Automatische Kunststoff-Spritzmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum automatischen Spritzen von Kunststoffgegenständen.
Bei bekannten Maschinen ist ein Teil der Spritzform mit einer Halterung verbunden, die ortsfest mit dem Maschinenuntergestell verbunden ist. Der andere Teil der Spritzform ist an einem Zugrahmen befestigt, der beim Spritzen des zu spritzenden Kunststoffgegen- standes diesen Spritzformteil an den ortsfesten Spritzformteil drückt. Ein Einspritzaggregat befördert den fliessbaren Kunststoff durch eine Aussparung in einer der Spritzformhälften in die Spritzform, bis diese mit dem Kunststoff ausgefüllt ist. Nach der Erhärtung des Kunststoffes wird der Zugrahmen mit dem bewegbaren Spritzformteil abgehoben und der Kunststoffspritzling aus der Form entfernt.
Maschinen dieser Art sind nur für vergleichsweise kleine Einspritzmengen geeignet. Bei ihnen ist z. B. ein Zugrahmen in der ortsfesten Spritzformhalterung axial bewegbar gelagert und überragt die ortsfeste Spritzformhalterung, so dass beim Offnen der Spritzform der Kunststoffspritzling aus dem die Maschine überragenden Teil unmittels beispielsweise auf ein an der Maschine vorbeibewegtes Fliessband ausgestossen werden kann.
Derartige bekannte Spritzmaschinen weisen jedoch Einspritzaggregate auf, die aus Platzgründen senkrecht angeordnet sind. Lediglich die Einspritzdüse steht durch einen horizontalen Kanal mit dem der Erhitzung des zu verspritzenden Kunststoffes dienenden Aggregatteil in Verbindung. Der Nachteil derartiger Maschinen besteht einerseits in der unrationellen Kraftübertragung beim Ein-und Ausrücken der bewegbaren Spr tzformhälfte iiber einen unmittelbaren Kolbenantrieb, der verhältnismässig grosse Vor schubbewegungen in kurzer Zeit nicht zu bewerkstelligen vermag, und anderseits in der Schwierigkeit, von den bekannten und sehr vorteilhaften Transportwen del-Einspritzaggregaten ohne zusätzliche Stempelför- derer Gebrauch zu machen.
Schliesslich sind auch der Automatisierung mehrerer Teilschritte Grenzen gesetzt.
Es sind anderseits bereits Kunststoff-Spritzma- schinen bekannt, die zur Bewegung der bewegbaren Spritzformhälften Kniehebelorgane benutzten. Die konstruktive Gestaltung dieser Maschinen lässt jedoch ein einfaches Auswerfen der Spritzteile nicht zu.
Vielmehr müssen die Spritzlinge aus der Spritzform herausgehoben werden. Der Platzbedarf derartiger Maschinen ist ausserordentlich gross, da das Einspritzaggregat und die Kniehebeltransporteinrichtung auf entgegengesetzten Seiten der Spritzform angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und eine schnell arbeitende, vielseitig anwendbare und weitgehend vollautomatisierbare Spritzmaschine geringen Raumbedarfs auszubilden. Diese Maschine soll weitgehend wartungsfrei sein, sich auch zum Spritzen verhältnismässig grosser Kunststoffgegenstände eignen und auch die dazu erforderliche, verhältnismässig grosse Spritzformschliess- kraft bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit ausüben, ohne dass diese infolge der Starrheit der Kraftübertragungs- elemente ungleichmässig zusammengedrückt wird. Die Herstellungskosten einer derartigen Spritzmaschine sollen vergleichsweise gering sein.
Die Erfindung besteht darin, dass die ortsfeste Halterung als langgestreckter Druckrahmen ausgebildet ist, der aus mindestens zwei Grundplatten und aus mehreren, diese Grundplatten verbindenden Distanzstempeln besteht, und dass das etwa gleichachsig zur Formenschliessbewegung wirkende Einspritzaggregat innerhalb der ortsfesten Halterung angeordnet ist.
Zweckmässigerweise ist wenigstens eine der Grundplatten über Auflager mit dem Maschinenuntergestell verbunden, die eine kleine Verschiebung in Achsrichtung zulassen. In weiterer Ausbildung der Erfindung verlaufen die Distanzstempel zwischen den Grundplatten axial und sind die Distanzstempel hohl ausgebildet und von den Zugholmen des Zugrahmens durchsetzt.
Der langgestreckte Druckrahmen ermöglicht ohne zusätzlichen Raumbedarf die Unterbringung eines im wesentlichen koaxial zum Druckrahmen angeordneten Einspritzaggregates, das mit seiner Düse unmittelbar die feststehende Spritzformhälfte während des Spritzvorganges erreichen kann. In der übrigen Zeit kann dieses Einspritzaggregat durch zusätzliche Transportelemente von dieser Formhälfte hinweggezogen werden. Da der Druckrahmen aus vier gleichen Distanzrohren und nahezu symmetrischen Grundplatten besteht, ist er nicht nur mit den üblichen Werkzeugmaschinen in grosser Genauigkeit und geringen Herstellungskosten herzustellen, sondern zeigt auch bei Belastung ein formstabiles Verhalten, besonders hinsichtlich seitlicher Verschiebungen.
Dieser Vorteil wird dadurch verstärkt, dass die Grundplatten nicht vollkommen starr mit dem Maschinenuntergestell verbunden sind oder dieses gar selbst bilden. Bei der Anwendung der Formenschliesskräfte tritt nämlich infolge der Elastizität eine geringe Stauchung der Distanzrohre ein. Diese wirkt sich jedoch symmetrisch oder wenigstens nahezu symmetrisch aus, so dass nur eine Längskontraktion des gesamten Druckrahmens, jedoch keine erheblichen Biegebelastungen auftreten können.
Ferner kann zwischen der hinteren Führungs- platte des Druckrahmens und der hinteren Platte des beweglichen Rahmens ein aus zwei Gelenkarmpaaren bestehendes Scherengelenk angeordnet sein, dessen Betätigung durch einen hydraulisch gesteuerten Schliesszylinder erfolgt. Gegebenenfalls kann parallel zur hinteren, fest auf den Holmen des beweglichen Rahmens sitzenden Verbindungsplatte noch eine das Scherengelenk mittragende Verstellplatte angeordnet sein, die in ihrem Abstand zu ersterer mittels einer vorzugsweise zentralen Schraubspindel verstellbar ist, um auch bei unterschiedlicher Stärke der Spritzgussformen ein vollkommenes Schliessen derselben zu ermöglichen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die Distanzrohre des feststehenden Druckrahmens innen als Ölkanäle ausgebildet sein, die jeweils die zwei Gleitlager eines Holmes verbinden. Dabei umschliessen sie den Holm derart eng, dass durch die Holmbewegungen und die dadurch bedingte Verschiebung der in den Ölkanälen befindlichen Ölteilchen ein zur Schmierung der Führungsbüchsen ausreichender öldruck entsteht.
Gegebenenfalls kann auf einigen Distanzrohren eine das Schneckenaggregat tragende Drehbrücke gleitbar angeordnet sein. Diese befördert jeweils zwischen zwei Spritzvorgängen, vorzugsweise mittels eines hydraulischen Fahrzylinders, die Einspritzdüse des Schneckenaggregates an die Einspritzöffnung der Spritzgussform. Zweckmässig bildet man die Lagerteile der Drehbrücke als Ölkanäle aus, die jeweils zwei hintereinander liegende Gleitbüchsen verbinden und das zugehörige Distanzrohr derart eng umschlie ssen, dass durch die Bewegung der Lagerteile und die dadurch bedingte Verschiebung von darin befindlichen Ölteilchen ein zur Schmierung der Gleitbüchsen ausreichender öldruck entsteht.
Gegebenenfalls kann die Befestigungseinrichtung des Fahrzylinders am Unterteil der Kunststoffpresse verstellbar angeordnet sein. Dann können Schneckenaggregate verschiedener Länge gegeneinander ausgetauscht werden.
Vorzugsweise kann das aus einem Förderkanal und einer in ihr gelagerten und von einem Hydraulikmotor angetriebenen Förderschnecke bestehende Schneckenaggregat auf der Drehbrücke um eine senkrechte Achse schwenkbar angeordnet sein. Dies erleichtert die Reinigung und das Auswechseln des Aggregates.
Ferner kann die Förderschnecke im Förderkanal axial verschiebbar gelagert sein und sich mit ihrer hinteren Stirnfläche gegen den Kolben eines den Spritzvorgang bewirkenden Zylinders legen. Dadurch wird die axiale Verschiebung des Spritzzylinders, die durch das Ansammeln des geförderten Materials vor der Spritzdüse verursacht wird, auf den Kolben über- tragen. Vorzugsweise ist der Schaft der Förder- schnecke an seinem hinteren Ende mit einem in seiner Breite dem Rücklauf derselben entsprechenden Zahnkranz versehen, der in einer Innenkeilzahnung der den Antrieb vermittelnden Kupplungshülse kämmt. Durch die letztgenannten Massnahmen wird erreicht, dass die Förderschnecke zur Spritze hin ausgebaut werden kann.
Zweckmässig ordnet man am Spritzkolben eine Kolbenstange und an deren freiem Ende einen Schalthebel an, der nach vollendetem Rücklauf der För- derschnecke über ein bewegliches Ubertragungsele- ment einen Endschalter betätigt. Dessen Aufgabe ist es, die Hydraulik für den den eigentlichen Spritzvorgang bewirkenden Vorschub des Spritzkolbens auszulösen. Zweckmässig ist der Abstand des Endschalters gegenüber dem Ende des beweglichen Über- tragungselementes unterschiedlich einstellbar gemacht.
Dann kann während des Spritzvorganges das Spritzvolumen stufenlos reguliert werden. Gegebenenfalls kann der Endschalter auf einem in einer Spindeldose gelagerten und mit einem radial verlaufenden Führungsstift ausgerüsteten Gleitstück angeordnet sein. Dabei ist dieser Führungsstift sowohl in einem spiralförmig verlaufenden Führungsschlitz der Spindeldose als auch in einer parallel zu deren Achse verlaufenden Fiihrungsnute des Mantelgehäu- ses geführt. Dadurch wird ermöglicht, dass bei einer Verdrehung der Spindeldose mittels eines Stellknopfes eine axiale Verschiebung des Gleitstückes erfolgt.
Schliesslich kann die an der Formaufspannplatte angeordnete Auswerfereinrichtung aus einer im Auswerferzylinder gelagerten und an seinem einen Ende als Stössel ausgebildeten Kolbenstange bestehen, deren anderes Ende mit einem Gewinde versehen ist, auf dem eine mit entsprechendem Muttergewinde und einem über einen Hals des Zylinderkopfes greifenden Schutzrohr ausgerüstete Stellschraube angeordnet ist.
Durch deren Verstellen ist der Kolbenhub beim Ausstossen der Werkstücke stufenlos regulierbar.
Die Anordnung eines beweglichen Druckrahmens innerhalb eines feststehenden Druckrahmens ermög- licht eine gute Führung des beweglichen Druckrahmens sowie einen symmetrischen Kraftverlauf. Dadurch wird ein Verkanten der Formen weitgehend ausgeschlossen. Ausserdem ermöglicht diese Anordnung der Kraftübertragungselemente die Verwendung eines besonderen Auswerfers, der leicht zugänglich ist und mit einer eigenen Steuerung versehen werden kann.
Zur Erzeugung des notwendigen Olschmierdruk- kes für die Zugholmlager weisen vorzugsweise die betreffenden Distanzrohre einen derartigen Innendurchmesser auf, dass der Spalt zwischen der Innenwand und dem Holm sehr eng ist, beispielsweise 2 bis 3 mm beträgt, wenn die Länge des Distanzrohres 140 cm beträgt. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer derartigen Dimensionierung die Holmbewegung ausreicht, das in dem Innenraum der Distanzrohre befindliche Öl mit einer derartigen Bewegung und/oder Druck zu versehen, dass die Schmierung der Gleitstellen der Holme ohne jede zusätzliche Massnahme ge währleistet ist. Das gleiche Prinzip wird auch bei dem Lagerteil angewandt. Die Spaltweiten sind etwa die gleichen wie bei den Holmen.
Die geringere Länge der blkanäle reicht zur Druckschmierung aus, weil die Belastung des Lagerteils geringer ist als die der Holme.
Die Verlegung der Einstelleinrichtung für die Regelung des Spritzvolumens ausserhalb der Maschine führt einerseits zu einer kürzeren Baulänge und er möglicht anderseits die stufenlose Regelung des Spritzvolumens von einem Schaltbrett aus, das unab hängig vom Standort der Kunststoffpresse ist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert und beschrieben. Es zeigen :
Fig. 1 die Maschine in einer Seitenansicht von der Bedienungsweise aus gesehen,
Fig. 2 eine Draufsicht auf dieselbe,
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Mittelteil der Maschine nach der in Fig. 4 eingezeichneten Schnittlinie 11-III in einem grösseren Massstab gezeichnet,
Fig. 4 einen Horizontalschnitt nach der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen senkrechten Querschnitt nach der in Fig. 3 eingezeichneten Schnittlinie V-V.
In den Fig. 6 bis 11 sind dann noch Einzelheiten der Maschine ebenfalls in grösserem Massstab veranschaulicht, wobei in :
Fig. 6 das das Offnen und Schliessen der geteilten Spritzgussform bewirkende Scherengelenk dargestellt ist, während in
Fig. 7 die Spindeldose, die das Regulieren des Endschalters gestattet, in einem senkrechten Schnitt durch die Mitte in
Fig. 8 in einer Ansicht und teilweisem Schnitt und in
Fig. 9 in einem Querschnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 7 dargestellt ist.
Fig. 10 zeigt dann noch den stufenlos verstellbaren Auswerfer für die fertig gespritzten Werkstücke in einem senkrechten Längsschnitt durch die Mitte und
Fig. 11 in einem Querschnitt nach der in Fig. 10 eingezeichneten Schnittlinie XI-XI.
Was insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht die Spritzgussmaschine aus dem Unterteil 1 und einem Oberteil, das mittels der beiden an den Schmalseiten des Unterteiles 1 vorgesehenen Auflagern 2 befestigt ist. Das Oberteil wiederum besteht aus zwei im Grundriss viereckigen Führungsplatten 3 und 4, die mittels der Schrauben 5 (Fig. 5) leicht lösbar auf die Auflager 2 aufgeschraubt sind und die an ihren vier Ecken mit je einem Lagerauge 6 ausge rüstet sind. Diese beiden Führungsplatten 3 und 4 sind durch vier Distanzrohre 8,9,10 und 11 zu einem Ganzen vereinigt.
Zu diesem Zweck sind sie auf die jeweils von aussen in ihre Lager 6 eingesetzten Führungsbuchsen 7 aufgeschraubt, die aus diesem Grunde eine entsprechend bemessene Länge aufweisen und an ihrem nach der Mitte der Maschine zu gerichteten Ende mit einem Aussengewinde versehen sind. Im Innern der Führungsbuchsen 7 und den Distanzrohren 8 bis 11 sind dann die Holme 12,13, 14 und 15 axial verschiebbar gelagert unter gleichzeitiger Bildung eines Zwischenraumes 44, der durch eine mit Schraubverschluss 45 versehene Offnung mit Ol gefüllt ist und dadurch ein nahezu reibungsloses Gleiten der Hohne 12 bis 15 gewährleistet.
In ihrer Länge sind diese Holme 12 bis 15 dabei so bemessen, dass sie zu beiden Seiten über das eigentliche Maschinenoberteil hinausragen und an ihren Enden durch je eine Platte 16 und 17 miteinander verbunden sind. Die vordere sogenannte Formaufspannplatte 16 trägt einerseits eine Auswerfervorrichtung 18 für die fertigen Werkstücke und anderseits die eine Hälfte 19 der geteilten Spritzgussform, wäh- rend die andere Hälfte 20 derselben an der Führungs- platte 3 befestigt ist.
Die die hinteren Enden der Holme 12,13,14 und 15 miteinander verbindende Verbindungsplatte 17 ist durch eine Schraubspindel 21 mit einer weiteren auf diesen Holmen 12 bis 15 gleitbar angeordneten Verstellplatte 22 verbunden, deren Abstand von der festsitzenden Verbindungsplatte 17 durch Verstellen mittels dieser Schraubspindel 21 unterschiedlich eingestellt werden kann, um auch bei Verwendung von Spritzgussformen unterschiedlicher Stärke ein vollkommenes Schliessen derselben zu ermöglichen. Die Holme 12 bis 15 dienen dazu, durch ein hydraulisch gesteuertes Scherengelenk in axialer Richtung vor und zurück verschoben wer den zu können, um damit das Offnen und Schliessen der geteilten Spritzgussform zu ermöglichen.
Das Scherengelenk (Fig. 6) besteht aus zwei Gelenkarmpaaren 23,24 und 25,26, wobei das Gelenkarmpaar 23,24 durch den Gelenkbolzen 27 und das Gelenkarmpaar 25,26 durch den Bolzen 28 jeweils gelenkig miteinander verbunden sind. Ferner sind die Gelenkarme 23 und 25 mittels des Gelenkbolzens 29 in einem Lager 38 der Führungsplatte 4 und die Gelenkarme 24 und 25 mittels des Gelenkbolzens 30 im Lager 39 der Verstellplatte 22 gelenkig gelagert. Auf dem Gelenkbolzen 27 ist dann ausser- dem noch eine Kolbenaufhängung 31 angeordnet, an dem die Kolbenstange 32 mit ihrem Kolben 33 angeordnet ist, während auf dem Gelenkbolzen 28 der Zy linderführungskopf 34 mit dem Schliesszylinder 35 vorgesehen ist.
Am oberen und unteren Ende dieses Schliesszylinders 35 sind die Verbindungsleitungen 36 und 37 zur Hydraulik-Anlage angeschlossen, mit deren Hilfe dieses Scherengelenk betätigt wird.
Auf den beiden unteren Distanzrohren 10 und 11 (Fig. 3 und 4) ist dann die sogenannte Drehbrücke 40 verschiebbar gelagert. Sie ist zu diesem Zweck zu beiden Seiten mit je einem Lagerteil 41 ausgerüstet, die mittels je zweier Gleitbuchsen 42 unter gleichzeitiger Bildung eines ringförmigen und gleichfalls mit Öl gefüllten Spaltes 43 auf den Distanzrohren 10 und 11 gleitbar gelagert sind. Die Füllung mit Öl erfolgt hierbei durch die mit je einem Schraubverschluss 46 versehenen Offnungen im Mittelteil der Lagerteile 41.
Die Drehbrücke 40 ist in ihrer Mitte mit einem Drehkranz 47 ausgerüstet, auf dem das Getriebegehäuse 48 des sogenannten Schneckenaggregates drehbar gelagert ist. Befestigt ist dieses Getriebegehäuse 48 auf der Drehbrücke 40 lediglich mittels vierer Schraubenbolzen 49, die mit ihrem Kopf 50 in einer ringförmigen Führungsnute 51 der Drehbrücke 40 gelagert sind und dadurch sowohl ein Schwenken als auch durch Lösen der vier Schraubmuttern ein leichtes Auswechseln des ganzen Schneckenaggregates er möglicht.
Dieses Schneckenaggregat besteht im wesentlichen aus einer im Getriebegehäuse 48 und dem daran nach vorne anschliessenden Förderkanal 52 drehbar gelagerten Förderschnecke 53, die ihren Antrieb von einem Hydraulik-Motor 54 (Fig. 2) aus über das Zahnrad 55 (Fig. 3) erhält. Dieses Zahnrad 55 ist auf der Kupplungshülse 56 aufgekeilt, die mit einer zentralen Bohrung 57 für den Schaft 58 der Förder- schnecke 53 ausgerüstet ist. Dieser Schaft 58 ist an seinem hinteren Ende mit einer Keilzahnung versehen, die in eine entsprechende, im hinteren Ende der Kupplungshülse 56 vorgesehene Innenkeilzahnung 59 eingreift, um zu ermöglichen, dass sich die Förder- schnecke 53 in axialer Richtung nach hinten verschieben kann.
In diesem Falle drückt dann die hintere Stirnfläche des Schneckenschaftes 58 auf den Kolben 60 des Spritzzylinders 61 und drückt diesen ebenfalls nach hinten. Die um den Förderkanal 52 angeordneten elektrischen Heizkörper 62 bringen das von der Schnecke 53 geförderte Gut auf die notwendige Temperatur. Um das Spritzgut in die Form 20 einspritzen zu können, ist das vordere Ende des Förderkanals 52 zu einer Spritzdüse 63 ausgebildet.
Unter der Drehbrücke 40 ist dann mittels eines verstellbar auf dem Unterteil 1 befestigten Halters 64 der Fahrzylinder 65 angeordnet. Er hat die Aufgabe, die Drehbrücke 40 und damit auch die Spritzdüse 63 des Förderkanals 52 an das Einspritzloch der Spritzgussform 20 heranzubringen. Zu diesem Zweck steht die Kolbenstange 66 mittels des Verbindungsstückes 67 mit der Drehbrücke 40 in Verbindung. Betätigt wird der Kolben 68 durch die Hydraulik-Anlage (in den Zeichnungen nicht dargestellt) über die beiden flexiblen Leitungen 69 und 70, während die Steuerung auf elektrischem Wege durch einen mit einer Gleitrolle 73 versehenen Druckschalter 71 und eine an der Drehbrücke 40 angeordnete Steuerschiene 72 erfolgt.
Da je nach der Grösse der herzustellenden Werkstücke auch verschiedene Mengen Werkstoff für jeden Spritzvorgang notwendig sind und bei den Ausmassen des Förderkanals 52 ein bestimmtes Verhältnis zwischen Kanallänge und Kanaldurchmesser eingehalten werden muss, sind auf der Oberseite des Unterteiles 1 in unterschiedlichem Abstande von der vorderen Führungsplatte 3 mehrere Befestigungslöcher 77 für die den Halter 64 festhaltenden Schrauben 70 vorgesehen, so dass beispielsweise beim Einsetzen einer kleineren Förderschnecke der Halter 64 weiter nach vorne versetzt werden kann.
Der Spritzzylinder 61 hat die Aufgabe, die För- derschnecke 53 nach erfolgtem Rücklauf im geeigneten Moment wieder nach vorne zu drücken, um den eigentlichen Spritzvorgang auszuüben. Dies erfolgt ebenfalls mit Hilfe der Hydraulik-Anlage durch Einpressen von öl in den Spritzzylinder 61 durch die Leitung 74. Ausgelöst wird dieser Vorgang durch einen sogenannten Endschalter 76, der die Hydraulik-Anlage auf elektrischem Wege einschaltet und zweckmässigerweise unter der Schalttafel 75 des Unterteils 1 angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist die Kolbenstange 79 des Spritzzylinders 61 mit dem Schalthebel 80 gelenkig verbunden, der mittels der Halterung 95 am Spritzzylinder 61 schwenkbar angeordnet ist und mit seinem zweiten Hebelarm 81 auf einen Bowdenzug 62 einwirkt.
Dieser Bowdenzug 82 ist bis unter den Endschalter 76 geführt (Fig. 7), der dann nach Erreichnung des bestimmten Rücklaufes des Spritzzylinderkolbens 60 (Fig. 3) vom Bowdenzug ausgeschaltet wird.
Um den Rücklauf der Förderschnecke 53 entsprechend der eingebrachten Materialmenge selbst wäh- rend des Fertigungsvorganges variieren zu können, ist es notwendig, die Hydraulik-Anlage bei Erreichung jeder beliebigen Stellung des Rücklaufkolbens 60 im Spritzzylinder 61 einschalten zu können. Dies wird dadurch erreicht, dass der Endschalter 76 (Fig. 7 bis 9) in seinem Abstand gegenüber dem Bowdenzugende
83 unterschiedlich einstellbar gemacht ist, was eine frühere oder spätere Betätigung des Endschalters 76 zur Folge hat. Diese Aufgabe wird nun bei vorliegen der Erfindung dadurch gelöst, dass der Endschalter 76 auf einem innerhalb einer Spindeldose 84 in der Höhe verschiebbaren Gleitstück 85 angeordnet ist.
Dieses
Gleitstück 85 ist mit einer zentralen Bohrung 86 aus gerüstet, die das ungehinderte Einwirken des Bow denzugendes 83 auf den Druckknopf 87 des End schalters 76 gestattet. Eine zweite Bohrung 88 im Gleitstück 85 dient für die Stromzuführungsleitung zum
Endschalter 76. Die Spindeldose 84 ist im Mantel gehäuse 89 drehbar gelagert und an ihrem oberen
Ende mit einem durch die Schalttafel 75 nach oben hinausragenden Drehzapfen 90 ausgerüstet, der sei nerseits mit einem Bedienungsknopf 91 versehen ist.
Am Gleitstück 85 ist dann seitlich ein Führungsstift
92 angeordnet, der durch einen schraubenförmig verlaufenden Führungsschlitz 93 der Spindeldose 84 ragt und mit seinem freien Ende in eine im Mantel gehäuse 89 angeordnete senkrecht verlaufende Nut 94 eingreift. Hierdurch kann je nach der Drehrichtung mittels des Bedienungsknopfes 91 das Gleitstück 85, das durch das Eingreifen des Führungsstiftes 92 in die Nut 94 gegen ein Mitdrehen gesichert ist, durch die spiralförmige Schlitzführung 93 gegenüber dem Bowdenzugende 83 angehoben oder gesenkt werden.
Die in den Fig. 1, 2 und in den Fig. 10,11 in grösserem Massstab dargestellte Auswerfereinrichtung
18 hat die Aufgabe, das fertig gespritzte Werkstück, das nach dem Öffnen der zweiteiligen Form 19,20 in der Hälfte 19 verbleibt, aus dieser auszustossen.
Hierbei ist es besonders wichtig, dass jeder harte Schlag oder Stoss auf das Werkstück vermieden wird, da dies zu einem grossen Ausschuss bei der Produk- tion führen würde. Diese Voraussetzung wird bei vorliegendctr Erfindung dadurch erreicht, dass das Ausstossen der fertigen Werkstücke durch eine hydraulische Auswerfereinrichtung erfolgt, die zudem noch ermöglicht, die Härte des Schlages beliebig zu variieren.
Diese Auswerfereinrichtung besteht im wesentlichen aus einer an der Formaufspannplatte 16 angeschraubten Haltebrücke 98, die den Auswerferzylinder 99 trägt. In diesem ist der Kolben 100 angeordnet, dessen Kolbenstange 101 am einen Ende zu einem das Ausstossen der fertigen Werkstücke aus der Form bewirkenden Stössel 102 ausgebildet ist, wäh- rend die Kolbenstange an ihrem anderen Ende 103 mit einem Gewinde 104 versehen ist. Auf diesem Gewinde 104 sitzt eine mit einem passenden Muttergewinde ausgerüstete Stellschraube 105, die mit einem über einen Hals 106 des Zylinderkopfes 107 greifenden Schutzrohr 108 ausgerüstet ist.
Letzteres dient gleichzeitig beim Ausstossen der Werkstücke als Anschlag zur Begrenzung des Kolbenhubes, der durch Verstellen der Stellmutter 105 beliebig variiert werden kann, wobei dann die Kontermutter I09 die je weilige Stellung der Stellmutter 105 sichert. An beiden Enden des Auswerferzylinders 99 sind dann sowohl im Zylinderkopf 107 als auch im Lagerstück
110 der Haltebrücke 98 die Verbindungsleitungen
111 und 112 zur Hydraulik-Anlage angeordnet.
Die Arbeitsweise dieser Spritzgussmaschine ist folgende : Nachdem das meist gekörnte Material mittels des leicht abnehmbaren Finfülltrichters 96 durch die Einfüllöffnung 97 in den Förderkanal 52 gebracht wurde (Fig. 1 bis 3), fördert die Schnecke 53 dieses unter gleichzeitiger Erhitzung durch die Heizkörper 62 auf die notwendige Temperatur nach vorne bis in den Raum vor der Spritzdüse 63, wo es sich dann staut und hierdurch gleichzeitig die Förderschnecke 53 nach hinten verdrängt. Diese drückt dadurch ihrerseits mittels ihres Schaftes 58 auch den Kolben 60 im Spritzzylinder 61 so weit nach hinten, bis seine Kolbenstange 79 über den Schalthebel 80,81 und den Bowdenzug 82 den Endschalter 76 (Fig. 7 bis 9) zwecks Einschaltung der Hydraulik-Anlage betätigt.
Während dieser Zeit wird ebenfalls von der Hydraulik-Anlage, die durch eine Schaltuhr mit Zeitrelais gesteuert wird, Öl durch die Leitung 36 (Fig. 6) in den Schliesszylinder 35 gepumpt, wodurch der Kolben 33 nach unten gedrückt und damit die Gelenkarme 23 bis 26 aus der strichpunktiert gezeichneten Stellung in die mit vollen Linien dargestellte Stellung gespreizt werden. Dies hat zur Folge, dass auch die Verstellplatte aus der strichpunktierten Stellung 22'in die voll ausgezogene Stellung 22 gedrückt und damit auch die Holme 12 bis 15 mittels der an ihrem anderen Ende fest angeordneten Formauf- spannplatte 16 die beiden Hälften 19,20 der Spritzform in die geschlossene Stellung bringen.
Nun wird gleichfalls, durch die Schaltuhr gesteuert, aus der Hydraulik-Anlage Öl durch die Leitung 70 (Fig. 3) in den Fahrzylinder 65 gepumpt, wodurch mittels des Kolbens 68, der Kolbenstange 66 und des Verbindungsstückes 67 die Drehbrücke 40 und damit auch die Spritzdüse 63 dicht an das Einspritzloch der Form 20 herangefahren wird. Das Ausschalten der Ölzufuhr in den Fahrzylinder 65 erfolgt dann durch den Schalter 71 und die Steuerschiene 72.
Infolge der Einschaltung der Hydraulik-Anlage durch den Endschalter 76 über den Bowdenzug 82 erfolgt nun der eigentliche Spritzvorgang, indem das Ol von der Hydraulik-Anlage über die Leitung 74 in den Spritzzylinder 61 strömt und dadurch den Kolben 60 und damit auch die Schnecke 53 wieder nach vorne drückt. Dabei wird das durch die Erwärmung flüssig gewordene Material durch die Spritzdüse 63 in die Form gepresst. Nach Beendigung dieses Vorganges tritt wieder, gesteuert durch die Schaltuhr, der Fahrzylinder 65 in Funktion und fährt das Schnekkenaggregat bis zum Beginn des nächsten Spritzvorganges etwas zurück, um eine übermässige Erwär- mung der Spritzform zu verhüten.
Nun wird wieder durch die Schaltuhr gesteuert, von der Hydraulik-Anlage Öl in den Schliesszylinder 35 (Fig. 1 umd 6), und zwar durch die Leitung 3'7 gepumpt, wodurch der Kolben 33 nach oben gedrückt und das Scherengelenk 23 bis 26 wieder in die strichpunktiert eingezeichnete Offenstellung gebracht wird.
Hierdurch werden die Holme 12 bis 15 und damit auch die Formaufspannplatte 16 nach vorne geschoben, was das Öffnen der geteilten Spritzform zur Folge hat. Der Ölzufluss von der Hydraulik-Anlage nach dem Schliesszylinder 35 wird hierbei durch einen auf der Verstellplatte 22 angeordneten und mit einer Gleitrolle 114 ausgerüsteten Schalter 113 und der Steuerschiene 115 betätigt. Diese Steuerschiene 115 ist auf der Führungsplatte 4 angeordnet und kann mit Hilfe ihres Führungsschlitzes 116 und der Feststellschrauben 117 verstellt werden, um auf diese Weise die Begrenzung des Formöffnungsweges entsprechend der Stärke der Form variieren zu können.
Der zweite auf der Verstellplatte 22 angeordnete Schalter 116 wird ebenfalls durch eine auf der Führungsplatte 4 angeordnete Steuerschiene 119 während des Öffnungsweges betätigt. Er schaltet die Ölzufuhr von der Hydraulik-Anlage über die Leitung 111 (Fig. 10) ein, wodurch der Kolben 100 und damit auch der Auswerferstössel 102 in Richtung auf die Form bewegt und damit das fertige Werkstück ausgestossen wird. Beim nachfolgenden Schliessen der Form wird dann die Olzufuhr durch den Schalter 118 (Fig. 2) über die Leitung 112 (Fig. 10) in den Auswerferzylinder 99 umgeleitet, was das Zurückgehen des Stössels 102 in seine Ausgangsstellung zur Folge hat.
Auch hier ist die Steuerschiene 119 mit einem Führungsschlitz 120 ausgerüstet, um durch entsprechendes Verstellen der Steuerschiene 119 den Zeit- punkt des Auswerfers variieren zu können.
Beim Betrieb der vorbeschriebenen Maschinen hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung des Scherengelenkes wohl ein rasches Öffnen und Schliessen der beiden Spritzgussformhälften erzielt wird. Jedoch reicht der erzeugte Schliessdruck selbst bei einer ganz exakten Einstellung des erforderlichen Abstandes zwischen Verstellplatte und Zugplatte oft nicht aus, um ein absolut dichtes Schliessen der beiden Formhälften zu erreichen, da einmal beim Schliessvorgang eine Reckung in den Holmen und Verspannungen in den Werkzeugen und den das Scherengelenk tragenden Platten auftreten und anderseits die Gelenkarme des Scherengelenkes während der letzten Phase ihrer Schliessbewegung, die den eigentlichen Schliessdruck bewirkt, nur noch ganz geringe Spreizwirkung auf die beiden Platten ausüben.
Um nun diesen Nachteil zu beheben, ist zur Ergänzung der das Öffnen und Schliessen der beiden Spritzgussformhälften bewirkenden Schliesseinrichtung zwischen dieser und den das Schliessen der Form ausführenden Organen ein hydraulisches Druckkissen ausgebildet, das nach Erreichung der Schliessstellung der Schliesseinrichtung den eigentlichen Schliessdruck ausübt.
Durch diese Kombination eines Scherengelenkes mit einem Druckkissen als Schiesseinrichtung für die beiden Formhälften wird vor allem ein bedeutend grösserer Schliessdruck erreicht, ohne dass dafür eine merkliche Verlangsamung des Arbeitstempos in Kauf genommen werden muss.
Nachstehend ist diese vorteilhafte Ausbildung der Spritzmaschine anhand von Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert und be schrieben. Es zeigen :
Fig. 12 das hintere Ende der Spritzgussvorrichtung mit dem hydraulischen Druckkissen in einem senkrechten Längsschnitt durch die Mitte, und zwar in der vom Scherengelenk allein ausgeübten Schliessstellung und
Fig. 13 einen ebensolchen Längsschnitt, jedoch in der vom Druckkissen nachfolgend bewirkten endgültigen Schliessstellung,
Fig. 14 ist ein senkrechter Querschnitt nach der Schnittlinie III-III in Fig. 1 und
Fig. 15 ein senkrechter Querschnitt nach der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie IV-IV.
Wie aus den Figuren ersichtlich, ist zwischen der fest auf den Holmen 12 bis 15 sitzenden hinteren Verbindungs-oder Zugplatte 17 und der auf diesen Holmen 12 bis 15 verstellbar gelagerten Platte 22 ein hydraulisches Druckkissen angeordnet. Dieses besteht aus einer Membrane 121, vorzugsweise aus Vulkollan , die mittels eines Festhalteringes 122 und der Schrauben 123 auf der Rückseite der Verstellplatte 22 befestigt ist. Diese Verstellplatte 22 ist auf ihrer Rückseite mit einer ringförmigen Vertiefung 124 aus gerüstet, die dazu dient, das von der Hydraulik-Anlage durch die Zuleitung 125 kommende und dann aus der Winkelbohrung 126 austretende öl rasch und gleichmässig auf die ganze Fläche der Membrane 121 wirken zu lassen.
Der Festhaltering 122 ist dann mit einem Innenflansch 127 ausgerüstet, welcher der in diesem Festhaltering 122 angeordneten Kolbenplatte
128 zwecks Begrenzung des Kolbenhubes als Anschlag dient. Die Kolbenplatte 128 selbst ist mittels einer Schraubspindel 21 und einer fest in der Zugplatte 17 sitzenden Mutter 129 in ihrem Abstand zur Zugplatte 17 verstellbar gemacht, während zwei Kontermuttern 130 und 131 dann die erfolgte Einstellung sichern.
Zwecks besserer Abdichtung des Kolbenraumes ist dann sowohl die Verstellplatte 22 als auch der Festhaltering 122 an den Berührungsflächen mit der Membrane mit ringförmigen Rillen 132 ausgerü- stet.
Das Schliessen der beiden Formhälften (auf den Zeichnungen nicht dargestellt) erfolgt zunächst, wie bekannt, durch ein Scherengelenk 23 bis 26, indem Ol aus der Hydraulikanlage durch die Leitung 36 in den Schliesszylinder 35 gedrückt wird, bis die Gelenk arme 23 und 24 eine Gerade bilden (Fig. 12).
Dadurch wird die Platte 22 und damit auch über die Kolbenplatte 128 und die Schraubspindel 21 die Zugplatte 17 mit den fest mit ihr verbundenen Holmen
12 bis 15 nach rechts bewegt. Hierauf erfolgt die Be tätigung des Druckkissens gemäss der Erfindung, indem über die Zuführung 125 Öl aus der Hydraulikanlage in die ringförmige Druckkammer 124 gepresst wird. Dies hat zur Folge, dass die Membrane 121 und mit ihr die Kolbenplatte 128 einen Hub ausführt, der über die Schraubspindel 21 auf die Zugplatte 17 und die Holme 12 bis 15 weitergegeben wird, und so eine weitere Rechtsbewegung derselben bewirkt (Fig. 13). Durch diesen zusätzlichen Hub wird die Reckung der Holme und die Verspannungen der Werkzeugteile und der Führungsplatten ausgeglichen und ein absolut dichtes Schliessen der Formteile erzielt.
Das Öffnen der Formteile erfolgt dann in umgekehrter Reihenfolge, indem zuerst das Öl oder der gieichen durch die Zuleitung 125 aus dem Druckkissen zur Hydraulikanlage zurückgeleitet und dann erst das Scherengelenk durch den Druckzylinder 35 wieder in bekannter Weise in die Offenstellung gebracht wird.
Anstelle der Membrane 121 als Dichtungselement kann die Kolbenplatte 128 an ihrem äusseren Umfange direkt mit einer Dichtungsmanschette versehen werden, wobei der Festhalterring praktisch die Aufgabe eines Zylinders übernimmt, in dem die Kolbenplatte ihre kurzen Hubbewegungen ausführen kann.
Der Innenflansch 127 des Festhalteringes 122 dient nicht nur zur Begrenzung des Hubes der Kolbenplatte 128, sondern ermöglicht auch noch indirekt ein Einstellen der an der Form wirksamen Kolbenkraft. Dies erfolgt folgendermassen : Wenn man über die Spindel 21 die Kolbenplatte 128 bei geschlossener Form derart einstellt, dass der ganze Hub zur Verfügung steht, kann die volle Kolbenkraft auf die Form aufgebracht werden. Dies geschieht unter elastischer Verformung der Holme 12 bis 15. Der Kolbenhub muss also der elastischen Verformung (Dehnung) entsprechen. Stellt man nun bei geschlossener Form die Kolbenplatte 128 derart ein, dass sie bereits vor Beendigung der bei Höchstlast auftretenden Dehnung der Holme den Anschlag 127 erreicht, so wird nicht die ganze Kolbenkraft an der Form wirksam, sondern ein Teil über den Festhaltering 122 abgefangen.
Nur der restliche Teil der Kolbenkraft wird dann über die Holme auf die Form übertragen.