Schneckenkolben-Spritzgussmaschine mit hydraulisch betätigter Spritzeinheit
Die Erfindung betrifft eine Schneckenkolben-Spritzgussmaschine mit hydraulisch betätigter Spritzeinheit.
Bei Schnecken'kolban-Spritzgussmaschinen erfolgt die Plastifizierung, Dosierung und F¯rderung des zu sprit zenden Materials (das aus thermoplastischen oder ela stomeren Kunststoffen, Gummi oder anderen hochmolekularen Massen bestehen kann) mittels einer Spritz- cinheit, die eine drehbar und. axialverschiebbar in einem heizbaren Schneckenzylinder gelagerte Plastifizier- schnecke enthält. Das Matemal wird dabei'durch Drehbewegung der Schnecke in dosierter Menge in den vorderen Schneckenzylinder-Raum gef¯rdert und anschlie Bond durch kolbenartige Axialverschiebung der Schnecke über eine am vorderen Schneckenzylinderende. angeordnete Spritzdüse in eine Spritzform eingespritzt.
Die konstruktive Ausbildung solcher Spritzgussmaschinen kann verschiedenartig. sein und wird besonders auch durch tdie jeweils vongesehene Maximalspritzlei- stung beeinflusst. Bei den für vornehmlich kleinere und mittlere Spritzleistungen bekanntgewordenen Maschinen, bei denen die Fonderung der Funktionssicherheit mit einem möglichst einfachen Aufbau verwirklicht werden soll, ist es dabei üblich, den Schneokenzylinder unverschieblich an zwei oder mehr in Maschinenläagsrich- tung (also parallel zur Plastifizierumgsschnecke) verlaufende F hrungsholmen anzubringen,
die zugleich auf der einen Seite des Schneckenzylindsrs zur Lagerung einer die Spritzform afufnehmenden Formschliesseinheit und auf der anderen Seite des Schneckanzylinders zur Lagerung der Antriebsaggregate der Spritzeinhleit dienen. Diese Fühcungsholmen sind an ihren Enden in einer Endplatte verankert und ermöglichen es in besonders zweckmϯiger Weise, die Formschlie¯einheit und d die Antriebsaggregate der Spritzeinheit gegen den Schneckenzylinder abzust tzen.
Die Formschlie¯einheit besitzt bei diesen bekannten Maschinen normalerweise zwei gegeneinander verschieb- lich auf den F hrungsholmen gelagerte Formaufspannplatten, zwischen denen die, aus zwei Formhälften bestehende Spritzform eingespannt wird. Die eine dieser Formaufspannplatten, die'auch als festem Formauf- spannplatte bezeichnet wird und wÏhrend des Spritz Vorganges eine feste Lage zum Schneckenzylinder besitzt, trÏgt die eine FormhÏlfte und ist mit einer Zen tralbohrung versehen, durch die. hindurch sich die Spritzdüse zur formenseitigen Angussbuchse erstreckt.
Die andere, auch, als @beweglich@ bezeichnete Formen- aufspannplatte trägt adie zweite Formhälfte und ist mit einem Schlie¯aggregat (z. B. einem hydcaiulisch betätigten Kniehebel) verbunden, das sich an der schliessseitigen Endplatte abst tzt und wÏhrend des Spritzvorgan- ges die beiden Formhälften zusammendrückt. Dadurch wird die erforderliche Formzubaltekraft erreicht, und zugleich wird ein fester Andruck der Spritzform an die Spritzdüse sichergestellt.
Die Antriebsaggregate der Spritzeinheit bestehen bei diesen bekannten Maschinen aus einem mit der Schnecke venbundenen Schnecken-Disbantrieb (z. B. in Form eines Ölmotors), der in einem am hinteren Schneckenende gleitbar auf den Fühmngsholmen aufgelagerten Antriebsblock angeordnet ist, sowie einer koaxial zur Schnecke hinter dem Antriebsblock liegenden hydraulischen Druckeinheit, denen Kolbenstange mit dem Antriebsblock und deren Zylinder mit der antriebsseitigen Endplatte verbunden ist.
Die Druckein- heit ist dabei einfachwirkend. Bei ihrem Arbeitshub verschiebt sie den Antriebsblock um die mit diesem verbundene Schnecke in Richtung zur Spritzd se, so dass das zu spritzende Material während des Spritzvorganges mit dem notwendigen Eilnlspritzdruck beaufschlagt wird.
Der Rückhub der Druckeinheit nach Beendigung des Spritzvorganges erfolgt während der Förderung einer neuen Charge des zu spritzenden Materials in den vorderen Schneckenzylinder-Raium, indem die Schnecke durch das geförderte Material progressiv nach hinten ge ddickt wird, bis sie schliesslich wieder ihre hintere End- lage erreicht hat.
Hinsichtlich ihrer Funktion haben sich die bekannten Maschinen des vorangehend umrissemen Typs durch- aus gut bewährt. Jedoch hat es sich in der Praxis als nachteilig erwiesen, da¯ infolge der (aus Gr nden einer möglichst symmetrischen Kraftübertragung zwischen Druckeinheit und Schnecke gewählten) Anordnung der Druckeinheit hinter dem Antriebsblock eine übermässig grosse Maschinen-BaulÏnge entsteht -und au¯erdem auch der Schnecken-Drehantrieb nur sehr schlecht (nämlich nur nach Demonbage der Druakeinheit) zugänglich ist.
Mit der Erfindiung sollen die geschilderten Nachteile der bekannten Maschinen beseitigt werden. Dieses Ziel erreicht die Erfindung dladurch, dass d, ie Druckeinheit aus mindestens zwei unmittelbar auf den Führungsholmen neben dem Antriebsblock angeordneten Teil eJnheiten besteht, bei denen die Führungsholme jeweils eine feststehende Kolbenstange bilden und einen feststehenden Druckkolben tragen, während die zugeordne- ten Druckzylinder jeweils längsverschieblich auf den Führungsholmen gelagert und durch ein Joch miteinan- der sowie mit dem Antriebsblock verbunden sind.
Mithin wird bei dem Vorschlag der Erfindung die Druckeinheit in Form zweier parallel gekoppeiter Teil- einheiten in den Raum neben dem Antriebsblock verlegt, wobei zugleich die neben dem Antriebsblock verlaufenden Endbereiche der Führungsholme zur Bildung der beiden Teileinheiten herangezogen werden. Dabei ermöglicht das Verbindungsjoch ohne weiteres, zumal wenn die beiden Teileinheiten einander gleich ausgebildet sind und symmetrisch in bezug auf die Schnecke wirken, eine ordnungsgemässe Kraft bertragung, die der Kraftübertragung bei der bisherigen koaxialen Anord- nung der Druckeinheit völlig gleichwertig ist.
Durch den Vorschlag der Erfindung wird gegenüber den bisher bekannten Maschinen eine sp rbare Verkürzung der Maschinen-Baulänge erreicht und auch eine sehr gute und bequeme ZugängHchkcit des Antriebsblocks mit dem Schneckendrehantrieb gewährleistet.
Der ZugÏnglichkeit des Antriebsblocks kommt dabei noch besonders die Tatsache zugute, dass die Druckeinheit nicht mehr an der antriebsseitigen Endplatte abgestützt au werden braucht, so dass diese Endplatte ganz zum Fortfall kommen (und z. B. durch zwei in der H¯he des Schneckenzylinders an den Fiihrungs- holmen angreifendle, einfache Stützen ersetzt sein) kann.
Ausserdem führt der Vorschlag der Erfindung aber auch au einem sehr einfachen und kompakten Ma schinenaufbau. Die Führungsholm-Endbereiche neben dem Antriebsblock sind bislang nämlich ohnehin f r die Gleitlagerung des Antriebsblockes verwendet worden, so da¯ sich durch die Anordnung der Druckein -heit auf den F hrungsholmen gegen ber den bisher bekannten Maschinen ein verminderter Raumbedarf er- gibt. Des weiteren wird durch die Anordnung der Druckeinheit auf den Führungsholmen noch die orteilhafte Möglichkeiteröffnet,besondereGleitlagerfürden Antriebsblock einzusparen und statt dessen die Dcuck- zylinder der beiden Teileinheiten zugleich als alleinige Gleitlager f r den Antriebsblock zu verwenden.
Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend in einem Ausfühfungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in teilweise gebrochener Draufsicht das Antriebsende einer erfindungsgemϯ ausgebildeten Schnekkenkolben-Spritzgu¯maschine im Zeitpunkt der beendeten Einspritzung.
An zwei in Maschinen-Längsrichtung verlaufenden Fuhrungsholmen 1 ist mittels Holmmuttern 4 eine Auf nahmeplatte 2 befestigt, von der das hintere Ende eines Schneckenzylinders 3 gehalten wird. Die Aufnahme- plate 2 ist dabei mit einer in den Schneckenzylinder 3 führenden Einfüllöffnung 5 versehen und trÏgt einen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht weiter dargestellten Einf lltrichter. Sie kann zum Abstützen der F hrungsholme gegenüber dem Maschinenfundament dienen, aber ebensogut können f r diesen Zweck auch z. B. zwei besondere, im Bereich neben dem Schnecke-n zylinder an den Führungsholmen l angreifende Stützen vorgesehen sein.
Das vordere Ende des Schneckenzylinders 3, das in der Zeichnung nicht mehr dargestellt ist, weist eine übliche Spritzdüse auf, die zu einer Spritzform führt.
Die Spritzform ist dabei in einer Formschliesseinheit eines geeigneten Typs befestigt, und zwar vorzugsweise in einer Formschliesseinheit der eingangs umrissenen Bauart.
In dem, Schneckenzylinder 3 ist eine Plastifizie- rungsschnecke 6 drehbar und axialverschiebbar gelagert.
Der Drehantrieb der Schnecke 6 erfolgt mit einem An tdebsaggregat 7, das einen blmotor enthält und fest mit dem hinteren Schneakenende verbunden ist. Dieses Antriebsaggregat 7 ist in einer Jochplatte 8 befestigt, die ihrerseits an, ihren beiden Seiten fest mit zwei Hydraulikeinheiten 15 verbunden ist. Die Hydraulikein- heiten 15 sind dabei gleitbar auf den ber die Aufnahmeplatte 2 hinausraganden Endbereich 9 der F hrungsholme 1 angeordnet, so dass Verschiebungen dieser Hydraulikeinheiten auf den Holm-Endbereichen ent sprechende Axialverschiebungen der Schnecke 6 im Schneckenzylinder 3 ergeben.
Jede Hydraulikeinheit 15 benutzt den zugeordneten F hrungsholm-Endbereich 9 als feststehende Kolbenstange und besitzt demzufolge einen feststehenden Druckkolbem 11 sowie einen verschieblichen Druckzylinder 12. Der Druckkolben 11 kann dabei z. B. mittels einer Haltemutter 10 mit dem Führungsholm- Ende verschraubt sein. Der Druckzylinder 12 umgreift vom Holmende aus den Holmenbereich 9. Er ist an seinem vorderen Deckel 13 mit einer abged, ichteten Gleitbuchse 12 versehen, die zugleich in der Jochplatte 8 befestigt ist.
Die Druckmitbelzufuhr erfolgt bei beiden Hydr, ulik- einhaiten 15 synchron über eine seitlich in jedem Druckzylinder 12 angebrachte Zufuhrbohrung 16, die in den kolbenstangenseitigen Zylinderra. um 17 einmün- det. Des weiteren ist auch der kolbenbodenseitige Zy linderraum 18 mit einer Anschlussbohrung 19 verbun- den, die sich zweckmässi, g, im hinteren Zylinderdeckel 20 befindet.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der orange- hend beschriebenen Spritzgussmaschine sei von dem zeichnerisch dargestellten Betriebszustand ausgegangen, bei dem die Schnecke 6 einen Spritzvorgang beendet hat. und gerade mit der Förderung einer neuen Charge des zu verspr. itzenden Materilals in den vorderen Schnek- kenzylinder-Raum beginnt. Diese Materialf¯rderung erfolgt durch Drehung der Schnecke 6 mittels des Ílmotors 7. Dabei verschiebt sich die Schnecke 6 infolge des sich im vorderen Schneckenzylinder-Raum ansam- melnden Materials progressiv nach hinten, bis sie schliesslich ihre hintere Endlage erreicht hat und durch Abschaltung des Ílmotors 7 wieder zum Stillstand gebracht wird.
In diesem Zeitpunkt hat sich im vorderen Schneckenzylinder-Raum eine durch den Schneckenhub bestimmte, also genau dosierte Materialmenge angesammelt.
Die Versehiebung der Schnecke während der Ma terialförderung bewirkt den Rückhowb der ber das Joch 8 und iden Olmotor 7 mit'der Schnecke vapbundenen Druckzylinder 12 der beiden Hydraulikeinheiten 15, wobei das Drucköl aus den kolbenstangenseitigen Zylinderräumen 17 verd'rängt wird und ber die Bohrungen 16 in zwei nicht weiter dargestellte Leitungen ein- strömt.
Dabei ist zweckmϯig in diesen Leitungen noch jeweils eine Drossel angebracht, die durch Drosselung des Rückstromes dss Druoköls in den Zylinderräumen 17 amen gewissen Öldcuck aufbaut, der zu einer ent- sprechenden Drucidbeaufschlagung des sich im vorderen Schneckenzylinder-R'aum ansammelnden Materials führt.
Nach beendeter F¯rderung und Dosierung der Ma terialcharge begmnt der Spritzvongang. Dazu werden die kolbenstangenseitigen Zylinderräume 17 der Druckzylinder 12 (natürlich untcr Umgehung der Drosseln) mit Drucköl von geeignetem Arbeitsdruck beaufschlagt, so dass sie ihren Arbeitshub ausf hren und ber die Jochplatte 8 und das Antriebsaggregat 7 die Schnecke 6 im Schneckenzyl, inder 3 nach vorn bewegen. Dadurch wird das vor der Schnecke im vorderen Schneckenzylinder- Raum befindliche Material in die Spritzform einge- drückt.
Nach beendetem Spritzvorgang befinden sich die Dnuckzylinder 12, die Jochplatte 8, das Antriebs- aggragat 7 zund d4e Schnecke 6 wieder in der zeichne- risch dargestellten Lage, in der sie f r die F¯rderung einzr neuen Maberialcharge bereit sind.
An die in dis kolbsnbodenseittgen Zylinderräume 18 oinmündenden Anschlu¯bohrungen 19 brauchen nicht notwendigerweise Druck¯lleitungen angeschlossen zu soin, da die kolbenbadenseitigen Zylinderräume 18 normalerweise nicht als Arbeitskammern dienen. Dennoch sind zweckmässig auch die Bohrungen 19 mit geeigneten Leitungen verbuindon, um im Bedarfsfall auch ohne Materialf¯rderung in der Schnecke durch Beaufschlagung der kolbenbodenseitigen Zylinderräume einen Rückhub dier beijden Druckzylinder 12 ausführen zu können.
Im brigen lassen sich die Bohrungen 19 aber auch zur Ableitung von Lecköl benutzen, das an dem Druckkolben 11 vorbei aus dem kolbenstangen- seitigen Zylinderraum 17 ausgetreten sein mag.