HAUPTPATENT Verfahren zur Herstellung von Spritzlingen aus Kunststoff und Spritzeinheit zur Ausübung des
Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Spritzlingen aus Kunststoff, wie Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere, der in einem Plastifizierungszylinder vor einer rotierenden Förderschnecke unter Relativbewegung zwischen Plastifizierungszylinder und Förderschnecke angesammelt und vorplastifiziert wird, wobei die genannte Relativbewegung durch den Staudruck des plastischen Kunststoffes hervorgerufen wird, danach der Kunststoff durch einen Axialhub der Förderschnecke in eine Giessform eingespritzt wird, nachdem zuvor der im vorherigen Spritzzyklus erzeugte Spritzling ausgeworfen worden ist.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Spritzeinheit zur Ausübung des Verfahrens mit einem von der Giessform absetzbaren Spritzzylinder und einer mittels hydraulischer Antriebsvorrichtung verschiebbaren Förderschnecke, die nach Einspritzung des Kunststoffes in die Giessform ein vorbestimmbares Quantum an Kunststoff für den nachfolgenden Spritzzyklus vorplastifiziert und dabei unter der Wirkung des Staudruckes dieses vorplastifizierten Kunststoffes axial zurückweicht.
Bei einem an sich bekannten Verfahren bzw. einer an sich bekannten Spritzeinheit dieser Art mit verschliessbarer Düse wird der Spritzzylinder nach Beendigung des Einspritzvorganges von der Giessform abgehoben und dabei die Düse automatisch verschlossen. Sodann wird das erforderliche Quantum an Kunststoff für den nächsten Spritzzyklus im Spritzzylinder vorplastifiziert (z.B. deutsche Patente 1 168 061, 1 172 420).
Die Erfahrung hat gezeigt, dass sich eine solche Spritzeinheit vielfach nicht zur Verarbeitung von Kunststoffen mit Zusätzen, wie Keramik, Metallpulver, Asbest u. dgl. eignet, die zur Erzielung bestimmter mechanischer, thermischer, elektrischer oder magnetischer Eigenschaften des Fertigproduktes eingemischt worden sind. Diese Zusätze können den normalen Spritzablauf wesentlich stören oder gar unmöglich machen. In vielen Fällen lässt sich die zu verarbeitende Mischung nicht mehr oder in nicht ausreichender Geschwindigkeit durch den Durchlass der verschliessbaren Düse pressen. Dies insbesondere dann, wenn es sich um einen strukturierten Zusatz, wie z.B. Asbest, Glasfaser, Textilfaser handelt. Diese Zusätze können im Extrem die Düse verstopfen. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich bei der Verarbeitung von bestimmten Duroplasten.
Der pastenförmige Duroplast erfährt eine übermässige Stauung im Durchlass der verschliessbaren Düse. Es hat sich gezeigt, dass bestimmte Duroplaste im pastenförmigen Zustand durch eine relativ kleine Düsenöffnung nicht mehr hindurchtreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Spritzeinheit der eingangs genannten Gattungen zu schaffen, mit dem bzw. mit der Kunststoffe mit extrem unterschiedlichen Eigenschaften verarbeitet werden können, und zwar auch dann, wenn diesen Kunststoffen Zusätze, wie Asbest, Textilfasern, Glasfasern, Keramik, Metallpulver u. dgl., einverleibt sind. Dies gilt auch für Zusätze, welche die Fliessfähigkeit des zu verarbeitenden Kunststoffes stark herabsetzen.
Verfahrensgemäss wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kunststoff bei offener, auf der mit Kunststoff gefüllten Giessform aufliegenden Düse vorplastifiziert wird, danach ebenfalls bei offener Düse der Staudruck im vorplastifizierten Kunststoff durch eine begrenzte Relativbewegung zwischen Förderschnecke und Plastifizierungszylinder beseitigt und vor der Einspritzung der Plastifizierungszylinder ebenfalls bei offener Düse von der Giessform abgesetzt wird.
Die Spritzeinheit der eingangs genannten Gattung zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass der Spritzzylinder eine über den gesamten Spritzzyklus offene Düse sowie eine Einrichtung aufweist, die geeignet ist, den Staudruck im vorplastifizierten Kunststoff durch eine begrenzte Relativbewegung zwischen Plastifizierungszylinder und Förderschnecke vor- oder unmittelbar nach dem Absetzen des Plastifizierungszylinders von der Giessform zu beseitigen.
Zweckmässigerweise weist die Spritzeinheit eine verschlussfreie Düse auf.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigen in einem ersten Ausführungsbeispiel:
Fig. 1 die an der Giessform anliegende Spritzeinheit nach gerade beendigter Einspritzung in Draufsicht,
Fig. 2 eine Einzelheit aus der Spritzeinheit gemäss Fig. 1 in grösserem Massstab,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Einzelheit gemäss Fig. 2 mit weiteren angrenzenden Teilen in grösserem Massstab,
Fig. 4 die von der Giessform abgesetzte Spritzeinheit gemäss Fig. 1 nach Beendigung der Vorplastifizierung,
Fig. 5 eine Einzelheit aus der Spritzeinheit gemäss Fig. 4 in grösserem Massstab,
Fig. 6 einen Ausschnitt aus der Einzelheit gemäss Fig. 5 mit weiteren angrenzenden Bauteilen in grösserem Massstab, in einem zweiten Ausführungsbeispiel:
:
Fig. 7 eine an der Giessform (nicht gezeichnet) anliegende Spritzeinheit nach beendigter Vorplastifizierung in Draufsicht,
Fig. 8 die Spritzeinheit gemäss Fig. 7 nach beendigtem Einspritzvorgang in Seitenansicht,
Fig. 9 die Düse der Spritzeinheit in Vorderansicht,
Fig. 10 die längsgeschnittene Düse gemäss Fig. 9 bei extrem vorderer Einstellung ihres Schiebers,
Fig. 11 die Düse gemäss Fig. 10 bei extrem hinterer Einstellung ihres Schiebers,
Fig. 12 einen Querschnitt durch die Friktionskörper der Spritzeinheit mit den zugehörigen Trägerholmen und der zugehörigen Spanneinrichtung,
Fig. 13 einen Schnitt nach Linie IX-IX von Fig. 12, in einem dritten Ausführungsbeispiel:
Fig. 14 eine Spritzeinheit in Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt und
Fig. 15 die längsgeschnittene Spritzeinheit gemäss Fig. 14 in Draufsicht.
In den beiden Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1-6 und Fig. 7-13 ist die Spritzeinheit auf Holmen 1, 2 gelagert.
Der mittels Heizmanschetten 4 beheizbare Spritzzylinder 3 ist mit Hilfe der Trägerbrücke 5 auf den Holmen axial ver schiebbar. Die rotierbare Förderschnecke 6 ist von der An triebsbrücke 7 aufgenommen, die ihrerseits auf den Holmen zu gleiten vermag. Auf dem rückwärtigen Ende der Holme sitzt der mit Flansch 8' versehene Hydraulikzylinder 8. Er umschliesst einen beidseitig beaufschlagbaren Kolben, der über die Kolbenstange 9 und die Antriebsbrücke 7 mit der
Förderschnecke 6 verbunden ist. Als Rotationsantrieb für die Förderschnecke dient der von der Antriebsbrücke 7 getra gene Ölmotor 10. Die Düse 11 des Spritzzylinders mit Heiz manschette 12 ist verschlussreif, d.h. ständig offen. Sie weist einen relativ weiten Durchlass auf.
Mit wenigstens einem der
Holme ist ein als Friktionskörper 19 gestalteter stationärer
Anschlag mittels Spannschraube 40 verklemmt, der bei ein stellbarer Reibung auf dem zugehörigen Holm axial ver schiebbar ist. Der geschlitzte Friktionskörper ist innen mit einer geschlitzten Kunststoffhülse 20 versehen (Fig. 3, 6;
12, 13).
Im Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1-6 weist so wohl die Trägerbrücke 5 als auch die Antriebsbrücke 7 einen als Öse ausgebildeten Ansatz 21 bzw. 22 auf. Im Ansatz 22 der Antriebsbrücke ist eine Mitnahmestange 23 mittels
Flügelschraube 24 axial einstellbar befestigt. Die Mitnahme stange durchgreift den koaxialen Ansatz 21 der Träger brücke 5 und trägt auf seinem freien Ende einen Anschlag 25.
An einer den ölmotor überdeckenden Haube 7' der An triebsbrücke 7 sitzen zwei ösenartige Ansätze 29, 30, in denen je eine Schaltstange 31 bzw. 32 axial einstellbar auf genommen ist. Die Schaltstange 32 arbeitet mit einem Mikro schalter 33 zusammen, der auf dem stationären Hydraulik zylinder 8 sitzt und dient zur Steuerung einer zweiten Druck stufe beim Einspritzen. Die Schaltstange 31 arbeitet mit einem Mikroschalter 34 zusammen, der ebenfalls am statio nären Hydraulikzylinder befestigt ist und dient der Begren zung des Rückhubes der Förderschnecke 6.
Mit Hilfe einer Drossel 36 lässt sich die Geschwindigkeit des Vorwärtshubes und damit die Einspritzgeschwindigkeit regeln. Die Druckeinstellpatronen 37, 38 dienen der Einstellung der 1. und 2. Druckstufe beim Einspritzen. Am Manometer 39 lässt sich der jeweilige Einspritzdruck während der ersten und zweiten Druckstufe sowie der jeweilige Staudruck bei der Vorplastifizierung ablesen.
Die Spritzeinheit gemäss dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1-6 arbeitet wie folgt:
Bei der Arbeitsposition gemäss Fig. 1 ist der Einspritzvorgang gerade beendet. Die Düse 11 hat Kontakt mit der nichtgezeichneten Giessform, die bereits gefüllt und in Ab kühlung begriffen ist. In Abhängigkeit von der abgelaufenen
Einspritzzeit wird der Ölmotor 10 in Betrieb gesetzt. Die Förderschnecke rotiert. Vor ihrem vorderen Ende wird das geförderte, plastifizierte Material angesammelt. Vom Staudruck des sich ansammelnden Kunststoffmaterials wird die Förderschnecke 6 immer weiter nach rückwärts bewegt, wobei der Spritzzylinder 3 sich an der Giessform abstützt. Der Widerstand, welcher der Förderschnecke bei ihrer Rück wärtsbewegung entgegengesetzt wird, wird mittels der Drosselpatrone 35 vorbestimmt, die den Abfluss des Öls aus der rückwärtigen Zylinderkammer des Zylinders 8 bremst.
Bei der Rückwärtsbewegung der Förderschnecke verringert sich der Abstand zwischen dem Anschlag 25 der Mitnahmestange 23 und dem Ansatz 21 der Trägerbrücke 5 zunehmend. Sobald die an dem Ansatz 26 der Antriebsbrücke 7 axial einstellbar befestigte Schaltstange 27 die Schaltrolle des an der Trägerbrücke 5 befestigten Mikroschalters 28 freigibt, wird die Vorplastifizierungsphase beendet. In diesem Augenblick befindet sich der Anschlag 25 der Mitnahmestange 23 in einem geringfügigen Abstand von dem Ansatz 21 der Trägerbrücke. Dieser Abstand entspricht dem Abstand des Friktionskörpers 19 von der Trägerbrücke 5. Der gleiche Schaltimpuls, der den Ölmotor für den Rotationsantrieb der Förderschnecke stoppt, leitet auch den Rückhub des Kolbens des Hydraulikzylinders 8 ein.
Der Kolben beginnt die nicht rotierende Förderschnecke mit ihrer Antriebsbrücke 7 in rückwärtiger Richtung zu ziehen, während der Spritzzylinder stillsteht. Durch die Relativbewegung zwischen Förderschnecke und Spritzzylinder wird das noch dem Staudruck unterworfene plastifizierte Material vor der Förderschnecke entspannt oder gar einem geringfügigen Unterdruck unterworfen. Im Zuge der erwähnten Relativbewegung zwischen Förderschnecke und Spritzzylinder läuft der Anschlag 25 schliesslich auf den Ansatz 21 der Trägerbrücke 5 auf, um die Trägerbrücke samt dem Spritzzylinder mitzunehmen. Im ersten Moment der Mitnahme hebt sich die offene, verschlussfreie Düse 11 von der Giessform ab, ohne dass das vorplastifizierte Material aus der Düse auszutreten vermag, weil es entspannt bzw. einem geringfügigen Unterdruck unterworfen ist.
In den Fig. 46 ist die Spritzeinheit in einem Augenblick des Arbeitsablaufes dargestellt, bei dem nach beendeter Vorplastifizierung der Zylinder von der Giessform abgesetzt ist.
Der beschriebene Arbeitsablauf setzt voraus, dass ein Kunststoffmaterial verarbeitet wird, das bei Rückhub der Förderschnecke eine Relativbewegung zwischen dieser Förderschnecke und dem Plastifizierungszylinder 3 zulässt, d.h.
dass bei der Rückwärtsbewegung der Förderschnecke der Plastifizierungszylinder zumindest für einen Augenblick stillzustehen vermag. Diese Voraussetzung ist jedoch nur in relativ seltenen Fällen gegeben. Meist reicht jedoch das Gewicht des Plastifizierungszylinders bzw. die Trägheit seiner Masse einschliesslich der einer Axialbewegung entgegenwirkenden Reibungskräfte seiner Führungslager nicht aus, um eine durch das Kunststoffgranulat bzw. das plastifizierte Kunststoffmaterial bedingte Verkeilung bzw. Verklebung des Spritzzylinders mit der Förderschnecke zu überwinden. Diese Verkeilung bzw. Verklebung wirkt wie eine Kupplung zwischen Förderschnecke und Plastifizierungszylinder. Unter dieser Voraussetzung einer Verklebung bzw.
Verkeilung im obigen Sinne wird der Zylinder beim Rückwärtshub der Förderschnecke unmittelbar mitgenommen, d.h. der Plastifizierungszylinder wird im ersten Augenblick der Rückwärtsbewegung der Förderschnecke von der Giessform abgehoben, so dass in erwünschter Weise der thermische Kontakt zwischen Spritzzylinder und Giessform unterbrochen wird. Fast im gleichen Augenblick, d.h. im Bruchteil einer Sekunde später, läuft aber dei Trägerbrücke 5 des Plastifizierungszylinders 3 auf den stationären Friktionskörper 19 auf, der axial so eingestellt ist, dass er sich nur in geringfügigem Abstand (etwa 1¯2mm) von der Rückseite der Trägerbrücke 5 des sich in Anlage an der Giessform befindlichen Plastifizierungszylinders befindet. Mit dem Auflaufen der Trägerbrücke 5 auf den Friktionskörper 19 ist die rückwärtige Bewegung des Plastifizierungszylinders abgestoppt.
Im weiteren Verlauf des Rückhubes der Förderschnecke bewegt sich die Förderschnecke relativ zum Spritzzylinder, wobei sie die durch das plastische Kunststoffgranulat bzw. durch Kunststoff bedingte Verkeilung bzw. Verklebung mit dem Plastifizierungszylinder überwindet. Bei dieser Relativbewegung (Entspannungshub) wird der vor der Förderschnecke befindliche, vorplastifizierte und für die nachfolgende Einspritzung bestimmte Kunststoff vom Staudruck befreit und/oder sogar einem geringen Unterdruck unterworfen. Da diese Entspannung des plastifizierten Materials bzw. der Unterdruck fast gleichzeitig bzw. unmittelbar nach Abheben des Spritzzylinders von der Giessform erzeugt wird, vermag die vorplastifizierte Masse infolge ihrer Trägheit vor ihrer Entspannung nicht mehr aus der offenen Düse des Spritzzylinders auszutreten.
Die Grösse des in der Regel nur wenige Millimeter betragenden Entspannungshubes ist von der Menge des vorplastifizierten Materials abhängig. Der Entspannungshub ist beendet, sobald der Anschlag 25 auf dem Ansatz 21 aufläuft. Mit dem Auflaufen des Anschlages wird in der Regel auch der Rückhub der Förderschnecke wegabhängig, d.h.
durch die Schaltanordnung 31, 34 beendet. In manchen Fällen kann jedoch ein weiterer Rückwärtshub zweckmässig sein, um den Spritzzylinder noch weiter von der Giessform abzuheben. In diesem Falle wird der Friktionskörper 19 auf dem zugehörigen Holm durch den Schub der Trägerbrücke 5 unter Überwindung der eingestellten Friktionskräfte axial verschoben.
Nun wird der Einspritzvorgang, z.B. in Abhängigkeit vom Auswerfen des zuvor fertiggestellten Spritzlings, eingeleitet.
Zu diesem Zweck wird der Kolben des Zylinders 8 rückseitig beaufschlagt. Er bewegt die Schnecke axial in Richtung der Giessform. Infolge Verkeilung bzw. Verklebung der Förderschnecke mit dem Plastifizierungszylinder wird letzterer mitgenommen und auf die Giessform aufgesetzt. Nun wird im Zuge der weiteren Vorwärtsbewegung der Förderschnecke die genannte Verkeilung bzw. Verklebung überwunden, und der Einspritzvorgang beginnt in einer ersten Druckstufe. Sobald die Schaltstange 32 das Schaltelement des Mikroschalters 33 verlässt, wird die zweite Druckstufe eingeleitet. Dies geschieht in der Regel erst dann, wenn die Form nahezu oder ganz gefüllt ist. Sofern der Friktionskörper 19 beim Rückwärtshub der Förderschnecke verschoben worden ist, wird er nunmehr beim Vorwärtshub der Schnecke wieder in seine Ausgangsposition (Fig. 1) überführt.
Bei Beendigung des Einspritzvorganges liegt die in den Fig. 1-3 dargestellte Arbeitsposition vor, d.h. der Anschlag 25 befindet sich wieder in maximalem Abstand von dem Ansatz 21 der Trägerbrücke 5. In dieser Arbeitsposition befindet sich noch eine kleine Restmenge von vorplastifiziertem Material als Kunststoffpolster im Plastifizierungszylinder, um sicherzustellen, dass die Förderschnecke auf das in der Form befindliche Kunststoffmaterial über das Kunststoffpolster einen Druck ausüben kann. Entsprechend der Grösse des Kunststoffpolsters befindet sich der Friktionskörper 19 in geringfügigem Abstand von der Trägerbrücke 5.
Eine ständige Anlage der Düse des Plastifizierungszylinders an der Giessform ist nicht möglich, weil durch den thermischen Kontakt ein Wärmeausgleich zwischen Spritzzylinder und Giessform stattfinden würde, so dass die Abkühlungszeit der Giessform verlängert wird und anderseits eine unerwünschte Abkühlung der Düse bzw. des Plastifizierungszylinders eintritt.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7-13 besteht die Düse 11 aus einem hülsenförmigen Düsenkörper 45 und einem im Gewindeeingriff mit diesem Düsenkörper stehenden Anschlagkörper 47. Dieser begrenzt mittels einer Ringschulter die Axialbewegung des Schiebers 46. Der Schieber durchgreift den Anschlagkörper 47 und überragt diesen. Die vom Kunststoff beaufschlagte Fläche des Schiebers 46 ist kleiner als die Fläche des den wirksamen Einspritzdruck erzeugenden Querschnitts der Förderschnecke 6.
Die beiden Friktionskörper 19 mit Kunststoffhülsen 20 sind gemeinsam mit ihren Holmen verspannbar. Hierzu dient eine Verspanneinrichtung, die aus einer Spannschraube 40 und einer Spannhülse 41 besteht (Fig. 12, 13). Beim Anziehen der Schraube 40 werden beide Friktionskörper 19 gleichmässig mit den Trägerholmen 1, 2 verspannt.
In den Ansätzen 22 der Trägerbrücke 5 sind Mitnahme stangen 23 mittels Kontermuttern 24 axial einstellbar be festigt. Die Mitnahmestangen durchgreifen die koaxialen Ansätze 21 des Antriebskörpers 7 und tragen auf ihrem freien Ende je einen Anschlag 25. Die aus den Bauteilen
21-25 bestehende Mitnahmekupplung ist symmetrisch beid seits des Plastifizierungszylinders 3 angeordnet.
In einem weiteren ösen artigen Ansatz 126 der Trägerbrücke 5 ist eine axial verstellbare Schaltstange 127 befestigt, die mit einem Mikroschalter zusammenarbeitet, welcher auf der Schutzhaube 7' der Antriebsbrücke 7 sitzt. Diese Schaltanordnung sorgt für die Beendigung der Vorplastifizierung.
Mit ihrer Hilfe wird das für die Einspritzung erforderliche Quantum an Kunststoff vorbestimmt. An dem Flansch 8' des Hydraulikzylinders 8 ist ein ösenartiger Ansatz 129 mit axial einstellbaren Schaltstangen 131, 132. Die Schaltstange 132 arbeitet mit einem Mikroschalter 133 zusammen, der auf der Haube 7' der Antriebsbrücke 7 sitzt. Die Schaltanordnung 132, 133 dient der Steuerung einer zweiten Druckstufe beim Einspritzen. Die Schaltstange 131 arbeitet mit einem Mikroschalter 134 zusammen, der ebenfalls auf der Haube 7' der Antriebsbrücke 7 befestigt ist. Die Schaltanordnung 131, 134 dient der Begrenzung des in seiner Länge vorbestimmbaren Rückhubes der Förderschnecke 6. Sämtliche Mikroschalter für eine wegabhängige Steuerung der Vorplastifizierung, der Nachdruckstufe beim Einspritzvorgang und des Rückhubes der Förderschnecke sind in einem gemeinsamen Gehäuse 57 untergebracht.
Die Staudruckpatrone 35, die Drossel 36, die Druckeinstellpatronen 37, 38 und das Druckmanometer 39 haben dieselben Funktionen bzw. dieselbe Bedeutung wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1-6.
Auf den Holmen 1, 2 festspannbare Anschläge 42, 43 begrenzen die Vorwärtsbewegung des Plastifizierungszylinders.
Sie bestehen aus einer inneren Spannhülse 42 mit Aussengewinde und einer Anschlaghülse 43 mit einem Innengewinde, das mit dem Aussengewinde der Spannhülse in Eingriff steht.
Die Anschlaghülsen werden mittels Kontermuttern 44 arretiert.
Die Arbeitsweise der mit zwei symmetrisch zur Spritz achse angeordneten Mitnahmekupplungen und mit zwei Friktionskörpern ausgerüsteten Spritzeinheit gemäss Fig. 7-13 entspricht grundsätzlich der bereits beschriebenen Arbeitsweise der mit nur einer Mitnahmekupplung und mit nur einem Friktionskörper ausgerüsteten Spritzeinheit gemäss den Fig. la. Unterschiede bestehen im wesentlichen im Aufbau und in der Arbeitsweise der Düse 11.
Bei der Arbeitsposition gemäss Fig. -1 liegt die Trägerbrücke 5 des Plastifizierungszylinders 3 unter der Wirkung des über die Förderschnecke wirkenden Hydraulikzylinders 8 an den auf den Holmen 1, 2 festgespannten Anschlägen 42#4 an. Diese Anschläge sind axial so auf den Holmen eingestellt, dass ausschliesslich der den Anschlagkörper 47 der Düse überragende Schieber 46 Kontakt mit der Giessform hat, wobei dieser Schieber bei einer mittleren Arbeitstemperatur des Spritzzylinders eine Mittelstellung zwischen seinen möglichen extremen, axialen Endstellungen einnimmt (Mittelstellung zwischen den Stellungen gemäss Fig. 4 und 5).
Der wesentliche Teil der Last, den der Hydraulikzylinder 8 im Zuge des Einspritzhubes der Förderschnecke über diese auf den Spritzzylinder axial ausübt, wird daher von den Anschlägen 42-44 aufgefangen, ohne dass die Giessform oder die Düse über Gebühr beansprucht wird. Der Druck, mit welchem der Schieber 46 auf der Giessform aufliegt, bemisst sich nach ihrer vom Kunststoff beaufschlagten rückwärtigen Fläche. Diese Fläche ist kleiner als die Fläche des den wirksamen Einspritzdruck erzeugenden Querschnitts der Förderschnecke 6. Der Anlagedruck des Schiebers reicht aus, um einen Rückstau des noch plastischen Materials aus der
Giessform zu verhindern und ist anderseits ausreichend gering, um jede übermässige Beanspruchung der Giessform im Bereich des Angusses zu vermeiden.
Mit Hilfe der Anschläge 42#4 lässt sich auch bei Anwendung einer starken Düse ohne Schieber gemäss dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1-6 bei sorgfältiger axialer Einstellung der Anschläge auf den Holmen 1, 2 eine unerwünscht starke Beanspruchung der Giessform insbesondere im Bereich des Angusses vermeiden. Eine solche axiale Ein stellung der Anschläge erreicht man dadurch, dass man den
Spritzzylinder mit der Düse mit einem Druck auf die Giess form auffahren lässt, der noch in den Grenzen tragbarer Be anspruchung der Giessform liegt. Sodann werden die An schläge in Anlage an die Trägerbrücke 5 gebracht und fest gespannt.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch bei wesentlich höheren Einspritzdrücken derjenige Teil des axialen Druckes des Plastifizierungszylinders, der eine über mässige Beanspruchung der Giessform zur Folge haben würde, von den Anschlägen 42-44 abgefangen wird.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 14 und 15 besteht die Einrichtung zur Beseitigung des Staudruckes aus einem einzigen, am Plastifizierungszylinder abgestützten hydraulischen Antriebszylinder 215, 216. Wie aus Fig. 15 ersichtlich, sind die beiden Trägerholme 1, 2 der Spritzeinheit in Anschlussmuffen 221' der feststehenden Aufspannplatte 221 einer Spritzgiessmaschine aufgenommen. Der Axialverschiebung des Plastifizierungszylinders 3 mit Trägerbrücke 5 dienen zwei symmetrisch zur Spritzachse angeordnete Hydraulikzylinder 218, 219. Diese bestehen je aus einem fest auf dem zugehörigen Trägerholm aufsitzenden Kolben 218, einem den Kolben umschliessenden hülsenförmigen Teil 219 der Trägerbrücke 5 und einem Fiihrungsdeckel 220 für die Holme der Spritzeinheit.
Die vor und hinter dem Kolben liegenden Zylinderkammern sind mit Druckmedium beschickbar.
Der Ölmotor 10 für die Rotation der Förderschnecke ist von einer Trägerbrücke 224 aufgenommen, die ebenfalls axial verschiebbar auf den Holmen gelagert ist. Der Spritz zylinder 3 weist eine mittels Heizband 12 beheizbar offene
Düse 11 auf.
Die Trägerbrücke 5 für den Plastifizierungszylinder 3 ist an der Rückseite zu einem Hydraulikzylinder 216 ausgeformt. In dem Hydraulikzylinder ist ein Kolben 215 gelagert.
Der koaxial zur Spritzachse gelegene hydraulische Antriebszylinder 215, 216 dient ausschliesslich der Beseitigung des Überdruckes in dem vor der Schnecke angereicherten vorplastifizierten Material, damit dieses Material nach Absetzen der Düse 11 von der Giessform nicht aus der offenen Düse austritt. Unter gewissen Bedingungen kann es zweckmässig sein, sogar einen geringfügigen Unterdruck im Spritzzylinder zu erzeugen. Die Kolbenstange 214' des Kolbens 215 des Hydraulikzylinders 215, 216 ist mittelbar über eine lösbare Axialkupplung 213 mit der Förderschnecke 6 verbunden. Der Kolben 215 und seine hohle Kolbenstange 214' sind von einer Antriebsspindel 207 durchgriffen, die den Ölmotor 10 mit der Förderschnecke verbindet. Die Antriebsspindel 207 ist im Radiallager 209 gelagert.
Darüber hinaus ist der Kolben 215 des Hydraulikzylinders 215, 216 mit dem Kolben 214 eines weiteren in der Trägerbrücke 5 des Plastifizierungszylinders angeordneten Hydraulikzylinders 214, 217 starr verbunden. Dieser Hydraulikzylinder dient ausschliesslich der Einspritzung des plastischen Materials in die Giessform und wird daher im folgenden als Einspritzzylinder bezeichnet. Das topfartig gestaltete freie Ende der hohlen Kolbenstange 214' des Kolbens 215 bildet den Kolben des Einspritzzylinders 214, 217. Der Kolben 214 des Einspritzzylinders ist über ein Drucklager 208 über die mit einem radialen Abstützflansch 207' versehene Antriebshohlspindel 207 mit der Förderschnecke verbunden. Die hohle Kolbenstange 214' umschliesst die rotierbare Antriebsspindel 207 mit Spiel.
Der eigentliche Zylinder 217 des hydraulischen Einspritzzylinders ist Bestandteil der Trägerbrücke 5. In der hydrauli schen Zuleitung zum Einspritzzylinder 214, 217 ist ein den Staudruck in der Phase der Vorplastifizierung bestimmendes
Drosselventil eingebaut.
Das Schaltventil 243 (Regeleinrichtung für den Einspritz druck), das Einstellorgan 244 für den Einspritzdruck, das
Einstellorgan 245 für den Nachdruck nach Vollzug der Ein spritzung und das Einstellorgan 246 für die Einspritzge schwindigkeit sowie das Druckmanometer 247 und das Ein stellorgan 248 für den Staudruck sind unten an der Träger brücke 5 befestigt.
Eine am Rahmen 227 befestigte Nockenleiste 228 ist mit axial einstellbaren Nocken 229, 230 versehen. Diese arbeiten mit dem Schaltorgan eines Mikroschalters 231 zusammen, der an der Trägerbrücke für den Antriebsmotor 10 befestigt ist. Durch die beschriebene Schaltanordnung ist es möglich, die Vorplastifizierungsphase fristgerecht zu beenden. Dabei läuft das Schaltorgan des Mikroschalters 231 auf den Nocken
229 auf. Der Einspritzhub wird dadurch beendet, dass das
Schaltorgan des Mikroschalters 231 auf den Nocken 230 auf läuft.
Die Spritzeinheit (Fig. 14, 15) arbeitet wie folgt:
Bei der Arbeitsposition gemäss Fig. 1 ist die Phase der Vorplastifizierung gerade beendet. Ein für den nächsten Spritzling ausreichendes Quantum an plastischem Material ist unter Staudruck vor der Förderschnecke angereichert. Das Schaltorgan des Mikroschalters 231 ist auf dem Schaltnocken 229 aufgelaufen, wodurch der Antriebsmotor für die Rota tion der Förderschnecke stillgesetzt worden ist. Nunmehr wird die Zylinderkammer 241 des Hydraulikzylinders 215, 216 mit Druckmedium beschickt, so dass der Kolben 215 be aufschlagt wird. Dieser Kolben vollzieht in der Regel einen Hub von geringfügiger Länge von etwa 1-15 mm (Ent spannungshub), wodurch die Förderschnecke in rückwärtiger Richtung gezogen wird.
Da der Plastifizierungszylinder axial feststeht, ergibt sich durch den Rückwärtshub des Kolbens
215 eine Relativbewegung zwischen Förderschnecke 6 und Plastifizierungszylinder, die bewirkt, dass das vorplastifizierte Material entspannt oder sogar einem geringfügigen Unterdruck unterworfen wird. Danach werden die rückwärtigen Kammern der Hydraulikzylinder 218, 219, 220 mit Druckmedium beschickt und die Spritzeinheit von der Giessform abgesetzt, ohne dass das plastische Material aus der offenen Düse 11, 12 austritt. Vor Beginn des Einspritzhubes wird der Plastifizierungszylinder mit Hilfe der Hydraulikzylinder 218-220 erneut auf die Giessform aufgesetzt. Der Einspritzhub wird dadurch eingeleitet, dass die Druckkammer 240 des Hydraulikzylinders 214, 217 mit Druckmedium beschickt wird.
Der Einspritzhub wird dadurch beendet, dass das Schaltorgan des Mikroschalters 231 auf den Nocken 230 der Schaltleiste 228 aufläuft.
MAIN PATENT Process for the production of injection molded parts from plastic and injection unit for exercising the
Procedure
The invention relates to a method for the production of injection molded parts made of plastic, such as thermoplastics, thermosetting plastics and elastomers, which is collected and preplasticized in a plasticizing cylinder in front of a rotating screw conveyor with relative movement between the plasticizing cylinder and the screw conveyor, the said relative movement being caused by the dynamic pressure of the plastic is caused, after which the plastic is injected into a casting mold by an axial stroke of the screw conveyor, after the injection molding produced in the previous injection cycle has been ejected.
The invention also relates to an injection unit for carrying out the method with an injection cylinder that can be detached from the mold and a screw conveyor that can be displaced by means of a hydraulic drive device, which after the plastic has been injected into the mold, preplasticizes a predeterminable quantity of plastic for the subsequent injection cycle and thereby takes effect the dynamic pressure of this preplasticized plastic recedes axially.
In a method known per se or an injection unit of this type known per se with a closable nozzle, the injection cylinder is lifted off the casting mold after the injection process has ended and the nozzle is automatically closed. The required quantity of plastic for the next injection cycle is then preplasticized in the injection cylinder (e.g. German patents 1,168,061, 1,172,420).
Experience has shown that such an injection unit is often not suitable for processing plastics with additives such as ceramics, metal powder, asbestos and the like. Like. Which have been mixed in to achieve certain mechanical, thermal, electrical or magnetic properties of the finished product. These additives can significantly disrupt the normal spraying process or even make it impossible. In many cases, the mixture to be processed can no longer be pressed or at insufficient speed through the passage of the closable nozzle. This is particularly the case if it is a structured addition, such as e.g. Asbestos, glass fiber, textile fiber. In extreme cases, these additives can clog the nozzle. Similar difficulties arise when processing certain thermosetting plastics.
The pasty thermoset experiences excessive congestion in the passage of the closable nozzle. It has been shown that certain thermosets in the pasty state no longer pass through a relatively small nozzle opening.
The invention is based on the object of creating a method or an injection unit of the genera mentioned above, with which plastics with extremely different properties can be processed, even if these plastics have additives such as asbestos, textile fibers, Glass fibers, ceramics, metal powder, etc. Like., are incorporated. This also applies to additives that greatly reduce the flowability of the plastic to be processed.
According to the method, this object is achieved according to the invention in that the plastic is preplasticized with the nozzle open and resting on the plastic-filled casting mold, then the back pressure in the preplasticized plastic is eliminated by a limited relative movement between the screw conveyor and the plasticizing cylinder and the plasticizing cylinder before the injection is also deposited from the mold with the nozzle open.
The injection unit of the type mentioned at the beginning is characterized according to the invention in that the injection cylinder has a nozzle that is open over the entire injection cycle and a device which is suitable for reducing the back pressure in the preplasticized plastic through a limited relative movement between the plasticizing cylinder and the screw conveyor before or immediately after To eliminate the settling of the plasticizing cylinder from the mold.
The injection unit expediently has a nozzle that is free of seals.
The invention is explained below with reference to the drawing using a few exemplary embodiments.
In a first embodiment:
1 shows the injection unit resting on the casting mold after the injection has just ended in a plan view,
FIG. 2 shows a detail from the injection unit according to FIG. 1 on a larger scale,
3 shows a section from the detail according to FIG. 2 with further adjacent parts on a larger scale,
FIG. 4 shows the injection unit according to FIG. 1 separated from the casting mold after completion of the preplasticization,
FIG. 5 shows a detail from the injection unit according to FIG. 4 on a larger scale,
FIG. 6 shows a section from the detail according to FIG. 5 with further adjacent components on a larger scale, in a second exemplary embodiment:
:
7 shows an injection unit resting on the casting mold (not shown) after the pre-plasticization has been completed, in a plan view,
8 shows the injection unit according to FIG. 7 after the injection process has ended in a side view,
9 shows the nozzle of the injection unit in a front view,
FIG. 10 shows the longitudinally sectioned nozzle according to FIG. 9 with its slide set extremely forward,
11 shows the nozzle according to FIG. 10 with its slide set extremely rearward,
12 shows a cross section through the friction body of the injection unit with the associated support bars and the associated clamping device,
13 shows a section along line IX-IX of FIG. 12, in a third exemplary embodiment:
14 shows an injection unit in side view, partly in longitudinal section and
15 shows the longitudinally sectioned injection unit according to FIG. 14 in a top view.
In the two exemplary embodiments according to FIGS. 1-6 and 7-13, the injection unit is mounted on bars 1, 2.
The heatable by means of heating jackets 4 injection cylinder 3 is axially ver with the help of the support bridge 5 on the bars. The rotatable screw conveyor 6 is added to the drive bridge 7, which in turn is able to slide on the spars. The hydraulic cylinder 8 provided with flange 8 'sits on the rear end of the spars. It encloses a piston which can be acted upon on both sides and which is connected to the piston rod 9 and the drive bridge 7 via the piston rod
Conveyor screw 6 is connected. The oil motor 10 carried by the drive bridge 7 serves as the rotary drive for the screw conveyor. The nozzle 11 of the injection cylinder with heating sleeve 12 is ready for closure, i.e. always open. It has a relatively wide opening.
With at least one of the
Holme is designed as a friction body 19 stationary
Stop jammed by means of clamping screw 40, which is axially displaceable ver with an adjustable friction on the associated spar. The slotted friction body is provided on the inside with a slotted plastic sleeve 20 (Fig. 3, 6;
12, 13).
In the exemplary embodiment according to FIGS. 1-6, both the carrier bridge 5 and the drive bridge 7 have an attachment 21 or 22 designed as an eyelet. In the approach 22 of the drive bridge is a driving rod 23 by means
Wing screw 24 fastened axially adjustable. The driving rod extends through the coaxial extension 21 of the carrier bridge 5 and carries a stop 25 on its free end.
On a hood 7 'of the drive bridge 7 that covers the oil motor, two eyelet-like approaches 29, 30, in each of which a shift rod 31 and 32 is axially adjustable, are taken. The switch rod 32 works with a micro switch 33, which sits on the stationary hydraulic cylinder 8 and is used to control a second pressure level during injection. The switching rod 31 works together with a microswitch 34, which is also attached to the stationary hydraulic cylinder and is used to limit the return stroke of the screw conveyor 6.
With the aid of a throttle 36, the speed of the forward stroke and thus the injection speed can be regulated. The pressure setting cartridges 37, 38 are used to set the 1st and 2nd pressure stages during injection. The respective injection pressure during the first and second pressure stages as well as the respective dynamic pressure during the preplasticization can be read off on the manometer 39.
The injection unit according to the embodiment of Figs. 1-6 works as follows:
In the working position according to FIG. 1, the injection process has just ended. The nozzle 11 is in contact with the mold, not shown, which is already filled and is in the process of cooling. Depending on the expired
Injection time, the oil motor 10 is put into operation. The screw conveyor rotates. The conveyed, plasticized material is collected in front of its front end. The screw conveyor 6 is moved further and further backwards by the back pressure of the accumulating plastic material, the injection cylinder 3 being supported on the casting mold. The resistance, which the screw conveyor is opposed to its backward movement, is predetermined by means of the throttle cartridge 35, which brakes the outflow of the oil from the rear cylinder chamber of the cylinder 8.
During the backward movement of the screw conveyor, the distance between the stop 25 of the driving rod 23 and the shoulder 21 of the carrier bridge 5 decreases increasingly. As soon as the shift rod 27 fastened axially adjustable on the extension 26 of the drive bridge 7 releases the switching roller of the microswitch 28 fastened on the carrier bridge 5, the pre-plasticization phase is ended. At this moment, the stop 25 of the driving rod 23 is at a slight distance from the shoulder 21 of the carrier bridge. This distance corresponds to the distance between the friction body 19 and the girder bridge 5. The same switching pulse that stops the oil motor for the rotational drive of the screw conveyor also initiates the return stroke of the piston of the hydraulic cylinder 8.
The piston begins to pull the non-rotating screw conveyor with its drive bridge 7 in the rearward direction while the injection cylinder is stationary. Due to the relative movement between the screw conveyor and the injection cylinder, the plasticized material, which is still subject to dynamic pressure, is relaxed in front of the screw conveyor or even subjected to a slight negative pressure. In the course of the above-mentioned relative movement between the screw conveyor and the injection cylinder, the stop 25 finally runs onto the shoulder 21 of the carrier bridge 5 in order to take the carrier bridge along with the injection cylinder. At the first moment of entrainment, the open, seal-free nozzle 11 lifts off the mold without the preplasticized material being able to exit the nozzle because it is relaxed or subjected to a slight negative pressure.
In FIG. 46, the injection unit is shown in a moment of the work sequence in which the cylinder is detached from the casting mold after the pre-plasticization has ended.
The workflow described presupposes that a plastic material is processed that allows a relative movement between this screw conveyor and the plasticizing cylinder 3 on the return stroke of the screw conveyor, i.e.
that the plasticizing cylinder is able to stand still for at least a moment during the backward movement of the screw conveyor. However, this requirement is only met in relatively rare cases. Usually, however, the weight of the plasticizing cylinder or the inertia of its mass including the frictional forces of its guide bearings that counteract an axial movement are not sufficient to overcome the wedging or sticking of the injection cylinder to the screw conveyor caused by the plastic granulate or the plasticized plastic material. This wedging or gluing acts like a coupling between the screw conveyor and the plasticizing cylinder. Under this condition of bonding or
Wedging in the above sense, the cylinder is immediately taken along on the reverse stroke of the screw conveyor, i.e. the plasticizing cylinder is lifted from the casting mold at the first moment of the backward movement of the screw conveyor, so that the thermal contact between the injection cylinder and casting mold is interrupted in the desired manner. Almost at the same moment, i.e. a fraction of a second later, however, the carrier bridge 5 of the plasticizing cylinder 3 runs onto the stationary friction body 19, which is axially set so that it is only a small distance (about 1¯2mm) from the back of the carrier bridge 5 of the plant is located on the mold located plasticizing cylinder. When the carrier bridge 5 runs onto the friction body 19, the rearward movement of the plasticizing cylinder is stopped.
In the further course of the return stroke of the screw conveyor, the screw conveyor moves relative to the injection cylinder, overcoming the wedging or sticking to the plasticizing cylinder caused by the plastic granulate or plastic. During this relative movement (relaxation stroke), the pre-plasticized plastic that is located in front of the screw conveyor and intended for the subsequent injection is freed from dynamic pressure and / or even subjected to a slight negative pressure. Since this relaxation of the plasticized material or the negative pressure is generated almost simultaneously or immediately after the injection cylinder is lifted from the casting mold, the pre-plasticized mass can no longer exit the open nozzle of the injection cylinder due to its inertia before it is relaxed.
The size of the relaxation stroke, which is usually only a few millimeters, depends on the amount of preplasticized material. The relaxation stroke is ended as soon as the stop 25 hits the shoulder 21. When the stop comes up, the return stroke of the screw conveyor is usually path-dependent, i.e.
terminated by the switching arrangement 31, 34. In some cases, however, a further backward stroke can be useful in order to lift the injection cylinder even further from the casting mold. In this case, the friction body 19 is axially displaced on the associated spar by the thrust of the girder bridge 5, overcoming the set friction forces.
The injection process, e.g. depending on the ejection of the previously completed molded part.
For this purpose, the piston of the cylinder 8 is acted upon from the rear. It moves the screw axially in the direction of the mold. As a result of the screw conveyor being wedged or glued to the plasticizing cylinder, the latter is taken along and placed on the casting mold. Now, in the course of the further forward movement of the screw conveyor, the aforementioned wedging or sticking is overcome, and the injection process begins in a first pressure stage. As soon as the switching rod 32 leaves the switching element of the microswitch 33, the second pressure stage is initiated. This usually only happens when the mold is almost or completely filled. If the friction body 19 has been displaced during the backward stroke of the screw conveyor, it is now returned to its starting position (FIG. 1) during the forward stroke of the screw.
At the end of the injection process, the working position shown in Figs. 1-3 is present, i.e. the stop 25 is again at the maximum distance from the extension 21 of the girder bridge 5. In this working position there is still a small residual amount of preplasticized material as a plastic pad in the plasticizing cylinder to ensure that the screw conveyor reaches the plastic material in the mold over the plastic pad can exert pressure. According to the size of the plastic cushion, the friction body 19 is located at a slight distance from the carrier bridge 5.
A constant contact of the nozzle of the plasticizing cylinder on the casting mold is not possible, because the thermal contact would result in an equalization of heat between the injection cylinder and the casting mold, so that the cooling time of the casting mold is extended and, on the other hand, an undesired cooling of the nozzle or the plasticizing cylinder occurs.
In the embodiment of FIGS. 7-13, the nozzle 11 consists of a sleeve-shaped nozzle body 45 and a stop body 47 in thread engagement with this nozzle body. This limits the axial movement of the slide 46 by means of an annular shoulder. The slide passes through the stop body 47 and projects beyond it. The area of the slide 46 acted upon by the plastic is smaller than the area of the cross section of the conveyor screw 6 that generates the effective injection pressure.
The two friction bodies 19 with plastic sleeves 20 can be braced together with their spars. A tensioning device is used for this, which consists of a tensioning screw 40 and a tensioning sleeve 41 (FIGS. 12, 13). When the screw 40 is tightened, both friction bodies 19 are evenly braced with the support bars 1, 2.
In the approaches 22 of the carrier bridge 5 driving rods 23 are fastened axially adjustable by means of lock nuts 24 BE. The driving rods reach through the coaxial lugs 21 of the drive body 7 and each carry a stop 25 on their free end
21-25 existing driving coupling is arranged symmetrically on both sides of the plasticizing cylinder 3.
In a further eyelet-like approach 126 of the support bridge 5, an axially adjustable switching rod 127 is attached, which works together with a microswitch which sits on the protective cover 7 'of the drive bridge 7. This switching arrangement ensures the termination of the pre-plasticization.
With their help, the amount of plastic required for injection is predetermined. On the flange 8 ′ of the hydraulic cylinder 8 there is an eyelet-like extension 129 with axially adjustable shift rods 131, 132. The shift rod 132 works together with a microswitch 133 which sits on the hood 7 ′ of the drive bridge 7. The switching arrangement 132, 133 is used to control a second pressure stage during injection. The switching rod 131 works together with a microswitch 134, which is also attached to the hood 7 ′ of the drive bridge 7. The switching arrangement 131, 134 serves to limit the length of the predeterminable return stroke of the screw conveyor 6.All microswitches for path-dependent control of the preplasticization, the holding pressure level during the injection process and the return stroke of the screw conveyor are housed in a common housing 57.
The pressure cartridge 35, the throttle 36, the pressure adjustment cartridges 37, 38 and the pressure manometer 39 have the same functions or the same meaning as in the embodiment of FIGS. 1-6.
Stops 42, 43 that can be clamped on the bars 1, 2 limit the forward movement of the plasticizing cylinder.
They consist of an inner clamping sleeve 42 with an external thread and a stop sleeve 43 with an internal thread which engages with the external thread of the clamping sleeve.
The stop sleeves are locked by means of lock nuts 44.
The operation of the injection unit with two drive couplings arranged symmetrically to the injection axis and equipped with two friction bodies according to FIGS. 7-13 basically corresponds to the operation already described of the injection unit equipped with only one drive coupling and with only one friction body according to FIG. The main differences are in the structure and the mode of operation of the nozzle 11.
In the working position according to FIG. 1, the carrier bridge 5 of the plasticizing cylinder 3 rests against the stops 42 # 4 clamped on the bars 1, 2 under the action of the hydraulic cylinder 8 acting via the conveyor screw. These stops are set axially on the bars so that only the slide 46 protruding beyond the stop body 47 of the nozzle has contact with the casting mold, this slide assuming a middle position between its possible extreme, axial end positions at an average working temperature of the injection cylinder (middle position between the Positions according to Fig. 4 and 5).
The major part of the load that the hydraulic cylinder 8 exerts axially on the injection cylinder during the injection stroke of the screw conveyor is therefore absorbed by the stops 42-44 without the mold or the nozzle being unduly stressed. The pressure with which the slide 46 rests on the casting mold is measured according to its rear surface on which the plastic acts. This area is smaller than the area of the cross section of the screw conveyor 6 that generates the effective injection pressure. The contact pressure of the slide is sufficient to prevent the still plastic material from backing up
To prevent the mold and on the other hand is sufficiently small to avoid any excessive stress on the mold in the area of the sprue.
With the help of the stops 42 # 4, even when using a strong nozzle without a slide according to the embodiment of FIGS. 1-6 with careful axial adjustment of the stops on the bars 1, 2, an undesirably heavy load on the casting mold, especially in the area of the sprue, can be avoided . Such an axial A position of the stops can be achieved by the
The injection cylinder with the nozzle can open onto the casting mold with a pressure that is still within the limits of acceptable stress on the casting mold. Then the stops are brought into contact with the girder bridge 5 and tightened.
In this way it is ensured that that part of the axial pressure of the plasticizing cylinder that would result in excessive stress on the casting mold is intercepted by the stops 42-44 even at significantly higher injection pressures.
In the embodiment of FIGS. 14 and 15, the device for eliminating the dynamic pressure consists of a single hydraulic drive cylinder 215, 216 supported on the plasticizing cylinder. As can be seen from FIG. 15, the two support bars 1, 2 of the injection unit are in connecting sleeves 221 'of the stationary Clamping plate 221 of an injection molding machine added. The axial displacement of the plasticizing cylinder 3 with carrier bridge 5 is provided by two hydraulic cylinders 218, 219 arranged symmetrically to the injection axis. These each consist of a piston 218 firmly seated on the associated carrier beam, a sleeve-shaped part 219 of the carrier bridge 5 surrounding the piston and a guide cover 220 for the beams the injection unit.
The cylinder chambers in front of and behind the piston can be charged with pressure medium.
The oil motor 10 for the rotation of the screw conveyor is received by a support bridge 224, which is also mounted axially displaceably on the bars. The injection cylinder 3 has an open, heatable by means of a heating band 12
Nozzle 11 open.
The carrier bridge 5 for the plasticizing cylinder 3 is formed into a hydraulic cylinder 216 at the rear. A piston 215 is mounted in the hydraulic cylinder.
The hydraulic drive cylinder 215, 216 located coaxially to the injection axis serves exclusively to remove the overpressure in the preplasticized material enriched in front of the screw so that this material does not escape from the open nozzle after the nozzle 11 has been removed from the casting mold. Under certain conditions it can be useful to generate even a slight negative pressure in the injection cylinder. The piston rod 214 ′ of the piston 215 of the hydraulic cylinder 215, 216 is indirectly connected to the screw conveyor 6 via a releasable axial coupling 213. The piston 215 and its hollow piston rod 214 'are penetrated by a drive spindle 207, which connects the oil motor 10 to the screw conveyor. The drive spindle 207 is mounted in the radial bearing 209.
In addition, the piston 215 of the hydraulic cylinder 215, 216 is rigidly connected to the piston 214 of a further hydraulic cylinder 214, 217 arranged in the carrier bridge 5 of the plasticizing cylinder. This hydraulic cylinder is used exclusively to inject the plastic material into the casting mold and is therefore referred to below as an injection cylinder. The cup-shaped free end of the hollow piston rod 214 'of the piston 215 forms the piston of the injection cylinder 214, 217. The piston 214 of the injection cylinder is connected to the screw conveyor via a pressure bearing 208 via the hollow drive spindle 207 provided with a radial support flange 207'. The hollow piston rod 214 'encloses the rotatable drive spindle 207 with play.
The actual cylinder 217 of the hydraulic injection cylinder is part of the carrier bridge 5. In the hydraulic line to the injection cylinder 214, 217 is a dynamic pressure in the preplasticizing phase which determines the back pressure
Built-in throttle valve.
The switching valve 243 (control device for the injection pressure), the adjusting element 244 for the injection pressure, the
Adjustment element 245 for the holding pressure after completion of the injection and the adjustment element 246 for the Ein Injektge speed and the pressure gauge 247 and an actuator 248 for the dynamic pressure are attached to the girder bridge 5 below.
A cam rail 228 fastened to the frame 227 is provided with axially adjustable cams 229, 230. These work together with the switching element of a microswitch 231 which is fastened to the carrier bridge for the drive motor 10. The switching arrangement described makes it possible to end the pre-plasticization phase on time. The switching element of the microswitch 231 runs on the cam
229 on. The injection stroke is ended by the
Switching element of the microswitch 231 on the cam 230 runs.
The injection unit (Fig. 14, 15) works as follows:
In the working position according to FIG. 1, the pre-plasticization phase has just ended. A sufficient quantity of plastic material for the next injection molding is accumulated under dynamic pressure in front of the screw conveyor. The switching element of the microswitch 231 has accumulated on the switching cam 229, whereby the drive motor for the Rota tion of the screw conveyor has been stopped. The cylinder chamber 241 of the hydraulic cylinder 215, 216 is now charged with pressure medium so that the piston 215 is impacted. This piston usually completes a stroke of a slight length of about 1-15 mm (Ent tension stroke), which pulls the screw conveyor in the rearward direction.
Since the plasticizing cylinder is axially fixed, this results from the backward stroke of the piston
215 a relative movement between the screw conveyor 6 and the plasticizing cylinder, which causes the pre-plasticized material to be relaxed or even subjected to a slight negative pressure. Then the rear chambers of the hydraulic cylinders 218, 219, 220 are charged with pressure medium and the injection unit is set down from the casting mold without the plastic material emerging from the open nozzle 11, 12. Before the start of the injection stroke, the plasticizing cylinder is placed on the mold again with the aid of the hydraulic cylinders 218-220. The injection stroke is initiated in that the pressure chamber 240 of the hydraulic cylinder 214, 217 is charged with pressure medium.
The injection stroke is ended by the fact that the switching element of the microswitch 231 hits the cam 230 of the switching strip 228.