DE102008036115B4

DE102008036115B4 - Spritzgießvorrichtung mit einem Ventil

Info

Publication number: DE102008036115B4
Application number: DE102008036115.1A
Authority: DE
Inventors: Herbert Zeidlhofer; Franz Starzer
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2028-08-02
Also published as: AT504903A4; CN101376267A; DE102008036115A1; AT504903B1

Abstract

Spritzgießvorrichtung, umfassend: einen Extruder, insbesondere einen Einschneckenextruder, einen ersten und einen zweiten Einspritzzylinder, eine Einspritzdüse, zwei Leitungen pro Einspritzzylinder, durch die jeweils der erste und der zweite Einspritzzylinder mit dem Extruder und der Einspritzdüse verbindbar sind, und ein Ventil, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) zwei Stellungen aufweist, wobei in einer ersten Stellung des Ventils (6) eine der zwei Leitungen (5) des ersten Einspritzzylinders (1) als Füllkanal (9a) zum Befüllen des Einspritzzylinders (1) durch den Extruder (3) dient und eine der zwei Leitungen (5) des zweiten Einspritzzylinders (2) als Einspritzkanal (9b) für die Schmelze (7) vom Einspritzzylinder (2) in die Einspritzdüse (4) dient und in einer zweiten Stellung des Ventils (6) die andere der zwei Leitungen (5) des zweiten Einspritzzylinders (2) als Füllkanal (9a) zum Befüllen des Einspritzzylinders (2) durch den Extruder (3) dient und die andere der zwei Leitungen (5) des ersten Einspritzzylinders (1) als Einspritzkanal (9b) für die Schmelze (7) vom Einspritzzylinder (1) in die Einspritzdüse (4) dient.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Bekannt ist bereits eine Spritzgießmaschine aus der EP 1 350 611 A1 , die ebenfalls einen Extruder mit zwei Einspritzzylindern aufweist, welche allerdings pro Einspritzzylinder nur über eine Leitung verfügt. Die Schmelze, die im Extruder verflüssigt wird, wird durch diese Leitung in den Einspritzzylinder gepresst. Nach Umschalten eines Ventils in dieser Leitung wird die Schmelze durch Betätigen des Einspritzzylinders über die Einspritzdüse in die Formschließeinheit eingespritzt. Durch diese Art des Ablaufs des Spitzgießens bleibt im unmittelbar vor dem Einspritzzylinder liegenden Bereich der Leitung ein dauerhaftes Totvolumen von Schmelze bestehen. Für das Umschalten von Nachfüllen zu Einspritzen sind darüber hinaus bei dieser Art der Ausführung einer Spritzgießmaschine vier Ventile zum Umschalten vorgesehen.
Aus der DE 195 05 984 A1 ist eine Spritzgießmaschine bekannt, welche das Problem des Totvolumens beim Einspritzzylinder löst. Hierzu wird die Schmelze vom Extruder über eine lange Leitung in den hinteren Bereich des Einspritzzylinders befördert und durch Betätigen des Zylinders über eine separate Leitung in die Einspritzdüse befördert. Durch die Länge der Leitungen und die drei unabhängigen Ventile zeigt diese Offenlegungsschrift eine sehr aufwändige Ausführungsform einer Spritzgießmaschine.
In der DE 101 60 810 A1 wird ebenfalls eine Spritzgießmaschine mit einem Extruder und zwei Einspritzzylindern gezeigt, wobei in diesem Fall die Einspritzzylinder durch den Extruder über ein drehbares Ventil abwechselnd befüllt werden können. Hierbei entsteht ebenfalls kein Totvolumen. Ein großer Unterschied zur vorliegenden Patentanmeldung liegt allerdings darin, dass beide Einspritzzylinder eine separate Einspritzdüse aufweisen, wodurch auf zwei verschiedenen Formschließeinheiten spritzgegossen werden kann. Falls diese Einspritzzylinder in ein- und dieselbe Einspritzdüse einspritzen würden, wäre in der Zuführungsleitung zur Einspritzdüse mindestens ein zweites Ventil in den Schmelzeleitungen der Spritzgießvorrichtungen vorzusehen, was die Ausführung aufwändiger gestalten würde. Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Spritzgießvorrichtung bereitzustellen, bei der kein Totvolumen entsteht und die darüber hinaus möglichst einfach und wenig aufwändig in der Herstellung und in Betrieb ist.
Dies wird durch eine Spritzgießvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Generell besteht ein großer Vorteil einer solchen Spritzgießmaschine in den kurzen Zykluszeiten, die durch die zwei Einspritzzylinder auf der Spritzseite erreicht werden. Ebenfalls wird mit dieser Erfindung kein Material bzw. Schmelze in ein- und demselben Schmelzekanal hin- und hergeschoben, sondern durch zwei parallel angeordnete Kanäle pro Einspritzzylinder ein Totvolumen verhindert.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Ventil ein Drehventil ist, welches durch eine Drehung zwischen zwei Stellungen schaltbar ist. In diesem Zusammenhang ist allerdings zu erwähnen, dass auch andere Arten von Ventilen durchaus einsetzbar sind oder auch ein Drehschieber als Ventil dienen kann. In der ersten Stellung des Ventils wird ein erster Einspritzzylinder gefüllt während in der zweiten Stellung durch diesen Einspritzzylinder eingespritzt wird. Im Gegensatz dazu verläuft das Füllen und Einspritzen beim zweiten Einspritzzylinder umgekehrt zum Ablauf im ersten Einspritzzylinder.
Darüber hinaus sieht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung vor, dass das Ventil zwei, bei horizontaler Anordnung der Plastifizier- und Einspritzeinheit vorzugsweise übereinander angeordnete, Verbindungskanäle aufweist. Durch diese zwei separaten Verbindungskanäle bzw. Ausnehmungen im Ventil dient ein Verbindungskanal zur Füllung des Einspritzzylinders, während der andere Verbindungskanal zum Einspritzen durch einen zweiten Einspritzzylinder dient.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass das Ventil als Schiebeventil ausgebildet ist, welches durch Schieben zwischen zwei Stellungen schaltbar ist. Hierbei ist das Ventil vertikal verschiebbar.
Bei der eben genannten Ausführungsform kann das Schiebeventil vier bei horizontaler Anordnung der Plastifizier- und Einspritzeinheit übereinander angeordnete Verbindungskanäle aufweisen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:
1 einen Schnitt durch die oberen Leitungen,
2 einen Schnitt durch die unteren Leitungen,
3 einen senkrechten Schnitt durch das Ventil und alle Leitungen,
4a eine perspektivische Ansicht der Einspritzzylinder mitsamt Leitungen und Drehventil,
4b einen schematischen Schnitt durch die Einspritzzylinder und die Leitungen,
4c einen schematischen Aufbau des Ventils,
5 einen Schnitt durch die gesamte Einspritzvorrichtung,
6a einen senkrechten Schnitt durch das als Schiebeventil ausgeführte Ventil in der zweiten Stellung und
6b einen senkrechten Schnitt durch das als Schiebeventil ausgeführte Ventil in der ersten Stellung.
1 zeigt einen Teil der Einspritzvorrichtung 10 mit dem ersten Einspritzzylinder 1 und dem zweiten Einspritzzylinder 2, dem Extruder 3, der Einspritzdüse 4, dem Ventil 6 und den Leitungen 5a, 5c und 5e. In diesem Fall befindet sich das Ventil in der zweiten Stellung, wodurch der Füllkanal 9a für den zweiten Einspritzzylinder 2 durch die Extruderleitung 5e, den oberen Verbindungskanal 8a des Ventils 6 und der oberen Leitung 5c des zweiten Einspritzzylinders 2 gebildet wird. Diese Zeichnung zeigt den Einspritzzylinder 2 noch nicht mit Schmelze 7 gefüllt. Durch den kontinuierlich arbeitenden Extruder 3 mit elektrischem Antrieb 11 (hier nicht dargestellt) wird in der zweiten Stellung der Einspritzzylinder 2 kontinuierlich mit Schmelze 7 gefüllt und somit der Kolben 13 des Einspritzzylinder 2 zurückgedrückt. Die obere Leitung 5a des Einspritzzylinders 1 ist durch die Stellung des Ventils 6 abgeriegelt.
2 zeigt einen Schnitt durch die unteren Leitungen 5 der Einspritzvorrichtung 10 im selben Moment wie in 1, somit ist in diesem Fall ebenfalls die zweite Stellung ersichtlich. Hierbei wird der Einspritzkanal 9b durch die untere Leitung 5b des Einspritzzylinders 1, den unteren Verbindungskanal 8b des Ventils 6 und der Einspritzdüsenleitung 5f gebildet. Die untere Leitung 5d des Einspritzzylinders 2 ist durch die Stellung des Ventils abgeriegelt.
3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Spritzgießvorrichtung 10, wobei im linken Bereich der Einspritzzylinder 1, in der Mitte der Extruder 3 und im rechten Bereich der Einspritzzylinder 2 angeordnet ist. Im zentralen Bereich sind die parallel verlaufenden Leitungen 5 der beiden Einspritzzylinder 1 und 2 dargestellt. In diesem Fall befindet sich das Ventil 6 in der ersten Stellung, wodurch der Einspritzzylinder 1 über den oberen Verbindungskanal 8a und der oberen Leitung 5a mit Schmelze gefüllt wird, während über den Einspritzzylinder 2 die Schmelze durch die untere Leitung 5d und den unteren Verbindungskanal 8b und die Einspritzdüsenleitung 5f (nicht dargestellt) in die Einspritzdüse 4 (nicht dargestellt) gepresst wird. Im Ventil 6 sind die beiden Verbindungskanäle 8a und 8b, die separat voneinander ausgebildet sind und etagenförmig angeordnet sind, erkennbar. In dieser Stellung sind obere Leitung 5c und die untere Leitung 5b abgeriegelt. In jeder Stellung des Ventils 6 ist nur eine Leitung (5a oder 5b bzw. 5c oder 5d) der Einspritzzylinder 1 und 2 mit einem der beiden Verbindungskanäle 8a und 8b des Ventils 6 verbunden. Während ein Verbindungskanal 8a oder 8b des Ventils 6 einen Teil des Füllkanals 9a bildet, bildet der andere Verbindungskanal 8b oder 8a einen Teil des Einspritzkanals 9b. Zur besseren Anschaulichkeit dient die folgende Aufstellung:
Bezugszeichenliste

5a: obere Leitung des Einspritzzylinders 1
5b: untere Leitung des Einspritzzylinders 1
5c: obere Leitung des Einspritzzylinders 2
5d: untere Leitung des Einspritzzylinders 2
5e: Extruderleitung vom Extruder 3
5f: Einspritzdüsenleitung in Einspritzdüse 4
8a: oberer Verbindungskanal des Ventils 6
8b: unterer Verbindungskanal des Ventils 6
9a: Füllkanal
9b: Einspritzkanal

1. Stellung
Füllkanal 9a	5e	8a	5a
Einspritzkanal 9b	5d	8b	5f
2. Stellung
Füllkanal 9a	5e	8a	5c
Einspritzkanal 9b	5b	8b	5f

4a zeigt die beiden Einspritzylinder 1 und 2 mit den Leitungen 5 und dem Drehventil 6, wobei in diesem Fall die Funktion der oberen und unteren Leitungen genau konträr zu den vorher gezeigten Beispielen ist. In diesem Fall dient die rechte obere Leitung 5c als Einspritzkanal, während die linke untere Leitung 5b als Füllkanal für den Einspritzzylinder 1 dient. Generell können die Leitungen 5 auch nebeneinander angeordnet sein.
4b zeigt einen Schnitt durch die Leitungen aus 4a.
In 4c ist schematisch dargestellt, wie das Ventil 6 den Verbindungskanal und den Einspritzkanal trennt.
5 zeigt das Ventil 6, das in diesem Fall als Drehschieber ausgebildet ist, in der zweiten Stellung. Die Förderschnecke 12 des Extruders 3, kontinuierlich angetrieben durch den Elektromotor 11 im hinteren Bereich, befördert die Schmelze 7 in den Einspritzzylinder 2. Im selben Moment führt der Einspritzzylinder 1 das Einspritzen durch.
Das Umschalten des Ventils 6 erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform durch eine Drehung von 90° und während dem Plastifizieren des Extruders. Die Materialmenge in den Verbindungsleitungen bzw. Schmelzekanälen ist in einer bevorzugten Ausführungsform sehr gering (AA-Gehalt < 5 ppm).
In 6a und 6b ist eine Ausführungsform der Spritzgießvorrichtung dargestellt, bei der das Ventil 6 als Schiebeventil ausgeführt ist. Das Schiebeventil weist vier übereinander angeordnete Verbindungskanäle 8a und 8b auf. 6a zeigt hierbei das Schiebeventil in der zweiten Stellung, während 6b das Schiebeventil in der ersten Stellung zeigt. Bei dieser Ausführungsform der Spritzgießvorrichtung sind zwei obere Verbindungskanäle 8a und zwei unter Verbindungskanäle 8b vorgesehen, wobei – in Abhängigkeit der Stellung des Verntils – immer nur einer der beiden Verbindungskanäle 8a einen Teil des Füllkanals 9a und immer nur einer der beiden Verbindungskanäle 8b einen Teil des Einspritzkanals 9b bildet.

Claims

Spritzgießvorrichtung, umfassend: einen Extruder, insbesondere einen Einschneckenextruder, einen ersten und einen zweiten Einspritzzylinder, eine Einspritzdüse, zwei Leitungen pro Einspritzzylinder, durch die jeweils der erste und der zweite Einspritzzylinder mit dem Extruder und der Einspritzdüse verbindbar sind, und ein Ventil, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) zwei Stellungen aufweist, wobei in einer ersten Stellung des Ventils (6) eine der zwei Leitungen (5) des ersten Einspritzzylinders (1) als Füllkanal (9a) zum Befüllen des Einspritzzylinders (1) durch den Extruder (3) dient und eine der zwei Leitungen (5) des zweiten Einspritzzylinders (2) als Einspritzkanal (9b) für die Schmelze (7) vom Einspritzzylinder (2) in die Einspritzdüse (4) dient und in einer zweiten Stellung des Ventils (6) die andere der zwei Leitungen (5) des zweiten Einspritzzylinders (2) als Füllkanal (9a) zum Befüllen des Einspritzzylinders (2) durch den Extruder (3) dient und die andere der zwei Leitungen (5) des ersten Einspritzzylinders (1) als Einspritzkanal (9b) für die Schmelze (7) vom Einspritzzylinder (1) in die Einspritzdüse (4) dient.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) ein Drehventil ist, welches durch eine Drehung zwischen den zwei Stellungen schaltbar ist.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) zwei bei horizontaler Anordnung der Plastifizier- und Einspritzeinheit übereinander angeordnete Verbindungskanäle (8) aufweist.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) als Schiebeventil ausgebildet ist, welches durch das Schieben zwischen zwei Stellungen schaltbar ist.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) vier bei horizontaler Anordnung der Plastifizier- und Einspritzeinheit übereinander angeordnete Verbindungskanäle (8a, 8b) aufweist.