Spritzgussmaschine
Bei bekannten Spritzgussmaschinen vom ausgerichteten oder zentrierten Typ besteht die Form aus zwei zusammenwirkenden Teilen, beispielsweise aus einem Patrizenteil und einem Matrizenteil, die in axialer Ausrichtung zur Düse eines Spritzzylinders angeordnet und miteinander verriegelt sind und der Düse zur Durchführung des Spritzvorganges dargeboten werden.
Bei einer üblichen Form einer Spritzgussmaschine dieser Art ist der eine Formteil (gewöhnlich ein Matrizenteil) auf einer feststehenden Platte bzw. auf der vorderen, auf einem Maschinenrahmen stehenden Endplatte angeordnet, während der andere Formteil (gewöhnlich dann ein Patrizenteil) auf einer zweiten Platte angeordnet ist, die zur vorderen Endplatte parallel und zum Schliessen und Öffnen der Form beweglich ist. Der Spritzzylinder ist in axialer Ausrichtung zu den Formteilen auf der entgegengesetzten Seite der vorderen Endplatte angeordnet und kann in manchen Fällen gegen die letztere für die Durchführung des Spritzvorganges geschlossen werden.
Dieses einfache System weist jedoch eine Anzahl Beschränkungen auf. In erster Linie muss ein ausreichendes Spiel zwischen den Formteilen vorgesehen werden, damit die letzteren geöffnet werden können und der Spritzling zwischen ihnen ausgeworfen oder entfernt werden kann, was im Falle von grossen Gegenständen eine Presse mit einer grossen lichten Öffnungsweite und beträchtlichem Raumbedarf bedeutet. Ferner bedeutet dies einen Zeitverlust zwischen den Spritzhüben und damit eine verringerte Leistung.
Ein weiterer Zeitverlust kann bei der Anwendung dieses Systems unvermeidlich sein, wenn der Spritzling gekühlt oder wenn er markiert, bearbeitet oder in anderer Weise behandelt werden muss, bevor er aus der Form herausgenommen werden kann. Auch im letzteren Falle führt der Umstand, dass diese Vorgänge in der Öffnungsweite der Presse stattfinden müssen, zu zusätzlichen Schwierigkeiten und Komplikationen wegen der einander widersprechenden Anforderungen hinsichtlich des Raumbedarfs.
Beim Erfindungsgegenstand sollen diese Schwierigkeiten in einfacher, jedoch wirksamer Weise und ohne komplizierte zusätzliche Einrichtung und unter Erzielung weiterer Vorteile behoben werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Spritzgussmaschine, mit einer an einer Station in dieser angeordneten und zum aufeinanderfolgenden Spritzen einer Spritzgussmasse in eine Folge von Formen in einem Formensystem bestimmten Spritzvorrichtung, welche Spritzgussmaschine dadurch gekennzeichnet ist, dass das Formensystem mindestens einen ersten, vorzugsweise feststehenden Formteil und eine Anzahl komplementärer, gegenüber dem ersten Formteil beweglicher Formteile aufweist, welch letztere an im Abstand voneinander befindlichen Stellen auf einem Träger angeordnet sind, der schrittweise beweglich ist, um die einzelnen beweglichen Formteile der Reihe nach in Ausrichtung mit dem ersten Formteil zu bringen.
Es ist also praktisch eine Gruppe von beweglichen Formteilen vorhanden, welche der Reihe nach einzeln zur Zusammenwirkung mit dem genannten ersten gemeinsamen, komplementären Formteil gebracht werden können. Nach jedem Spritzhub können die Teile der so erhaltenen Form getrennt werden, um dem beweglichen Formteil am Träger zu ermöglichen, den Spritzling aus der Formgebungszone und vom ersten Formteil weg zu entfernen. Das Entfernen des Spritzlings duch den beweglichen Formteil kann in sehr zweckmässiger Weise geschehen, wenn dieser Teil ein Patrizenteil oder Kern ist, so dass für die Zwecke einer klaren Beschreibung dies nachfolgend angenommen wird.
Der erste Formteil kann vorzugsweise in der Maschine feststehend sein. Auf jeden Fall ist er, da die beweglichen Formteile ihm gegenüber beweglich sein müssen, nicht bei der schrittweisen Bewegung des genannten Trägers mit diesem beweglich. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die Möglichkeit auszuschliessen, dass dieser feststehende Teil sich axial bewegen kann, um das axiale Schliessen oder Öffnen in Ausrichtung befindlicher Formteile zu bewirken oder hierzu beizutragen, oder in die bzw. aus der Spritzstellung in anderer Weise und für andere Zwecke beweglich ist, z. B. zum Entfernen des Ausgusses nach einem Spritzvorgang.
Der erste Formteil kann ein Element eines Einfach- oder Mehrfachformteiles sein. Es kann auch mehr als ein feststehender Teil vorhanden sein, beispielsweise zwei Hohlräume, die nebeneinander und so angeordnet sind, dass sie mit aufeinanderfolgenden Kernpaaren auf dem Träger oder der Reihe nach mit den aufeinanderfolgenden beweglichen Formteilen auf diesem Träger zusammenwirken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger zur Drehung gelagert, um Patrizenteile in der Formgebungszone der Reihe nach zu ersetzen. Diese Anordnung ist nicht nur verhältnismässig einfach durchzuführen, beispielsweise durch die Verwendung einer kreisförmigen oder anderen Platte als Träger und deren Anordnung auf einer Zug- oder Führungsstange der Maschine, sondern sie ermöglicht auch eine bestmögliche Ausnutzung des verfügbaren Raumes und der verfügbaren Kapazität. Es kann auf diese Weise eine verhältnismässig grosse Zahl von Patrizenformteilen auf einen verhältnismässig kleinen Bereich begrenzt werden, rasch in die Spritzstellung gebracht werden und sich sogar durch nachfolgende Stationen frei vom Spritzbereich bewegen, welche für zusätzliche Bearbeitungen am Spritzling zweckmässig sind.
Es ist bei dieser Ausführungsform vor teilhaft, die Trägerplatte an ihrer Mitte auf der oberen und mittleren Zugstange von drei im Dreieck angeordneten und zwischen einer festen vorderen und einer hinteren Endplatte der Maschine befestigten Zugstangen drehbar zu lagern. Eine solche symmetrische Anordnung ergibt einen verhältnismässig grossen Formgebungsbereich sowie eine gut ausgeglichene Verteilung der beim Spritzhub auftretenden Drücke.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Spritzgussmaschine dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Maschine,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Mittelteil der Maschine und durch das Formaggregat an diesem Teil,
Fig. 3 einen waagrechten Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4 eine Endansicht eines Teiles des in Fig. 2 gezeigten Mechanismus, gesehen in der Ebene nach Linie IV-IV in Fig. 2.
Die in Fig. 1 dargestellte Spritzgussmaschine ist vom ausgerichteten Typ, das Spritzen geschieht in horizontaler Richtung und die Schliess- und Öffnungsbewegungen der wirksamen Form werden ebenfalls in Richtung einer horizontalen Achse ausgeführt.
Diejenigen Teile der Maschine, deren Form von der allgemein üblichen Art ist, werden nachstehend nicht näher beschrieben. Ein solcher Teil ist der Spritzzylinder 2, in dessen Innerem eine Füll- und Vorplastifizierungsschnecke (von der nur ein Endteil bei 3 sichtbar ist) für die Spritzgussmasse angeordnet ist, die mit einem festen Kunststoffmaterial aus einem Einfülltrichter 4 beliefert und durch einen Elektromotor 5 über ein allgemein mit 6 bezeichnetes Getriebe zur Drehung angetrieben wird. Eine Zylinderund Kolbenanordnung 7 dient zur Erzeugung der hin und her gehenden Bewegung des Spritzkolbens 3 für jede Spritzung. Der Spritzzylinder 2 endet mit einer Spritzdüse 8, die von einer Öffnung 9 in einer vorderen, auf dem Rahmen 1 senkrecht stehenden Endplatte 10 aufgenommen wird.
Am anderen Ende der Maschine ist am Rahmen 1 eine senkrechte hintere Endplatte 15 befestigt, die als Mittel zu Lagerung des Mechanismus für das Schliessen und Öffnen der Formen an der Spritzstation dient. Die vordere Endplatte 10 und die hintere Endplatte 15 sind miteinander durch kräftige Zugstangen 16, 17 und 18 verstrebt, von denen die Stange 16 in einer mittigen Zwischenlage mit Bezug auf den Rahmen 1 angeordnet ist und die oberen Teile der vorderen sowie der hinteren Endplatte miteinander verbindet, während die Stangen 17 und 18 in einer unteren Lage nach den Seiten des Tisches hin angeordnet sind. Die Stangen sind durch Sicherungsmuttern 19 gesichert. Es hat sich gezeigt, dass die Dreieckanordnung der Zugstangen eine sehr stabile Form der Lagerung ergibt, welche hohe Spritzdrücke ohne Verwindung der Maschinenteile aufnehmen kann.
Ferner ergibt, wie nachstehend beschrieben wird, diese Wahl der Lage für die obere Zugstange 16 eine vorteilhafte Lagerung für die Trägerplatte.
Die Zugstangen 16, 17 und 18 dienen auch zur Lagerung der Mittel für das Schliessen der Formen und das Verriegeln derselben unter Druck. Bei der dargestellten Ausführungsform bestehen diese Mittel aus einer Zwischenplatte 20 für die geschlossene Form (siehe unten) und aus einer Schubplatte 21.
Beide Platten sind mit Öffnungen versehen und auf den Zugstangen gleitbar. Die Schubplatte 21 dient zum Anbringen des vorderen Endes eines Mehrfach kniehebelgestähges oder -mechanismus, der allgemein mit 22 bezeichnet ist, zum Zuspannen und Verriegeln der Form unter Druck. An seinem anderen Ende ist der Mechanismus 22 an einer Platte 23 angelenkt, welche unter dem Zwang der nicht gezeigten Stange einer hydraulischen Zylinder- und Kolbenanordnung 24 beweglich ist, die sich von der hinteren Endplatte 15 nach rückwärts erstreckt, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Schubplatte 21 ist mit der Zwischenplatte 20 durch eine kräftige Spindel 25 verbunden, so dass bei einer entsprechenden Zufuhr von Druckmittel, gewöhnlich Öl, zum Zylinder 24 das Kniehebelgestänge 22 in an sich bekannter Weise gestreckt oder abgewinkelt wird, um die Platte 20 vorzuschieben bzw. zurückzuziehen. Die Spindel 25 wird von einer Mutter 26 auf der Platte 21 aufgenommen und trägt an ihrem vorderen Ende einen Zahnkranz 27, der mit einem Ritzel 28 in einem Gehäuse 29 an der Rückseite der Zwischenplatte 20 im Eingriff steht.
Das Ritzel 28 ist mit einem Kopf 30 versehen, an dem ein Werkzeug angesetzt werden kann, um die Spindel 25 zu drehen und auf diese Weise die Ausgangsstellung der Zwischenplatte 20 und damit des beweglichen Teils der Formanordnung (siehe unten) mit Bezug auf die hintere Endplatte 15 und die vordere Endplatte 10 zu verändern, wodurch verschiedenen Tiefen der Form Rechnung getragen werden kann.
Das Formaggregat, das in Fig. 1 allgemein mit 31 bezeichnet, in Fig. 2 bis 4 mit näheren Einzelheiten gezeigt und zwischen der Zwischenplatte 20 und der vorderen Endplatte 10 angeordnet ist, wird nachstehend näher beschrieben.
Es besitzt in der Hauptsache einen stufenweise drehbaren und axial hin und her beweglichen Formträger mit mehreren Patrizenformteilen, in diesem Falle Kerne, welche der Reihe nach und entsprechend der Weiterschaltung der Trägerplatte mit einem einzigen feststehenden Matrizenformteil zusammenwir- ken.
In erster Linie ist mit der vorderen Endplatte 10 an der durch die Öffnung 9 dargestellten Spritzzone ein stationärer Formteil 11 verschraubt. Bei der gewählten besonderen Darstellung ist angenommen, dass die Gegenstände von einfacher Becherform sein sollen, wie bei 12 in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und für diesen Zweck ist der Formteil 11 von Matrizenform mit einem Hohlraum 13, der durch einen Ausgusskanal 14 mit der Öffnung der Spritzdüse 8 in Verbindung steht, wenn sich die letztere in der in Fig. 2 gezeigten Betriebsstellung befindet.
Die Kerne, welche nacheinander mit dem Matrizenteil 11 zusammenwirken, sind mit 32 bezeichnet. Es sind vier Kerne vorgesehen, die in ringförmiger Anordnung um eine kreisförmige Stahlträgerplatte 33 herum festgeschraubt sind, die mit einer Lagerhiilse 34 versehen ist, welche auf der oberen Zugstange 16 drehbar gelagert ist. Die Lagerhülse 34 erstreckt sich durch eine entsprechende Öffnung in der Zwischenplatte 20 und ist gegen eine axiale Bewegung mit Bezug auf die letztere durch Muttern 35 gesichert.
Zwischen der Platte 33 und der Zwischenplatte 20 ist ein Wasserführungsring 36 vorgesehen, der mit Ka- nälen für die Strömung von Kühlwasser aus einem Einlasskanal 37 in der Zwischenplatte 20 zu Kanälen 38 versehen ist, die über nicht gezeigte biegsame Leitungen mit den verschiedenen Formen verbunden sind. Rückführkanäle, von denen einer bei 39 (Fig. 2) beispielsweise dargestellt ist, dienen für den Rückfluss dieses Kühlwassers.
Die Trägerplatte 33 ist intermittierend drehbar, um die Kerne 32 durch aufeinanderfolgende Stationen zu bewegen, für welchen Zweck sie an ihrem Umfang 40 mit einer Verzahnung versehen ist. Der Antrieb der Trägerplatte 33 erfolgt über ein Zahnraduntersetzungsgetriebe, das aus Zahnrädern 41, 42 und 43 besteht, von einem umlaufenden Druckmittelmotor 44 aus, dessen Welle das Zahnrad 43 trägt.
Das Ingangsetzen und Stillsetzen des Motors 44 und damit die stufenweise Drehung oder Weiterschaltung der Trägerplatte 33 wird von einem Schaltermechanismus gesteuert, der allgemein mit 45 bezeichnet und in geeigneter Lage an einer seitlichen Halterung vorgesehen ist, die auch zur Lagerung des Motors 44 und des Untersetzungsgetriebes 41, 42 und 43 dient. Jeder Kernlage auf der Trägerplatte 33 ist ein Kurvenstück 47 zugeordnet, das dazu dient, den Schaltermechanismus 45 beim Auftreffen auf dieses zu betätigen.
Diese Schalterbetätigung wird nicht nur ausgenutzt, den die Trägerplatte zur Drehung antreibenden Motor 44 stillzusetzen, sondern auch, wie sich aus dem Nachfolgenden ergibt, weitere Arbeitsvorgänge der Spritzgussmaschine einzuleiten, zu denen das Öffnen und Schliessen einer Form durch die Betätigung des Kniehebelgestänges 24, die Durchführung des Spritzschusses aus dem Spritzzylinder 2 und verschiedene Arbeitsvorgänge an dem geformten Gegenstand gehören. Die Gestaltung dieser Steuerungen ist an sich bekannt und wird daher nicht näher beschrieben.
Es ist natürlich erforderlich, ein genaues Anhalten der Trägerplatte 33 bei jeder Gelegenheit sicherzustellen, für welchen Zweck die verjüngte Spitze eines Schaltersperrstiftes 48 mit Löchern 49 in der Platte in den genauen Anhaltestellungen zusammenwirkt. Dieser Sperrstift 48 ist durch eine Zylinderund Kolbenanordnung 50 betätigbar, zu dem die Druckmittelzufuhr durch ein nicht gezeigtes Ventil unter der Einwirkung des Schaltermechanismus 45 gesteuert wird.
Wie erwähnt, ist bei der in den Zeichnungen dargestellten besonderen Anordnung die Trägerplatte 33 mit vier Formkernen 32 ausgerüstet, so dass sie für das Anhalten an vier Stationen bestimmt ist, welche in Fig. 4 mit A, B, C und D bezeichnet sind. Die Station A ist die Spritzstation, während das Ausdrücken des Spritzlings an der Station D stattfindet. Die Stationen B und C können für verschiedene Zwecke vorgesehen werden und es ist beispielsweise angenommen, dass die Station C für das Entfernen des Ausgusses von jedem Spritzling 12 verwendet wird, wie nach stehend beschrieben. Die Station B, die verschiedenen Verwendungszwecken dienen kann, ist im vorliegen den Falle als lediglich die Kühlung des Spritzlings vorbehalten angenommen.
Die Folge der Arbeitsvorgänge ist daher für jeden besonderen Formkern 32 wie folgt:
Bei der Ankunft und beim Anhalten des Kerns an der Spritzstation A wird das Kniehebelgestänge 22 gestreckt, um den beweglichen Teil des Aggregates 31 waagrecht auf den Zugstangen 16, 17, 18 zu verschieben, was unter anderem zur Folge hat, dass der jeweilige Kern 32 in den Hohlraum 13 des gemeinsamen Matrizenformteils 11 eintritt, wodurch der Spritzzylinder 2 selbsttätig in Tätigkeit gebracht wird, um einen Schuss plastische Masse in den Formgebungsspalt zwischen diesen beiden Formteilen eintreten zu lassen.
Zur Verstrebung der Teile in der Spritzzone gegen den zu diesem Zeitpunkt ausgeübten Druck ist, wie ersichtlich, eine Druckplatte 51 an dieser Zone zwischen der Zwischenplatte 20 und der Trägerplatte 33 angeordnet und trägt eine feststehende segmentförmige Klaue 52, die in einer entsprechenden Nut 53 in der Trägerplatte läuft, um die Gefahr einer Verwindung oder Verformung der Trägerplatte unter der zu diesem Zeitpunkt stattfindenden Beanspruchung zu verhindern. Durch diese Anordnung ist auch bei geöffneten Formen die Trägerplatte 33 gestützt.
Nach einer Pause, während welcher der Spritzzylinder 2 zurückgezogen wird, wird das Kniehebelgestänge 22 abgewinkelt, wodurch die Zwischenplatte 20 und mit dieser der bewegliche Teil des Aggregates 31 zurückgezogen wird. Der Spritzling 12, der zu diesem Zeitpunkt bereits auf den Kern 32 geschrumpft ist, wird mit diesem zurückgezogen, so dass der Matrizenformhohlraum 13 für das Einführen des Kernes 32 frei ist, der in der Station A nach der nächsten Schaltstufe ankommt.
Wie ersichtlich, ist nur eine kleine axiale Bewegung, die etwas grösser ist als die Tiefe des Spritzlings selbst, erforderlich, um den Spritzling und den diesen tragenden Kern 32 völlig von dem Matrizenformteil 11 freizumachen, so dass sich die Trägerplatte 33 ohne Behinderung drehen kann.
Sodann wird der Motor 44 betätigt, um die Trä gerplatte bis zur nächsten Schaltstufe zu drehen, für welchen Zweck nicht gezeigte Schaltmittel an sich bekannter Art vorgesehen sind, die beim Zurückziehen der Schubplatte 21 betätigt werden. Der Motor 44 wird dann wieder durch das entsprechende den Schaltermechanismus 45 erreichende Kurvenstück 47 zum Stillstand gebracht, wodurch das erneute Strecken des Kniehebelgestänges 22 und ein neuer Spritzvorgang eingeleitet wird. In der Zwischenzeit hat der erste Spritzling 12 die Station B erreicht und bleibt an dieser Station während dieser nächsten Wiederholung des Formöffnungs- und Schliessvorganges.
Die folgende Schaltstufe der Trägerplatte bringt den ersten Spritzling 12 zur Station C, an der er durch einen in der vorderen Endplatte 10 angeordneten Drehschneider 54 bearbeitet wird, welcher durch eine Zylinder- und Kolbenanordnung 55 unter der Steuerung des Schaltmechanismus 45 betätigt wird, um den Anguss 56 vom Spritzling zu trennen. Anstelle des Schneiders 54 kann ein beheizter Stempel vorgesehen werden, der den Anguss abschmilzt.
Hierauf wird nach der Wiederholung der axialen Hin- und Herbewegung der Trägerplatte 33 und der Drehung der letzteren zur nächsten Schaltstufe, der ursprüngliche Spritzling 12 zur Ausdrückstation D gebracht. Wie ersichtlich, befindet sich an dieser Station der entsprechende Kern 32 gegenüberliegend einem seitlich ausgesparten Abschnitt 57 der vorderen Endplatte 10. Ferner befindet sich in dieser Stellung der erwähnte Kern 32 in Ausrichtung mit einer hydraulischen Ausdrückeinrichtung 58, die auf der Zwischenplatte 20 angeordnet ist. Der Kolben 59 der Ausdrückeinrichtung 58 ist mit einem abgesetzten Kopf 60 ausgebildet, der auf diese Weise in Ausfluchtung mit einem mit einem Kopf versehenen Ausdrückstift 61 gebracht worden ist, welcher im Patrizenformteil 32 wie in allen anderen vorgesehen ist.
Die Betätigung des Schaltermechanismus 45 bei jedem Anhalten der Trägerplatte 33 löst gleichzeitig die Betätigung der Einrichtung 58 aus, wodurch der geformte Gegenstand 12 von seinem Trägerkern 32 (siehe Fig. 3) in die Ausnehmung 57 abgeschoben wird. Auf den Kernen selbst kann ferner ein nicht gezeigter Ausdrückring vorgesehen werden, um diesen Vorgang zu unterstützen, und es kann eine ebenfalls nicht gezeigte weitere Einrichtung für das Sammeln der ausgedrückten Spritzlinge vorgesehen sein.
Wie sich aus dem Vorangehenden ergibt, arbeitet die beschriebene Maschine völlig selbsttätig und führt die Arbeitsfolgen des Schliessens und Verriegelns der Form, der Heranführung der Spritzdüse 8 an die Form, der Ausführung der Spritzung, der Wegnahme der Düse, des Öffnens der Form und des Weiterschaltens der Trägerplatte, um einen neuen Patrizenformteil heranzubringen, in der angegebenen Reihenfolge aus, worauf sich die Wiederholung der Arbeitsfolge anschliesst.
Wie im Falle der Angussbeschneidevorrichtung 54, 55, kann die Maschine an Stationen um die Trä gerplatte herum mit Vorrichtungen zur Durchführung verschiedener Hilfsarbeitsvorgänge am Spritzling im zeitlich gesteuerten Verhältnis mit den vorerwähnten Formenschluss- und Spritzvorgängen ausgerüstet werden, beispielsweise für das allgemeine Bearbeiten durch Bohren, Schneiden, Gesenkpressen, Entfernen und Auswechseln von Einsätzen sowie Bearbeiten und Lösen der Spritzlinge, und um eine Kühlzeit zu ermöglichen. Die Zahl der Stationen, die für diese Massnahmen zur Verfügung stehen, kann natürlich in der erforderlichen Weise verändert werden.
Die Maschinen der beschriebenen Art sind allgemein zur Herstellung vieler Formen von Spritzlingen verwendbar, von denen dünnwandige becherförmige Behälter der meisten Formen und Grössen ein typisches und besonders geeignetes Beispiel sind.
Weitere Beispiele sind Schraubkappen und viele Arten von Einsatzspritzlingen.
Injection molding machine
In known injection molding machines of the aligned or centered type, the mold consists of two cooperating parts, for example a male part and a female part, which are arranged in axial alignment with the nozzle of an injection cylinder and locked together and presented to the nozzle for performing the injection process.
In a conventional form of an injection molding machine of this type, one molded part (usually a female part) is arranged on a stationary plate or on the front end plate standing on a machine frame, while the other molded part (usually then a male part) is arranged on a second plate which is parallel to the front end plate and movable to close and open the mold. The injection cylinder is arranged in axial alignment with the molded parts on the opposite side of the front end plate and in some cases can be closed against the latter for the execution of the injection process.
However, this simple system has a number of limitations. First and foremost, sufficient play must be provided between the mold parts so that the latter can be opened and the injection molded part can be ejected or removed between them, which in the case of large objects means a press with a large clear opening width and considerable space requirements. Furthermore, this means a loss of time between the spray strokes and thus a reduced performance.
Further loss of time may be inevitable when using this system if the molded part needs to be cooled or if it needs to be marked, machined or otherwise treated before it can be removed from the mold. In the latter case, too, the fact that these operations must take place within the opening width of the press leads to additional difficulties and complications because of the conflicting requirements with regard to space requirements.
In the subject matter of the invention, these difficulties are to be eliminated in a simple, but effective manner and without complicated additional equipment and with the achievement of further advantages.
The subject of the invention is an injection molding machine with an injection device arranged at a station in this and intended for the successive injection of an injection molding compound into a sequence of molds in a molding system, which injection molding machine is characterized in that the molding system has at least one first, preferably stationary molded part and one Number of complementary, with respect to the first mold part movable mold parts, the latter being arranged at spaced-apart locations on a carrier which is movable step-wise in order to bring the individual movable mold parts in sequence into alignment with the first mold part.
So there is practically a group of movable molded parts which can be brought one after the other to interact with said first common, complementary molded part. After each injection stroke, the parts of the mold obtained in this way can be separated in order to enable the movable mold part on the carrier to remove the molded part from the molding zone and away from the first mold part. The removal of the molded part by the movable molded part can be done in a very expedient manner if this part is a male part or core, so that this is assumed below for the purposes of a clear description.
The first molded part can preferably be stationary in the machine. In any case, since the movable molded parts must be movable relative to it, it is not movable with the said carrier during the step-by-step movement of said carrier. It is not intended, however, to preclude the possibility that this stationary part may move axially to effect or contribute to the axial closing or opening of aligned mold parts, or into and out of the injection position in other ways and for other purposes is movable, e.g. B. to remove the spout after an injection molding process.
The first molded part can be an element of a single or multiple molded part. There can also be more than one fixed part, for example two cavities, which are arranged side by side and so that they cooperate with successive pairs of cores on the support or in sequence with the successive movable mold parts on this support.
In a preferred embodiment, the carrier is mounted for rotation in order to replace male parts in sequence in the forming zone. This arrangement is not only relatively easy to carry out, for example by using a circular or other plate as a carrier and arranging it on a pulling or guide rod of the machine, but it also enables the best possible utilization of the available space and the available capacity. In this way, a relatively large number of male mold parts can be limited to a relatively small area, quickly brought into the injection position and even move freely from the injection area through subsequent stations, which are useful for additional processing on the injection molded part.
It is in this embodiment before geous to store the support plate rotatably at its center on the upper and middle tie rod of three arranged in a triangle and attached between a fixed front and a rear end plate of the machine tie rods. Such a symmetrical arrangement results in a relatively large shaping area and a well-balanced distribution of the pressures occurring during the injection stroke.
In the accompanying drawing, an example embodiment of the injection molding machine according to the invention is shown, namely shows:
1 shows a schematic side view of the machine,
2 shows a vertical section through the middle part of the machine and through the molding unit on this part,
Fig. 3 is a horizontal section along the line III-III in Fig. 2 and
FIG. 4 is an end view of part of the mechanism shown in FIG. 2, seen in the plane along line IV-IV in FIG.
The injection molding machine shown in Fig. 1 is of the aligned type, the injection takes place in the horizontal direction and the closing and opening movements of the active mold are also carried out in the direction of a horizontal axis.
Those parts of the machine whose shape is of the generally customary type will not be described in detail below. One such part is the injection cylinder 2, inside of which a filling and pre-plasticizing screw (of which only one end part is visible at 3) is arranged for the injection molding compound, which supplies a solid plastic material from a filling funnel 4 and is driven by an electric motor 5 via a generally designated 6 gear is driven for rotation. A cylinder and piston arrangement 7 is used to generate the reciprocating movement of the injection piston 3 for each injection. The injection cylinder 2 ends with a spray nozzle 8 which is received by an opening 9 in a front end plate 10 which is perpendicular to the frame 1.
At the other end of the machine, a vertical rear end plate 15 is attached to the frame 1, which serves as a means for supporting the mechanism for closing and opening the molds at the injection station. The front end plate 10 and the rear end plate 15 are braced together by strong tie rods 16, 17 and 18, of which the rod 16 is arranged in a central intermediate position with respect to the frame 1 and connects the upper parts of the front and rear end plates to one another , while the rods 17 and 18 are arranged in a lower position towards the sides of the table. The rods are secured by locking nuts 19. It has been shown that the triangular arrangement of the tie rods results in a very stable form of mounting which can accommodate high injection pressures without twisting the machine parts.
Furthermore, as will be described below, this choice of position for the upper tie rod 16 results in an advantageous bearing for the carrier plate.
The tie rods 16, 17 and 18 also serve to support the means for closing the molds and locking them under pressure. In the embodiment shown, these means consist of an intermediate plate 20 for the closed mold (see below) and a push plate 21.
Both plates are provided with openings and slide on the tie rods. The push plate 21 is used to attach the front end of a multiple toggle linkage or mechanism, generally designated 22, for clamping and locking the mold under pressure. At its other end, the mechanism 22 is hinged to a plate 23 which is movable under the constraint of the not shown rod of a hydraulic cylinder and piston assembly 24 which extends rearwardly from the rear end plate 15, as shown in FIG .
The thrust plate 21 is connected to the intermediate plate 20 by a powerful spindle 25, so that when pressure medium, usually oil, is supplied to the cylinder 24, the toggle linkage 22 is stretched or angled in a manner known per se in order to advance or bend the plate 20. to withdraw. The spindle 25 is received by a nut 26 on the plate 21 and carries at its front end a ring gear 27 which is in engagement with a pinion 28 in a housing 29 on the rear side of the intermediate plate 20.
The pinion 28 is provided with a head 30 on which a tool can be attached to rotate the spindle 25 and in this way the starting position of the intermediate plate 20 and thus of the movable part of the mold assembly (see below) with respect to the rear end plate 15 and the front end plate 10, whereby different depths of the shape can be taken into account.
The molding unit, which is generally designated 31 in FIG. 1, is shown in greater detail in FIGS. 2 to 4 and is arranged between the intermediate plate 20 and the front end plate 10, is described in more detail below.
It mainly has a step-wise rotatable and axially reciprocating mold carrier with several male mold parts, in this case cores, which cooperate with a single fixed female mold part in sequence and according to the indexing of the carrier plate.
A stationary molded part 11 is primarily screwed to the front end plate 10 at the injection zone represented by the opening 9. In the particular representation chosen, it is assumed that the objects should be of simple cup shape, as shown at 12 in the drawing, for example, and for this purpose the molded part 11 is of a die shape with a cavity 13 which is passed through a spout 14 with the opening of the Spray nozzle 8 is in connection when the latter is in the operating position shown in FIG.
The cores which interact successively with the die part 11 are denoted by 32. Four cores are provided which are screwed tightly in an annular arrangement around a circular steel support plate 33 which is provided with a bearing sleeve 34 which is rotatably mounted on the upper tie rod 16. The bearing sleeve 34 extends through a corresponding opening in the intermediate plate 20 and is secured against axial movement with respect to the latter by nuts 35.
A water guide ring 36 is provided between the plate 33 and the intermediate plate 20, which is provided with channels for the flow of cooling water from an inlet channel 37 in the intermediate plate 20 to channels 38, which are connected to the various shapes via flexible lines (not shown) . Return channels, one of which is shown at 39 (FIG. 2) for example, are used for the return flow of this cooling water.
The carrier plate 33 is intermittently rotatable in order to move the cores 32 through successive stations, for which purpose it is provided with a toothing on its periphery 40. The drive of the carrier plate 33 takes place via a gear reduction gear, which consists of gears 41, 42 and 43, from a rotating pressure medium motor 44, the shaft of which carries the gear 43.
The starting and stopping of the motor 44 and thus the step-by-step rotation or indexing of the carrier plate 33 is controlled by a switch mechanism, which is generally designated 45 and is provided in a suitable position on a side bracket, which is also used to support the motor 44 and the reduction gear 41 , 42 and 43 is used. Each core layer on the carrier plate 33 is assigned a cam piece 47 which serves to actuate the switch mechanism 45 when it hits it.
This switch actuation is not only used to shut down the motor 44 that drives the carrier plate to rotate, but also, as follows from the following, to initiate further work processes of the injection molding machine, for which the opening and closing of a mold by actuating the toggle linkage 24, the implementation the injection shot from the injection cylinder 2 and various operations on the molded article. The design of these controls is known per se and is therefore not described in more detail.
It is of course necessary to ensure an accurate stop of the carrier plate 33 on every occasion for which purpose the tapered tip of a switch locking pin 48 cooperates with holes 49 in the plate in the exact stopping positions. This locking pin 48 can be actuated by a cylinder and piston arrangement 50, to which the supply of pressure medium is controlled by a valve (not shown) under the action of the switch mechanism 45.
As mentioned, in the particular arrangement shown in the drawings, the carrier plate 33 is equipped with four mold cores 32, so that it is intended for stopping at four stations, which are designated with A, B, C and D in FIG. Station A is the injection station, while the molding takes place at station D. Stations B and C can be provided for various purposes and it is assumed, for example, that station C is used for removing the spout from each molding 12, as described below. The station B, which can serve various purposes, is assumed in the present case as reserved only for cooling the injection molded part.
The sequence of operations for each particular mandrel 32 is therefore as follows:
When the core arrives and stops at injection station A, the toggle linkage 22 is stretched in order to move the movable part of the unit 31 horizontally on the tie rods 16, 17, 18, which among other things has the consequence that the respective core 32 is in the cavity 13 of the common female mold part 11 enters, whereby the injection cylinder 2 is automatically brought into action to allow a shot of plastic material to enter the shaping gap between these two mold parts.
To brace the parts in the spray zone against the pressure exerted at this point in time, a pressure plate 51 is arranged in this zone between the intermediate plate 20 and the carrier plate 33 and carries a fixed segment-shaped claw 52 which is inserted in a corresponding groove 53 in the Carrier plate runs in order to prevent the risk of twisting or deformation of the carrier plate under the stress occurring at this point in time. As a result of this arrangement, the carrier plate 33 is supported even when the molds are open.
After a pause, during which the injection cylinder 2 is withdrawn, the toggle linkage 22 is angled, as a result of which the intermediate plate 20 and with it the movable part of the unit 31 is withdrawn. The molding 12, which at this point has already shrunk onto the core 32, is withdrawn with it, so that the die cavity 13 is free for the insertion of the core 32, which arrives at station A after the next switching stage.
As can be seen, only a small axial movement, which is slightly greater than the depth of the molded part itself, is required to completely free the molded part and the core 32 carrying it from the female mold part 11 so that the carrier plate 33 can rotate without hindrance.
Then the motor 44 is operated to rotate the Trä gerplatte to the next switching stage, for which purpose switching means, not shown, are provided of a known type, which are actuated when the thrust plate 21 is withdrawn. The motor 44 is then brought to a standstill again by the corresponding cam piece 47 reaching the switch mechanism 45, whereby the renewed stretching of the toggle linkage 22 and a new injection process are initiated. In the meantime, the first injection molded part 12 has reached station B and remains at this station during this next repetition of the mold opening and closing process.
The following switching stage of the carrier plate brings the first molding 12 to station C, where it is processed by a rotary cutter 54 arranged in the front end plate 10, which is operated by a cylinder and piston arrangement 55 under the control of the switching mechanism 45, around the sprue 56 to be separated from the molding. Instead of the cutter 54, a heated stamp can be provided which melts the sprue.
After the repetition of the axial back and forth movement of the carrier plate 33 and the rotation of the latter to the next switching stage, the original injection molded part 12 is brought to the expressing station D. As can be seen, the corresponding core 32 is located opposite a laterally recessed section 57 of the front end plate 10 at this station. Furthermore, in this position the mentioned core 32 is in alignment with a hydraulic ejection device 58, which is arranged on the intermediate plate 20. The piston 59 of the ejection device 58 is formed with a stepped head 60 which has been brought into alignment with a headed ejection pin 61 which is provided in the male mold part 32 as in all others.
The actuation of the switch mechanism 45 with each stop of the carrier plate 33 simultaneously triggers the actuation of the device 58, whereby the shaped object 12 is pushed from its carrier core 32 (see FIG. 3) into the recess 57. A push-out ring (not shown) can also be provided on the cores themselves in order to support this process, and a further device, also not shown, can be provided for collecting the squeezed-out molded parts.
As can be seen from the foregoing, the machine described works completely automatically and performs the work sequences of closing and locking the mold, bringing the spray nozzle 8 up to the mold, executing the spraying, removing the nozzle, opening the mold and switching on the carrier plate in order to bring a new male mold part in the specified order, after which the repetition of the work sequence follows.
As in the case of the sprue trimming device 54, 55, the machine can be equipped at stations around the carrier plate with devices for performing various auxiliary work on the injection-molded part in a timed relationship with the aforementioned mold closing and injection processes, for example for general processing by drilling, cutting , Die pressing, removing and changing inserts as well as machining and loosening the injection molded parts, and to allow cooling time. The number of stations that are available for these measures can of course be changed as required.
The machines of the type described are generally useful for making many shapes of injection molded parts, of which thin-walled cup-shaped containers of most shapes and sizes are a typical and particularly suitable example.
Other examples are screw caps and many types of insert molded parts.