DE102007018265A1

DE102007018265A1 - Bewegliche Spritzgießvorrichtung mit lageunabhängiger Verschlussdüsenfunktion

Info

Publication number: DE102007018265A1
Application number: DE200710018265
Authority: DE
Inventors: Volker Dr. Ing. Reichert; Karl-Heinz Haberkorn; Holger Knoll
Original assignee: A & E Applikation und Entwickl; A & E Applikation und Entwicklung GmbH
Current assignee: A & E Applikation und Entwickl; A & E Applikation und Entwicklung GmbH
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-10-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine bewegliche Spritzgießvorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Spritzgießteilen im Sandwich-Spritzgießverfahren. Aufgabe ist es, eine bewegliche Spritzgießvorrichtung zu schaffen, die konstruktiv einfach aufgebaut ist, die hohen Druckkräfte für den dichten zuverlässigen Verschluss aufbringen und trotzdem eine lageunabhängige Verschlussdüsenfunktion realisieren kann. Über den Stand der Technik hinausgehend und damit erfindungsgemäß ist die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Lösung. Dabei sind der bzw. die Hydraulikzylinder an der Adapterplatte befestigt und so mit der beweglichen Vorrichtung verbunden, dass die Kraft zum Zuhalten der Ventilkolben über flexible mechanische Einrichtungen auf die Kolben übertragen wird. Bei einer beliebigen Anordnung eines oder mehrerer Hydraulikzylinder in oder an der Adapterplatte muss eine Zug- oder Druckkraft auf die Ventilkolben wirken, um die Zuhaltefunktion auch bei beliebiger Stellung der Vorrichtung innerhalb der Adapterplatte zu realisieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine bewegliche Spritzgießvorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Spritzgießteilen im Sandwich-Spritzgießverfahren.
Mehrkomponenten-Spritzgießteile werden mittels des Sandwich-Spritzgießverfahrens durch das zeitlich nacheinander erfolgende Einspritzen, sequentielles Einspritzen, verschiedener Kunststoffschmelzen über einen oder mehrere in eine Kavität mündenden Schmelzekanal oder in mehrere Kavitäten mündende Schmelzekanäle hergestellt. Der Verfahrensablauf wird in der Fachliteratur, z. B. in Johannaber, F.: Handbuch Spritzgießen, Carl Hanser Verlag, München, 2001, Seiten 527-537 ausführlich beschrieben.
In DE 199 56 898 C1 wird eine Adapterplatte zum Herstellen von aus mehreren Kunststoffkomponenten bestehenden Spritzlingen beschrieben, in welcher eine Vorrichtung zum schmelzedruckabhängigen Steuern und Zusammenführen der von den Plastifizier- und Einspritzeinheiten der Spritzgießmaschine bereitgestellten Kunststoffschmelzen enthalten ist. Diese Vorrichtung enthält eine Einrichtung zum automatischen Abfahren der Vorrichtung von der feststehenden Werkzeughälfte, speziell von einer (oder mehreren) Angießbuchse(-n). Diese Einrichtung zum automatischen Abfahren hat die Vorteile, dass bei langen Zykluszeiten ein Einfrieren der Kunststoffschmelze in der Düse verhindert wird, wenn diese zu lange an der kalten Angießbuchse des Werkzeuges anliegen würde und auch bei Werkzeugen mit unterschiedlichen Lagen der Angießbuchse in Bezug auf die Werkzeugaufspannfläche eine schmelzedruckdichte Verbindung zwischen Vorrichtungsdüse und Angießbuchse des Werkzeuges durch den Hub der Vorrichtung in der Adapterplatte ermöglicht wird. Die Ventilkolben in der Vorrichtung werden durch die Wirkung einer Federkraft in ihrer Ausgangslage gehalten, unabhängig von der Lage der Vorrichtung in der Adapterplatte. In der Ausgangslage ist die Vorrichtungsdüse verschlossen, d. h. es kann keine Schmelze aus der Vorrichtung fließen.
Die Federkraft kann aber auch entsprechend DE 199 56 898 C1 durch eine Kraft ersetzt werden, die von einem oder mehreren Hydraulikzylindern aufgebracht wird. Ein weiterer Vorteil der in DE 199 56 898 C1 beschriebenen Lösung ist, dass diese Ventilkolben in Öffnungsrichtung durch die Kunststoffschmelze bewegt werden und nur in Schließrichtung durch eine von außen auf die Kolben wirkende Kraft (Federkraft oder Kraft von einem Hydraulikzylinder) beaufschlagt werden müssen.
Nachteilig ist, dass in DE 199 56 898 C1 nicht ausgeführt wird, wie in der Adapterplatte mit Vorrichtung zum schmelzedruckabhängigen Steuern und Zusammenführen der Kunststoffschmelzen und der in dieser Vorrichtung enthaltenen Einrichtung zum automatischen Abfahren dieser von der Angießbuchse des Werkzeuges, die in der Vorrichtung enthaltenen verschiebbar angeordneten Ventilkolben gegen Verschieben durch hohe wirkende Kräfte in der Kunststoffschmelze gesichert werden. Bei speziellen Verfahrensvarianten des Sandwich-Spritzgießens, z. B. bei Verfahrenskombinationen des Sandwich-Spritzgießens mit dem Gas- und/oder Wasserinjektionsverfahren oder bei dem Schmelzerückfließen aus der Kavität, wirken auf die Ventilkolben große Kräfte, die allein von Federn bei dem begrenzten Einbauraum nicht aufgebracht werden können, so dass z. B. Hydraulikzylinder die Zuhaltekräfte für die Ventilkolben aufbringen. Auch eine Kombination von Federkraft mit Hydraulikzylinderkraft ist möglich, wobei dann nur im Bedarfsfall der Hydraulikzylinder an eine Druckölversorgung angeschlossen wird.
Es gibt weiterhin verschiedene Möglichkeiten, den/die Hydraulikzylinder für das Aufbringen der Zuhaltekräfte für die Ventilkolben gegen die Vorrichtungsdüse zur Realisierung einer Verschlußdüsenfunktion bei Wirkung von Druck (Kraft) in der Kunststoffschmelze in der Kavität und oder der Plastifizier- und Einspritzeinheit anzuordnen:

– Der (die) Hydraulikzylinder sind an der beweglichen Vorrichtung zum Steuern der Schmelzeströme fest angeordnet und bewegen sich mit dieser. Diese Lösung ist Stand der Technik: Beispielsweise werden an den fest angeordneten Düsen von Plastifizier- und Einspritzeinheiten von Spritzgießmaschinen über Hydraulikzylinder direkt oder über starre mechanische Kraftübertragungselemente (Stangen, Bowdenzüge usw.) die Kräfte für das Öffnen und Schließen der Düsen übertragen.
– Eine mit dieser Lösung vergleichbare Anordnung sind fest in Heißkanalwerkzeugen angeordnete Verschlußdüsen, welche hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine bewegliche Spritzgießvorrichtung zu schaffen, die konstruktiv einfach aufgebaut ist, die hohen Druckkräfte für den dichten zuverlässigen Verschluß aufbringen und trotzdem eine lageunabhängige Verschlussdüsenfunktion realisieren kann.
Beschreibung
Über den Stand der Technik hinausgehend und damit erfindungsgemäß ist die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Lösung. Dabei sind der bzw. die Hydraulikzylinder an der Adapterplatte befestigt und so mit der beweglichen Vorrichtung verbunden, dass die Kraft zum Zuhalten der Ventilkolben über flexible mechanische Einrichtungen auf die Kolben übertragen wird. Bei einer beliebigen Anordnung eines oder mehrerer Hydraulikzylinder in oder an der Adapterplatte muss nur eine Zug- oder Druckkraft auf die Ventilkolben wirken, um die Zuhaltefunktion auch bei beliebiger Stellung der Vorrichtung innerhalb der Adapterplatte zu realisieren.
1 zeigt die erfindungsgemäße Spritzgießvorrichtung 12 eingebaut in eine Stahlplatte 1. 2 und 3 zeigen einen Schnitt der durch die Spritzgießvorrichtung bei geschlossener und bei offener Düse.
In der Adapterplatte 1 ist axial beweglich die Spritzgießvorrichtung 12 zum Steuern der Schmelzeströme gelagert. Die Bewegung der Spritzgießvorrichtung 12 wird durch eine nicht dargestellte Plastifizier- und Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine realisiert, deren Düse sich an die Angießbuchse 13 der Spritzgießvorrichtung anlegt. Die Bewegung ist abgeschlossen, wenn sich die Düse 11 der Spritzgießvorrichtung 12 an die nicht dargestellte Angießbuchse des Werkzeuges anlegt. Bei dieser Bewegung wird die Feder 2 gespannt. Beim Abfahren der Düse 11 der Spritzgießmaschine entspannt sich diese Feder 2 und führt ebenfalls zum Abfahren der Düse 11 der Spritzgießvorrichtung 12. Der Hub der Spritzgießvorrichtung 12 ergibt sich dabei aus der Lage der Angießbuchse 13 des Werkzeuges zu dessen Aufspannfläche.
Der Hebel 4 ist drehbar gelagert, so dass dieser die Ventilkolben 9 und 10 in der Spritzgießvorrichtung 12 in Richtung der Düse 4 bewegen kann und die Zuhaltekraft auf diese Ventilkolben 9 und 10 wirkt. Auf den Hebel 4 wirken über die Kette 6 die Federkraft und die von Hydraulikzylinder 3 aufgebrachte, an dessen Kolbenstange 8 angreifende, Kraft – jeweils als Zugkräfte wirkend.
Die Kolbenstange 8 des Hydraulikzylinders 3 wird mit dem Gehäuse Federhülse 16 fest verbunden. Unabhängig von der Stellung der Spritzgießvorrichtung 12 in der Adapterplatte 1 wirkt immer die Kraft der Feder 7 auf den Hebel 4 und damit auf die Ventilkolben 9 und 10, so dass diese, wenn kein Druck in den Schmelzekanälen herrscht, die Düse 11 verschließen.
Die Kolbenstange 8 des Hydraulikzylinders 3 ist fest mit dem Gehäuse Federhülse 16 mit einem Gewindestück 15 verbunden. Der Hub der Kolbenstange 8 ist über nicht dargestellte Endschalter einstellbar. In der Stellung „Kolbenstange 8 ausgefahren" wirkt nur die Kraft der Feder 7 auf die Kette 6, den Hebel 4 auf die Ventilkolben 9 und 10, so dass sich die Kolben 9 und 10 beim Einspritzen, d. h. bei Wirkung des Schmelzedruckes, verschieben können und die Düse 11 freigegeben wird. In der Stellung „Kolbenstange 8 eingefahren" wird über die Verbindung 15 der Kolbenstange 8 mit Gehäuse Federhülse 16 die Zugkraft auf die Kette 6 und den Hebel 3 übertragen.
Das Führungsprofil 17 stellt eine Verbindung zwischen dem an der Adapterplatte 1 befestigten Hydraulikzylinder 3 und der Spritzgießvorrichtung 12 her.
1 zeigt eine Schnittdarstellung durch die gesamte Vorrichtung, mit geschlossener Düse 11, dabei wirkt die Zuhaltekraft, bei Stellung der Kolbenstange des Hydraulikzylinders „Kolbenstange eingefahren".
2 zeigt eine Schnittdarstellung durch Spritzgießvorrichtung 12, bei Düse geöffnet, Federkraft wirkt, Stellung der Kolbenstange des Hydraulikzylinders „Kolbenstange ausgefahren".
3 zeigt eine Ansicht der Adapterplatte 1 mit eingebauter Spritzgießvorrichtung 12 zum Steuern der Schmelzeströme, Ansicht der Seite der Adapterplatte, welche auf der Werkzeugaufspannplatte der Spritzgießmaschine befestigt wird.

1: Adapterplatte
2: Feder zum automatischen Abfahren der Vorrichtungsdüse von der Angießbuchse des Werkzeuges
3: Krafterzeuger, Hydraulikzylinder
4: Hebel
5: Kettenrad
6: Kette
7: Kettenspannfeder
8: Kolbenstange
9: Steuerkolben
10: Verschlusskolben
11: Düse
12: Vorrichtung zum Steuern von Schmelzströmen
13: Angießbuchse für Schmelzekomponente 1
14: Angießbuchse für Schmelzekomponente 2
15: Verbindung Kolbenstange (8) mit Gehäuse Federhülse (16)
16: Gehäuse Federhülse
17: Führungsprofil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19956898 C1 [0003, 0004, 0004, 0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Johannaber, F.: Handbuch Spritzgießen, Carl Hanser Verlag, München, 2001, Seiten 527-537 [0002]

Claims

Bewegliche Spritzgießvorrichtung mit lageunabhängiger Verschlußdüsenfunktion zum Steuern und Zusammenführen der von einer oder mehreren Plastifizier- und Einspritzeinheiten von einer Spritzgießmaschine oder mehreren Spritzgießmaschinen bereitgestellten Kunststoffschmelzen, für eine Spritzgießmaschine mit angeordneter Adapterplatte, wobei die Adapterplatte zwischen einer feststehenden Werkzeugträgerplatte und der an dieser befestigten Werkzeughälfte und der Spritzgießmaschine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießvorrichtung (12) beweglich in eine Adapterplatte (1) eingebaut ist, – die Steuerelemente (Kolben 9 und 10) in der Spritzgießvorrichtung (12) durch eine Einrichtung, wie einen Hydraulikzylinder, in der Schließrichtung der Kolben (9, 10) mit einer Kraft beaufschlagt werden und dass diese krafterzeugende Einrichtung in beliebiger Lage in oder an der Adapterplatte (1) befestigt ist, – unabhängig von der Stellung der Spritzgießvorrichtung (12) in der Adapterplatte (1) die Zuhaltekraft auf deren Steuerelemente (Kolben 9 und 10) wirkt, – diese Zuhaltekraft eine Kraft ist, die vorzugsweise von Federn und/oder einem Hydraulikzylinder, aber auch von einem Elektro-Linearantrieb oder anderen Krafterzeugern linearer Bewegungen, als Zugkraft aufgebracht wird und über einen Hebel (4) als Druckkraft auf die Steuerelemente wirkt und – die mechanischen Einrichtungen zur Kraftübertragung auf die Steuerelemente vorzugsweise Kettenstränge, Bowdenzüge oder mechanisch miteinander über Gelenke gekoppelte Stangen sind, die nahezu jede beliebige Anordnung und Befestigung des Krafterzeugers innerhalb und/oder außerhalb der Adapterplatte (1) ermöglichen.