lager --22-- im entgegengesetzten Totpunkt minus auf dem Schwungrad --5- ist.
In dieser in Fig. 1 gezeigten Stellung wird auch das hydraulische Ventil --12-- betätigt und der Einspritzvorgang wie folgt eingeleitet.
Durch Öffnen des Ventils --12-- wird das vorgespannte hydraulische Öl im Zylinder --13-frei und über die Rohrleitung --23-- in den Zylinder --10-- gedrückt. Der vorgespannte Druckspeicher --16-- entladet sich dadurch ebenfalls, und durch das aus dem Druckspeicher --16-- ausströ- mende Öl wird der Kolben der Einspritzvorrichtung --14-- nach vorne geschoben und die Kolbenstange --17-- treibt die Kolbenschnecke --18-- in den Massezylinder --20--, wodurch eingespritzt wird.
Der Kolben --19-- fährt währenddessen ohne Widerstand in Richtung zur Ladestange --8--.
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Das Einspritzsignal kann entsprechend der Drehzahl synchron verlegt werden, so dass bei langsamer oder schnellerer Drehbewegung der Schwungräder --4, 5-- das Einspritzsignal, das das Öffnen des Ventils --11-- bewirkt, entsprechend früher oder später kommt, so dass der Ein- spritzvorgang stets beendet ist, bevor oder sobald das Lager --21-- der Pleuelstange --6-- im (Schliess-) Totpunkt plus steht.
Wenn somit der Einspritzvorgang beendet ist, wird das Ventil --12-- geschlossen, worauf durch die Ladestange --8--, die über die Pleuelstange --6-- vom Schwungrad --5-- bewegt wird, der Kolben --19-- im Zylinder --10-- zurückgeschoben wird und über das Ventil --11-- der Einspritzzylinder wieder vorgespannt wird.
Zugleich wird die Schnecke --18-- in Drehbewegung versetzt. Das Drehen der Schnecke - kann über eine eigene Hydraulik durchgeführt werden.
Um verschiedene Einspritzhübe zu erhalten, kann entweder das Lager --22-- auf dem Schwungrad --5-- in radialer Richtung oder der Schlitten --9-- mit dem Zylinder --10-- verschoben werden.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, ist die Erfindung auch bei Kniehebelschliesssystemen anwendbar. Zwischen der Formaufspannplatte --2-- und einer Stirnplatte --24-- sind zwei Kniehebel - angelenkt, die an ihrem Verbindungslager --27-- mit der Pleuelstange --3-- verbunden sind, die wieder mit dem Lager --21-- am Schwungrad --4-- befestigt ist.
Der gesamte sonstige Aufbau der erfindungsgemässen Vorrichtung ist analog dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spritzgiessmaschine, insbesondere zum Spritzgiessen von Kunststoffteilen mit hoher Arbeitsgangfrequenz, mit einer Formschliesseinrichtung mit einer ortsfesten und einer bewegbaren Formaufspannplatte und einer Einspritzeinrichtung, wobei zwei komplementäre Formhälften eines Formwerkzeuges über die Formaufspannplatte mit einem Steuergestänge schliessbar und öffenbar sind und mit der Einspritzeinrichtung, die vorzugsweise eine Schneckeneinspritzeinrichtung ist, plastifizierter Kunststoff in das Formwerkzeug einspritzbar ist, wobei das Steuergestänge mit einem Schwungrad verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schwungrad (4) eine Pleuelstange (3) drehbar gelagert ist, die am andern Ende an der bewegbaren Formaufspannplatte (2) oder an einem mit der bewegbaren Formaufspannplatte (2)
verbundenen Kniehebelmechanismus angelenkt ist, und dass das Schwungrad (4) mit dem Steuergestänge während der aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen mit gleichbleibender Drehrichtung antreibbar ist.
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