Einspritzaggregat für Spritzgiessmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzaggre- gat für Spritzgiessmaschinen, insbesondere zur Ver arbeitung von wärmehärtbaren Kunststoffen.
Um bei Spritzgiessmaschinen,insbesonderefürsol- che zur Verarbeitung von wärmehärtbaren Kunststof- fen, die Aushärtezeit in der beheizten Form möglichst kurz zu halten, wind im Einspritzaggregat eine bezüglich ihrere Höhe möglichst nahe an der Aushärttemperatur liegende Plastifizierungswtemperatur angestrebt.
Da nun bei Spritzgiessmaschinen die örtlichen Bereiche der Plastifizierungstempertatur im einspnitzaggregat und der Aushärttemperautr in der Form aneinandergrenzen, sind nur wenig voneinander differenzierte Tem- peratunen sehr schwer unter genawer Kontrolle zu hal ten. Nachteilig winkt sich dabei beispielsweise aus, dass durchUbertemperaturimBereichderEinspritzdüse vorzeitiges Aushärten der Kunststoffmasse zu, Funk tionsstörungen der Einspritzdüse führen kann.
Dieser Nachteil wird gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass ein in mindestens einem Abschnitt eines Düsenkanals wirkender Auswerfer vorhanden ist. Durch diesen Auswerfer kann in diesem Abschnittauftretende, ganz oder teilweise. ausgehärtete Kunststoffmasse ausge- stossen werden, so dass es hier nicht nötig ist, die Plastifizierungstemperatur und Aushärtetemperatur undter genauer Kontrolle zu halten.
Auf der Zeichnung sind drei Ausfühmmgsformen der Erfindung beispielswaise dargestellt, und zwar zeigt :
Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch ein Schneokeneinspritzaggregat,
Fig. 2 einen Teil einer Spritzgiessmaschine in hori- zontaler Bauart, mit einem in senkrechtem Längsschnitt dargestellten, zwei Düsenköpfe aufweisenden Einspritzaggregat,
Fig. 3 einen Teil einer Spritzgiessmaschine in vertikaler Bauart, mit einem in senkrechtem Längsschnitt dargestellten, einen schweinkbanen Düsenkopf aufweisenden Einspritzaggregat.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Schneckeneinspritzaggergat weist einen die Schnecke enthaltenden Hauptteil 1 it einem Zylinder 2, einer Schnecke 3 und einer Mantelheizung 4 auf und dient in an sich bekannter Weise der Plastifizierung und der Druckerzeugung der in eine Form 5 einzuschliessenden Kunststoffmasse. Stirnseitig ist der Zylinder 2 mit einem eine Austrittsöffnung 6 aufweiscnden Flanschdeckel 7'abgeschlossen. Ein Sok- kel 8 ist mit zwei iseitlichen Backen 9 ausgebildet und ist mit'dem Flanschdeckel 7 lösbar verbunden. In eine Bohrung 10 des Sockels 8 ist ein Düsenkopf 11 eingesetzt, welcher einen durchgehenden Düsenkanal 12 und eine in diesen mündende Schrägbohrung 13 aufweist.
Im Bereich der zwischen den beiden Backen 9 liegenden Aussparung verbindet eine Büchse 14 die Schräg- bohrung 13 mit der Austrittsöffnung 6 des Flanschdeckels 7.
In der gezeichneten Einspritzstellung liegt der Düsenkopf 11 mit einem runden Mündungsieil 15 in einem Eingusstrichter 16 der Form 5. Der Düsenkopf 11 hat Rmgkanäle 17 für Kühlwasser, deren Anschlüsse für , den Zu- und Abfluss des Wassers nicht dargestellt sind.
An einem Träger 18 des Sockels 8 lagert ein Hydraulikzylinder 19 mit doppelt wirkendem Hubkolben 20, dessen Kolbenstange 21 an ihrem freien Ende mit einer Kupplungsstelle 22 ausgebildet ist. Mit dem Hubkolben 20 ist eine in die Kupplungsstelle 22 einsetzbare Auswerfernadel 23 im Düsenkanal 12 längsbeweglich.
Die Wirkungsweise der vorstehend erläuterten Spritzgiessmaschine ist wie folgt :
In der gezeichneten Endstellung des Hubkolbens 20 ist die Mündung der Schrägbohrung 13 in den Düsen- kanal 12 durch die Auswerfernadel 23 freigelegt, so dass Kunststoffmasse durch die Schneke 3 in die be heizte Form 5 eingeschossen werden kann. Dabei ist es edn Erfondernis, dass die Kunststoffmasse in der Form 5 bis zum Aushärten unter der Druckwirkung der Schwnecke 3 gehalten ist.
Das heisst, während dieser Aushärtezeit muss durch Auflage des Düsenkopfes 11 mit seinem Mündungsteil 15 auf dem Eingusstrichter 16 leitungsverbindung zwischen Schneckeneinspritzenaggregat 1 und der Form 5 hergestellt bleiben, wobei nicht zu vermeiden ist, dass durch Wärmeübertragung an der Übergangsstelle zwischen der Form 5 und dem Düsenkopf 11 Tehden zum Aushärten mindestens der im Mündungsteil 15 befindlichen Kunststoffmasse besteht.
Nach dem Aushärten der Kunststoffmasse in der Form 5 wird das Einspritzaggregat 1 durch nicht dargestellte Mittel nach rechts verschoben, wodurch der Düsenkopf 11 von der Form 5 abgehoben wird. Unmittelbar anschliessend wird der Hubkolben 20 rechtsseitig hydraulisch beaufschlagt, womit vorerst, die Auswerfer- nadel 23, als Schliessventil wirkend, die Mündungspar- tie zwischen Schrägbohmmg 13 und Düsenkanal 12 verschliesst und so den Zufluss der Kunststoffmasse in dem Kanal 12 unterbricht. In fortgesetzter Hubbewegung g stösst die Auswerfernadel 23 die im Düsenkanal 12 verbleibende, ausgehärtete oder teilweise ausgehärtete Kunststoffmasse aus dem Düsenkanal 21.
Der Düsenkanal 12 bildet eine Trennzone, welche den im Einspritzagregat 1 bis zu Mündung der Schrägbohrung 13 sich erstreckenden Plastifizierungsbereich und der in der Form 5 bis zum Eingusstrichter 16 gehenden Aushärtebereich örtlich voneinander trennt und somit eine zuverlässige Kontrolle der in diesen beiden Bereichen herrschenden Temperaturen sicherstellt.
Fig. 2 zeigt eine Spritzgiessmaschine in horizontaler Bauart, bei welcher an Säulen 24 eine Formaufspannplatte 25 fest und eine Formaufspannplatte 26 durch ein bei 27 angreifendes, nicht dargestelltes Hubaggregat längsverschiebbar ist. Auf den beiden Formaufspann- platten 25 und 26 sind Formhälften 28 und 29 lösbar befestigt, die zueinander einen dem herzustellenden Formling entsprechenden Formhohlraum 30 bilden. Mit 31 ist der Hauptteil eines nur zum Teil dargestellten Einspritzaggregates bezeichnet, dessen Vorderteil als Düsenschliessventil 32 ausgebildet ist.
Mit der ortsfesten Formaufspannplatte 25 hat eine Kol ; benstan, ge 33 eines Kolbens 34 feste Verbindung. An diesem Kolben 34 lagert mit einem Zylinderteil 35 eine Trägerplatte 36. Am Zylinderteil 35 sitzt stirnseitig ein Kuppkmgszapfen 37, welcher dazu dient, mit einem nicht dargestellten, eine Drehbewegung erzeugenden Antrieb in Verbindung gebracht zu werden. Die Trägerplatte 36 ist einerseits durch hydraulische Beaufschla- guag des Kolbens 34 in Horizontalrichtung bewegbar und anderseits durch den nicht dargestellten Drehantrieb um die Achse des Kolbens 34 um 180 verschwenik- bar.
Mit der Trägerplatte 36 sind Düsenköpfe 11a mit durchgehenden Düsenkanälen 12a fest verbunden. Die beiden Düsenköpfe 11a haben je vier Ringkanäle 17 a, wovon je zwei dem Einspritzaggregat 31 nähe gelegene Ringkanäle 17a mit K2hlwasser und je zwei Ringkanäle 17a zwecks Heizung des Mündungsteiles 15a mit Warm- öl gespiesen sein können.
In einem Zylinderraum 38 der hubbeweglichen Foramaufspannplatte 26 ist ein Zylinderrohr 39 mit einer Kolbenpartie 40 und mit einer Kolbebohrung 41 ausgebildet. Bei hydranulischer Beaufschlagung des Zylinderraumes 28 linksseitig der Kolbenpartie 40 wird einerseits das Zylinderrohr 39 und anderseits auch ein in-der Kolbenbohnung 41 des Zylinderrohres 39 längsbeweglicher Kolben 42 mit einer Auswenfarnadel 23a gagen idie Wirkung einer Riiokzugfeder 43 nach rechts in. die gezeichnete Stellung verschoben.
In dieser Stel- lung ist ein Düaenkopf lla in Einspritzposition, indem dessen Düsenk. anal 12a zwischen Düsenschliessventil 32 des hauptteiles des Einspritzaggregates 31 und einem T-förmigen, in der Formhälfte 28 festsitzenden Ein gusstrichter 44 Leitumgsvarbindung herstellt. Während dieser Zeit hat die Auswerfernadel 23a einen im Düsenkanal 12, des um 180 versetzten Düsenkopfes 11a zurückgebliebenen Kunststoffzapfen 45 aus'geworfen.
Bei Beendigunig. des Aushärtprozesses des Form- limes im Formhohlraum 30 wird durch nicht dargestellte Mittel der Hauptteil 31 des Einspritzaggregates und gleichzeitig bei rechtsseitiger hydraulischerBeauf- schlagung des Kolbens 34 auch die Trägerplatte 36 mit beiden Düsenköpfen 11 a nach rechts in eine Endsbel- lung verschoben, in welcher der gleichachsig mit dbm Düsenschliessventil 32 Hegende Düsenkopf 11 a von diesem leicht distanziert ist. Während der gleichen Zeit erfolgt durch Rückzmgsbewegung der Formaufspannplatte 26 das Öffnen des. Formhohlraumes 30 mit anschliessen- n der. Entnahme des Formlings.
Im nächsten Arbeitstakt wird bei hergestellter Antriebsverbindung zwischen Kupplungszapfen 37 des Zy- l'inderteiles 35 mit dem nicht dargestellten Drehantrieb die Trägerplatte 36 um 180 verschwenkt und so die beiden Düsenköpfe 11 a in Einspritz-bzw. in Auswerfposition gewechselt.
Anschliessendenfolgtbei nach rechtsbewegter Formaufspannplatte 26 der Formschluss und bei nach links bewegter Trägerplatte 36 die gezeichinete Auflagestellung des einen Düsenkopfes 11a auf dem Eingusstrichter 44 und des andern Düsenkopfes 11a am Zylinderrohr 39, womit das Einspritzen durch einen Düsenkopf ll. a bzw. das Auswerfen beim andern Düsenkopf von neuem beginnen kann.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel. ist wiederum mit den Düsenköpfen 11 a zwischen dem Eingusstrichter 44 der Form und dem Hauptteil 31 des Einspritzaggregates eine Zone gelegt, welche die Temperaturbereiche des Aushärtens in der Form und der Plastifizierung im Einspritzaggregat voneinander trennt und damit einerseits ein vollkommenes Aushänten des Formlings gewährleistet und anderseits ein vorzeitiges Aushärten der Kunststoffmasse am Düsenschliessventil 32 verhin dert. Bei dieser'Lösung ist besonders fortschrittlich, dass zwei Düsenköpfe 11a vorhanden sind, die wechselweise in Einspnitz- und Ausstossposition verstellbar sind, wodurch die beiden Operationen, Einspritzen und Ausstossen, zu gleicher Zeit erfolgen können.
Die in Fig. 3 dargestellte Spritzgiessmaschine hat vertikale Anordnung, hat aber im wesentlichen gleiche Teile wie die Maschine gemäss Fig. 2, und zwar zwei i Säulen 24b, eine feste Fonmaufspannplatte 25b, eine verschtebbsre Formaufspannplatte 26b und zwei Formhälften 28b und 29b mit einem Formhohlnaum 30b.
Ebenfalls ist ein Einspnitzaggregat mit Hauptteil 31b mit einem Düsenschliessventil 32b vorhanden.
Ferner hat in Fig. 3 ein gleiches Hubwerk wie Fig. 2 von der Spritzgiessmaschinc getrennte und vertikale anordnung, das sich aus einem Zylinderraunge häuse 38b, einem Zylinderrohr 39b mit einer Koolbenpartie 40b und einer Kolbenbohnung 41b, einem Kol , ben 42b mit einer Auswerfernadel 23b und einer Rückzugfeder 43b zusammensetzt.
An'der festen Formaufspannplatte25b.istein Lagersupport 46 angebracht, an welchem ein Düsenkopf 11b schwekbar gelagert ist und in der gezeichneten Stellung auf einem Anschlag 47 des Lagersupportes 46 auflage hat. Der Düsenkopf 11b ist mit einem Dü gsnkanal 12b und mit Ringkanalen 17b versehen, wobei letztere für die Zirkulation von Kühlwasser oder Warmol vorgesehen sind.
In der Zeichnung ist der Düsenkopf 11b in Auswerfposotion, in welcher die Auswerfernadel 23b den Düsenkanal 12b durchstossend einen Kunststoffzapfen 45b nach unten auswirft. Durch nicht dangestellte Mittel ist der Düsenkopf 11b um 90 in die strichpunk- tiert gezeichnete Einspritzposition kippbar, in welcher der Düsenkopf llb zwischen dem nach links'geschalte- ten Haupttsil 31b des Einspritzaggregates und den Formhälften 28b und 29b festgespannt ist, wobei das Einspritzen in der Trennebene der Formhälften 28b und 29b durch einen Eingusstrichter 16b erfolgt.
Injection unit for injection molding machines
The invention relates to an injection unit for injection molding machines, in particular for processing thermosetting plastics.
In order to keep the curing time in the heated mold as short as possible in injection molding machines, especially those for processing thermosetting plastics, the aim in the injection unit is to achieve a plasticizing temperature as close as possible to the curing temperature.
Since the local areas of the plasticizing temperature in the injection molding unit and the hardening temperature in the mold adjoin one another in injection molding machines, only slightly differentiated temperatures are very difficult to keep under strict control , Malfunction of the injector.
This disadvantage is eliminated according to the invention in that there is an ejector which acts in at least one section of a nozzle channel. This ejector can occur in this section, in whole or in part. cured plastic mass are ejected, so that it is not necessary here to keep the plasticizing temperature and curing temperature and more precise control.
In the drawing, three embodiments of the invention are shown by way of example, namely:
1 shows a vertical longitudinal section through a screw injection unit,
2 shows part of an injection molding machine in a horizontal design, with an injection unit having two nozzle heads, shown in a vertical longitudinal section,
3 shows part of an injection molding machine in a vertical design, with an injection unit, shown in a vertical longitudinal section and having a schweinkbanen nozzle head.
1 has a screw-containing main part 1 with a cylinder 2, a screw 3 and a jacket heater 4 and is used in a known manner for plasticizing and pressure generation of the plastic compound to be enclosed in a mold 5. On the front side, the cylinder 2 is closed off with a flange cover 7 ′ having an outlet opening 6. A base 8 is designed with two lateral jaws 9 and is detachably connected to the flange cover 7. In a bore 10 of the base 8, a nozzle head 11 is inserted, which has a continuous nozzle channel 12 and an inclined bore 13 opening into this.
In the area of the recess lying between the two jaws 9, a bushing 14 connects the inclined bore 13 with the outlet opening 6 of the flange cover 7.
In the injection position shown, the nozzle head 11 with a round mouth part 15 lies in a pouring funnel 16 of shape 5. The nozzle head 11 has Rmgkanäle 17 for cooling water, the connections for the inflow and outflow of the water are not shown.
A hydraulic cylinder 19 with a double-acting reciprocating piston 20, the piston rod 21 of which is designed with a coupling point 22 at its free end, is mounted on a carrier 18 of the base 8. An ejector needle 23 which can be inserted into the coupling point 22 is longitudinally movable in the nozzle channel 12 with the reciprocating piston 20.
The mode of operation of the injection molding machine explained above is as follows:
In the illustrated end position of the reciprocating piston 20, the opening of the inclined bore 13 in the nozzle channel 12 is exposed by the ejector needle 23, so that the plastic compound can be injected into the heated mold 5 by the screw 3. It is necessary that the plastic compound is held in the mold 5 under the pressure of the screw 3 until it hardens.
This means that during this curing time, the nozzle head 11 must rest with its mouth part 15 on the pouring funnel 16, and a line connection between the screw injection unit 1 and the mold 5 must be maintained, whereby it is unavoidable that heat transfer at the transition point between the mold 5 and the nozzle head cannot be avoided 11 Tehden for curing at least the plastic compound located in the mouth part 15 consists.
After the plastic compound has hardened in the mold 5, the injection unit 1 is displaced to the right by means not shown, as a result of which the nozzle head 11 is lifted from the mold 5. Immediately thereafter, the reciprocating piston 20 is hydraulically loaded on the right-hand side, which initially, the ejector needle 23, acting as a closing valve, closes the opening between the inclined hole 13 and the nozzle channel 12 and thus interrupts the inflow of the plastic compound in the channel 12. In a continued stroke movement g, the ejector needle 23 pushes the hardened or partially hardened plastic compound remaining in the nozzle channel 12 out of the nozzle channel 21.
The nozzle channel 12 forms a separation zone which locally separates the plasticizing area extending in the injection unit 1 up to the opening of the inclined bore 13 and the hardening area in the mold 5 up to the pouring funnel 16 and thus ensures reliable control of the temperatures in these two areas.
2 shows an injection molding machine in a horizontal design, in which a mold mounting plate 25 is fixed to columns 24 and a mold mounting plate 26 is longitudinally displaceable by a lifting unit, not shown, acting at 27. On the two mold clamping plates 25 and 26, mold halves 28 and 29 are releasably attached, which form a mold cavity 30 corresponding to the molding to be produced. The main part of an injection unit, which is only partially shown, is designated by 31, the front part of which is designed as a nozzle closing valve 32.
With the stationary platen 25 has a Kol; benstan, ge 33 of a piston 34 fixed connection. A carrier plate 36 is supported by a cylinder part 35 on this piston 34. A coupling pin 37 is seated on the front side of the cylinder part 35 and is used to be brought into connection with a drive that generates a rotary movement, not shown. On the one hand, the carrier plate 36 can be moved in the horizontal direction by hydraulic action on the piston 34 and, on the other hand, it can be pivoted through 180 about the axis of the piston 34 by the rotary drive (not shown).
Nozzle heads 11a with continuous nozzle channels 12a are firmly connected to the carrier plate 36. The two nozzle heads 11a each have four ring channels 17a, of which two ring channels 17a located close to the injection unit 31 can be fed with cooling water and two ring channels 17a can be fed with hot oil for the purpose of heating the mouth part 15a.
A cylinder tube 39 with a piston section 40 and with a piston bore 41 is formed in a cylinder space 38 of the movable fora mounting plate 26. When the cylinder chamber 28 is subjected to hydraulic action on the left side of the piston section 40, on the one hand the cylinder tube 39 and on the other hand also a piston 42 which is longitudinally movable in the piston crown 41 of the cylinder tube 39 and has an external needle 23a, the action of a return spring 43 is shifted to the right into the position shown.
In this position, a nozzle head 11a is in the injection position in which its nozzle head. anal 12a between the nozzle closing valve 32 of the main part of the injection unit 31 and a T-shaped pouring funnel 44 fixed in the mold half 28. During this time, the ejector needle 23a has ejected a plastic pin 45 remaining in the nozzle channel 12 of the nozzle head 11a offset by 180.
At termination. During the curing process of the mold limes in the mold cavity 30, the main part 31 of the injection unit and, at the same time, with hydraulic loading of the piston 34 on the right side, the carrier plate 36 with both nozzle heads 11 a, is shifted to the right into an end position by means not shown coaxially with dbm nozzle closing valve 32 Hegende nozzle head 11 a is slightly distanced from this. During the same time, the opening of the mold cavity 30 and the adjoining one takes place by pulling back the mold mounting plate 26. Removal of the molding.
In the next working cycle, with the drive connection established between the coupling pin 37 of the cylinder part 35 with the rotary drive (not shown), the carrier plate 36 is pivoted through 180 and so the two nozzle heads 11a in the injection or changed to ejection position.
This is followed by positive locking when the mold mounting plate 26 is moved to the right and, when the carrier plate 36 is moved to the left, the drawn support position of one nozzle head 11a on the pouring funnel 44 and the other nozzle head 11a on the cylinder tube 39, whereby the injection through a nozzle head ll. a or the ejection can start again with the other nozzle head.
Also in this embodiment. a zone is in turn laid with the nozzle heads 11 a between the pouring funnel 44 of the mold and the main part 31 of the injection unit, which separates the temperature ranges of the hardening in the mold and the plasticization in the injection unit from each other and thus on the one hand ensures a complete skin of the molding and on the other hand a premature curing of the plastic compound on the nozzle closing valve 32 is prevented. In this solution, it is particularly progressive that there are two nozzle heads 11a, which are alternately adjustable in injection and ejection position, so that the two operations, injection and ejection, can take place at the same time.
The injection molding machine shown in Fig. 3 has a vertical arrangement, but has essentially the same parts as the machine according to Fig. 2, namely two columns 24b, a fixed mold mounting plate 25b, a different mold mounting plate 26b and two mold halves 28b and 29b with a mold cavity 30b.
There is also a injection unit with a main part 31b with a nozzle closing valve 32b.
Furthermore, in Fig. 3 has the same lifting mechanism as Fig. 2 from the injection molding machine separate and vertical arrangement, which consists of a cylinder rack housing 38b, a cylinder tube 39b with a Koolbenpartie 40b and a piston bean 41b, a piston 42b with an ejector needle 23b and a return spring 43b.
A bearing support 46 is attached to the fixed platen 25b, on which a nozzle head 11b is pivotably mounted and, in the position shown, rests on a stop 47 of the bearing support 46. The nozzle head 11b is provided with a Dü gsnkanal 12b and with annular channels 17b, the latter being provided for the circulation of cooling water or hot oil.
In the drawing, the nozzle head 11b is in the ejection position, in which the ejector needle 23b, piercing the nozzle channel 12b, ejects a plastic pin 45b downwards. By means not shown, the nozzle head 11b can be tilted by 90 into the injection position shown by dashed and dotted lines, in which the nozzle head 11b is clamped between the main section 31b of the injection unit that is switched to the left and the mold halves 28b and 29b, the injection in FIG The parting plane of the mold halves 28b and 29b takes place through a pouring funnel 16b.