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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kunststoffspritzgussmaschine.
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Wie
bekannt ist, umfassen die meisten Kunststoffspritzgussmaschinen
normalerweise ein Werkzeug, das mindestens zwei Metallschalen umfasst,
die miteinander in Kontakt gebracht werden, um in der Mitte der
Kontaktfläche
der Schalen einen Hohlraum zu definieren, um die Form des Kunststoffteils
zum Formen negativ zu reproduzieren; eine Presse, um die zwei Metallschalen
des Werkzeugs zyklisch miteinander in Kontakt zu bringen, um zyklisch
den Hohlraum zu bilden, der die Form des Teils zum Formen negativ
reproduziert; und eine Vorrichtung zum Einspritzen von flüssigem Kunststoff,
als eine „Warmkanalvorrichtung" bekannt, die den
flüssigen
Kunststoff auf kontrollierte Art und Weise dem Hohlraum zuführt, die
in der Mitte des Werkzeugs gebildet wird, wenn die zwei Metallschalen
zusammengebracht werden.
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Genauer
gesagt sind die zwei Metallschalen des Werkzeugs einander gegenüberliegend
an der feststehenden Aufspannplatte bzw. der beweglichen Aufspannplatte
der Presse befestigt und die Warmkanalvorrichtung ist in einer Aufnahme
untergebracht, die in der Metallschale ausgebildet ist, starr an
der feststehenden Aufspannplatte der Presse befestigt, auf der zu
der Oberfläche,
die mit der anderen Metallschale des Werkzeugs in Kontakt steht,
gegenüberliegenden
Seite.
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Genauer
gesagt umfasst die Warmkanalvorrichtung im Wesentlichen einen hohlen
Metallkörper, als
eine „Warmkammer" bekannt, die kontinuierlich mit
flüssigem
Kunststoff befüllt
wird; eine Reihe Injektoren, die von der „Warmkammer" bis zu der Höhlung auf
der anderen Seite der Metallschale abzweigen, um den Ablauf des
flüssigen
Kunststoffs zu dem Hohlraum in der Mitte der zwei Metallschalen
zu regulieren; und eine Anzahl elektrischer Heizeinheiten, die auf
adäquate
Weise entlang der Ummantelung der Warmkanalvorrichtung angeordnet
sind, die von der „Warmkammer" und den Injektoren
zum Joule-Aufheizen des Kunststoffs in der ganzen Warmkanalvorrichtung
gebildet wird.
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Anders
ausgedrückt,
die Ummantelung der Warmkanalvorrichtung als Ganzes ist in eine
Anzahl unabhängiger
elektrisch erhitzter Abschnitte unterteilt, die jeweils eine elektrischen
Heizeinheit beherbergen und davon erhitzt werden, um das Kunststoffmaterial
in der Warmkanalvorrichtung jederzeit in einem flüssigen oder
halbfesten, hochviskosen Zustand zu halten.
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Bekannte
Kunststoffspritzgussmaschinen umfassen außerdem eine Plastifiziereinheit,
der ein mehr oder weniger kontinuierlicher Fluss von Kunststoffmaterial
in Granulatform zugeführt
wird, das sie verflüssigt,
um einen kontinuierlichen Fluss von flüssigem oder halbfestem Kunststoff
direkt der Warmkanalvorrichtung mit einem vorbestimmten Druck zuzuführen.
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Genauer
gesagt umfasst die Plastifiziereinheit im Wesentlichen einen Kunststoffmaterialeinfülltrichter,
in den das Kunststoffmaterial in Granulatform von einem Druckluftförderer entladen
wird; und eine zylindrische Plastifizierkammer, die in einer Metallummantelung
ausgebildet ist, die eine Reihe elektrische Heizeinheiten beherbergt,
um die Ummantelung auf einer Temperatur zu halten, die zwischen 200°C und 300°C liegt.
Die Plastifizierkammer weist ein erstes Ende, das mit dem Boden
des Kunststoffmaterialeinfülltrichters
verbunden ist, um das Kunststoffmaterial in Granulatform mittels
Schwerkraft zu erhalten, und ein zweites Ende auf, das direkt mit dem
Einlass der Warmkanalvorrichtung verbunden ist; und die Plastifiziereinheit
umfasst eine Mischschnecke, die zur Drehung in der Plastifizierkammer montiert
ist und dahingehend konstruiert ist, das Kunststoffmaterial in Granulatform
aufzubrechen, zu mischen und zu vermischen, um das Schmelzen zu unterstützen. Die
Mischschnecke ist auch dahingehend konstruiert, während sie
sich um ihre Längsachse
dreht, das jetzt flüssige
Kunststoffmaterial mit einem vorherbestimmten Druck zu der Warmkanalvorrichtung
zu drücken.
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Kunststoffspritzgießmaschinen
der obigen Art arbeiten perfekt mit nahezu allen Arten von Kunststoffmaterial,
werfen jedoch Probleme auf, wenn es darauf ankommt, die Farbe des
Kunststoffs zu ändern,
aus dem die Teile hergestellt werden.
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In
diesem Fall muss der Bediener zunächst das Kunststoffmaterial
aus der Warmkanalvorrichtung und der Plastifiziereinheit austreiben
und dann jegliche Ablagerung, die innen zurückbleibt, zu entfernen, um
zu verhindern, dass etwaige Rückstände des
vorherigen Kunststoffmaterials das neue verunreinigen; all dies
bringt offensichtlich ein großes
Ausmaß an
Stillstandzeit mit sich.
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Genauer
gesagt muss der Bediener nach dem Ausstoßen des Kunststoffmaterials
aus der Maschine eine Spülmittelmischung,
die scheuernd wirkt und/oder die Viskosität des Kunststoffmaterials erheblich
verringern kann, herstellen und von Hand in den Einfülltrichter
gießen
und, während
diese durch die Plastifiziereinheit und die Warmkanalvorrichtung fließt, jegliche
Kunststoffablagerung von der Innenseite der zwei Vorrichtungen entfernen.
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Das
Herstellen und Eingießen
der Spülmittelmischung
in die Maschine sind unbeliebte Arbeiten, da sie sehr oft das Handhaben
und genaue Abmessen von toxischen, kontaminierenden Chemikalien
mit all den Nachteilen, die dies mit sich bringt, beinhalten.
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Darüber hinaus
ist das korrekte Abmessen der Spülmittelmischung
ein schwieriger Arbeitsschritt, der ein hohes Ausmaß an Fertigkeiten
verlangt. Tatsächlichweisen
alle Teile, die in den Formzyklen produziert werden, die direkt
auf die Umstellung des Kunststoffmaterials folgen, wenn die Spülmittelmischung nicht
korrekt abgemessen wird, zahlreiche Farbmängel auf und müssen ausgemustert werden.
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Da
das Eliminieren einer Verunreinigung des Kunststoffmaterials Hunderte
von Formzyklen in Anspruch nimmt, erhöhen die Farbwechsel des Kunststoffmaterials
erheblich die Kosten des Formens aufgrund der großen Anzahl
von produzierten Ausschussteilen.
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Um
diesen Nachteil zu eliminieren, ziehen es einige Unternehmen vor,
Farbwechsel zu vermeiden, indem sie jeder Maschine die Herstellung
von Teilen einer Farbe zuschreiben; eine Praktik, die die Produktionskosten
ebenfalls offensichtlich erhöht.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kunststoffspritzgussmaschine
bereitzustellen, die konstruiert ist, die oben erwähnten Nachteile
zu eliminieren.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Kunststoffspritzgussmaschine nach Anspruch 1
und möglicherweise
nach einem der Ansprüche,
die direkt oder indirekt von Anspruch 1 abhängen, bereitgestellt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben, die eine schematische, nicht einschränkende Ausführungsform
zeigt.
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Ziffer 1 in
der beigefügten
Zeichnung zeigt insgesamt eine Kunststoffspritzgussmaschine, vorzugsweise,
jedoch nicht notwendigerweise vom sich horizontal erstreckenden
Typ.
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Maschine 1 umfasst
im Wesentlichen die Form 2, die mindestens zwei, vorzugsweise,
jedoch nicht notwendigerweise parallelepipedförmige Metallschalen 3 umfasst,
die miteinander in Kontakt gebracht werden und dahingehend konstruiert
sind, in der Mitte der Kontaktfläche
zwischen den Schalen einen geschlossenen Hohlraum 4 zu
bilden, die die Form des Kunststoffsteils zum Formen negativ reproduziert;
eine Presse 5 zum Bewegen und Stützen der zwei Metallschalen 3,
die konstruiert ist, auf einen Befehl hin die Metallschalen 3 miteinander
in Kontakt zu bringen, um zyklisch den Hohlraum 4 zu bilden; und
eine Kunststoffmaterialzufuhrleitung 6, der ein mehr oder
weniger kontinuierlicher Fluss von Kunststoffmaterial in Granulatform
zugeführt
wird und die dieses Kunststoffmaterial verflüssigt und das flüssige Kunststoffmaterial
auf kontrollierte Art und Weise dem Hohlraum 4 zuführt, der
in der Mitte des Werkzeugs 2 gebildet wird, wenn die zwei
Metallschalen 3 zusammengebracht werden.
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Genauer
gesagt sind die zwei Metallschalen 3 des Werkzeugs einander
gegenüberliegend
an der feststehenden Aufspannplatte 5a bzw. der beweglichen
Aufspannplatte 5b der Presse 5 befestigt und die
Kunststoffmaterialzufuhrleitung 6 umfasst eine Vorrichtung
zum Einspritzen von flüssigem
Kunststoff 7, als „Warmkanalvorrichtung" bekannt, der ein
kontinuierlicher Fluss von flüssigem
Kunststoffmaterial zugeführt
wird und die das flüssige
Kunststoffmaterial auf kontrollierte Art und Weise dem Hohlraum 4 zuführt, der
in der Mitte der Form 2 gebildet wird, wenn die zwei Metallschalen 3 zusammengebracht
werden.
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Genauer
gesagt, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, ist die Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 in
einer Aufnahme untergebracht, die in der Metallschale 3 ausgebildet
ist, starr an der feststehenden Aufspannplatte 5a der Presse 5 befestigt, auf
der zu der Oberfläche,
die mit der anderen Metallschale 3 der Form 2 in
Kontakt steht, gegenüberliegenden
Seite (d. h. auf der zu dem Hohlraum 4, der in der Mitte
der Form 2 gebildet wird, wenn die zwei Metallschalen 3 zusammengebracht
werden, gegenüberliegenden
Seite), als eine „Warmkammer" bekannt, die kontinuierlich
mit flüssigem
Kunststoff befüllt
wird; und eine Reihe Injektoren 9, die von einem hohlen
Metallkörper 8 bis
zu dem Hohlraum 4 auf der anderen Seite der Metallschale 3 abzweigen,
und die sich auf einen Befehl hin öffnen und schließen, um den
Ausfluss des flüssigen
Kunststoffs zu dem Hohlraum 4 in der Mitte der Form 2,
das von den Metallschalen 3 definiert wird, zu regulieren.
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Die
Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 umfasst außerdem eine
Reihe elektrische Heizeinheiten (nicht gezeigt), die auf adäquate Weise
längs der Ummantelung
der Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 angeordnet sind, die
von dem hohlen Metallkörper 8 und
den Injektoren 9 zum Joule-Aufheizen des Kunststoff in
der ganzen Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 gebildet wird.
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Anders
ausgedrückt,
die Ummantelung der Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 als
Ganzes ist in eine Anzahl unabhängiger
elektrisch erhitzter Abschnitte unterteilt, die jeweils eine elektrischen
Heizeinheit beherbergen und davon erhitzt werden, um das Kunststoffmaterial
in der Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 jederzeit in einem
flüssigen
oder halbfesten, hochviskosen Zustand zu halten.
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Die
Form 2, die Presse 5 und die Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 sind
in der Industrie allgemein verwendete Teile und werden daher nicht
ausführlich beschrieben.
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung umfasst die Kunststoffmaterialzufuhrleitung 6 außerdem eine
Plastifiziereinheit 10, der ein mehr oder weniger kontinuierlicher
Fluss von Kunststoffmaterial in Granulatform zugeführt wird,
das sie verflüssigt,
um einen kontinuierlichen Fluss von flüssigem oder halbfestem Kunststoff
direkt der Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 mit einem vorherbestimmten Druck
zuzuführen.
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Genauer
gesagt umfasst die Plastifiziereinheit 10 im Wesentlichen
einen Kunststoffmaterialeinfülltrichter 11,
in den das Kunststoffmaterial in Granulatform vorzugsweise, jedoch
nicht notwendigerweise von einem bekannten Druckluftförderer 12 entladen
wird; eine hohle Metallummantelung 13, in der eine vorzugsweise,
jedoch nicht notwendigerweise zylindrische Plastifizierkammer 13a ausgebildet
ist, die ein erstes Ende, das mit dem Boden des Einfülltrichters 11 verbunden
ist, um das Kunststoffmaterial in Granulatform mittels Schwerkraft
aufzunehmen, und ein zweites Ende aufweist, das direkt mit dem Einlass
der Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 verbunden ist; und
eine Reihe elektrische Heizeinheiten (nicht gezeigt), die auf adäquate Weise
in der hohlen Metallummantelung 13 zum Joule-Aufheizen
und zum Verflüssigen
des Kunststoffmaterials in Granulatform angeordnet sind, das der
Plastifizierkammer 13a zugeführt wird.
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Genauer
gesagt halten die elektrischen Heizeinheiten in der hohlen Metallummantelung 13 den Bereich
der hohlen Metallummantelung 13, der die Plastifizierkammer 13a umgibt,
bei einer Temperatur, die normalerweise zwischen 200°C und 300°C liegt und
unter allen Umständen
höher als
die Verflüssigungstemperatur
des Kunststoffmaterials in Granulatform, das der Plastifizierkammer 13a zugeführt wird,
und dann das Kunststoffmaterial in dem flüssigen oder halbfesten, hochviskosen
Zustand zu halten, in dem es auf die Beförderung zur Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 wartet.
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung umfasst die Plastifiziereinheit 10 außerdem eine
Mischschnecke 14, die zur Drehung um seine Längsachse
in der Plastifizierkammer 13a montiert ist und dahingehend
konstruiert ist, das Kunststoffmaterial in Granulatform in der Plastifizierkammer 13a aufzubrechen,
zu mischen und zu vermischen, um das Schmelzen zu unterstützen; und
einen Elektro- oder Hydromotor 15, der mechanisch mit der Mischschnecke 14 verbunden
ist, um die Mischschnecke 14 um ihre Längsachse zu drehen.
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Die
Mischschnecke 14 ist auch dahingehend konstruiert, während sie
sich um ihre Längsachse dreht,
das jetzt flüssige
Kunststoffmaterial in das zweite Ende der Plastifizierkammer 13a zu
drücken, von
der das flüssige
Kunststoffmaterial in die Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 fließt.
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Im
Gegensatz zu bekannten Kunststoffspritzgussmaschinen umfasst die
Maschine 1 außerdem
einen elektronisch gesteuerten Kreislauf zur Zufuhr von Spülmittelmischung 16,
der auf einen Befehl hin der Plastifizierkammer 13a der
Plastifiziereinheit 10 und/oder nur der Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 eine
vorgegebene Menge einer Spülmittelmischung zuführt, die
scheuernd wirkt und/oder die Viskosität des Kunststoffmaterials erheblich
verringern kann; und eine elektronische zentrale Steuereinheit,
die, wenn der Kunststoffmaterialtyp, der zum Produzieren der Kunststoffteile
verwendet wird, gewechselt wird, den Zufuhrkreislauf 16 dahingehend
steuert, eine vorgegebene Menge der Spülmittelmischung vollautomatisch
in die Plastifiziereinheit 10 und/oder in die Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 einzuspritzen
und die Menge der Mischung, die tatsächlich eingespritzt wird, genau
abzumessen.
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Genauer
gesagt wird die elektronische zentrale Steuereinheit, die den Zufuhrkreislauf 16 steuert,
in dem gezeigten Beispiel von der elektronischen zentralen Steuereinheit 17 der
Maschine definiert, die normalerweise dazu verwendet wird, die Injektoren 9 der
Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 zu steuern und gegebenenfalls
auch kontinuierlich die Stromversorgung jeder der Heizeinheiten
(nicht gezeigt) der Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 und
der Plastifiziereinheit 10 anzupassen.
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Die
Spülmittelmischung
ist eine in der Industrie allgemein verwendete chemische Substanz
und wird daher nicht ausführlich
beschrieben.
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung umfasst der Kreislauf zur Zufuhr von Spülmittelmischung 16 einen
Lagertank 18, der die gebrauchsfertige Spülmittelmischung
enthält;
eine Verbindungsrohrleitung 19, die den Lagertank 18 mit
der Plastifiziereinheit 10 verbindet, die dem Kunststoffmaterialeinfülltrichter 11 unmittelbar
nachgelagert ist; eine Umwälzpumpe 20 zum
Pumpen der Spülmittelmischung
entlang der Rohrleitung 19 vom Tank 18 zu der
Plastifiziereinheit 10 und ein elektrisch betriebenes Schaltventil 21,
das sich längs
der Verbindungsrohrleitung 19 befindet, um den Ablauf der
Spülmittelmischung
zu der Plastifiziereinheit 10 zu regulieren.
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Genauer
gesagt verbindet die Rohrleitung 19 in dem gezeigten Beispiel
den Boden des Lagertanks 18 mit der Leitung, die die Plastifizierkammer 13a der Plastifiziereinheit 10 mit
dem Kunststoffmaterialeinfülltrichter 11 verbindet,
und das Schaltventil 21 befindet sich am Ende der Verbindungsrohrleitung 19,
die unmittelbar der Leitung nachgelagert ist, die die Plastifizierkammer 13a der
Plastifiziereinheit 10 mit dem Kunststoffmaterialeinfülltrichter 11 verbindet.
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Der
Kreislauf zur Zufuhr von Spülmittelmischung 16 umfasst
außerdem
vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise einen Füllstandssensor 22 zum
Erfassen und Übermitteln
des Füllstands
der Spülmittelmischung
im Lagertank 18 an die elektronische zentrale Steuereinheit 17,
damit diese die Menge der Spülmittelmischung
im Lagertank 18 und die Menge der Spülmittelmischung, die Augenblick
für Augenblick
der Plastifizierkammer 13a der Plastifiziereinheit 10 zugeführt wird,
bestimmen kann.
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Der
Betrieb der Kunststoffspritzgussmaschine 1 ist leicht von
der obigen Beschreibung ableitbar, wobei keine weitere Erläuterung
erforderlich ist.
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Andererseits,
in Bezug auf den elektronisch gesteuerten Kreislauf zur Zufuhr von
Spülmittelmischung 16,
sorgt dieser dafür,
dass die exakte Menge der Spülmittelmischung
vollautomatisch eingespritzt wird, wobei keine Fachkräfte oder
keine Überwachung
durch Fachkräfte
erforderlich sind bzw. ist.
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Der
elektronisch gesteuerte Kreislauf zur Zufuhr von Spülmittelmischung 16 hat
offensichtlich zahlreiche Vorteile.
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Da
sie vollautomatisch eingespritzt wird, wird die Spülmittelmischung
viel genauer und exakt zum richtigen Zeitpunkt, wenn das Kunststoffmaterial
gewechselt wird, abgemessen, wobei kein direktes, fachmännisches,
manuelles Eingreifen erforderlich ist.
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Offensichtlich
können
an der Kunststoffspritzgussmaschine 1 Änderungen vorgenommen werden,
ohne jedoch vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Zum
Beispiel kann die Rohrleitung zur Zuleitung von Spülmittelmischung 19 den
Boden des Lagertanks 18 mit der Leitung verbinden, die
die Plastifizierkammer 13a der Plastifiziereinheit 10 mit
der Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 verbindet, um die Spülmittelmischung
in die Plastifiziereinheit 10 einzuspritzen, die der Plastifizierkammer 13a nachgelagert ist.
Alternativ kann das Zuleitungsrohr von Spülmittelmischung 19 sogar
den Boden des Lagertanks 18 direkt mit der Plastifizierkammer 13a der
Plastifiziereinheit 10 verbinden, um die Spülmittelmischung
direkt in die Plastifizierkammer 13a der Plastifiziereinheit 10 einzuspritzen.
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Das
Zuleitungsrohr von Spülmittelmischung 19 kann
offensichtlich sogar mit der Kunststoffmaterialzufuhrleitung 6,
direkt mit der Kunststoffeinspritzvorrichtung 7 verbunden
sein, die der Plastifiziereinheit 10 nachgelagert ist.