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Die vorliegende Erfindung betrifft, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben, eine Spritzgießmaschine mit einer feststehenden Formaufspannplatte, einer längs der Maschinenachse bewegbaren Formaufspannplatte, einer auf die bewegbare Formaufspannplatte wirkenden Schließeinheit und mindestens zwei Plastifizier- und Einspritzeinheiten, von denen eine erste dazu ausgelegt ist, durch einen Düsendurchbruch in der feststehenden Formaufspannplatte hindurch in ein dieser zugeordnetes Teilwerkzeug einzuspritzen, während die zweite Einspritzeinheit, deren Achse mit der Maschinenachse einen spitzen Winkel einschließt und deren Düse in der Einspritzposition der zweiten Einspritzeinheit entfernt von der Maschinenachse angeordnet ist, dazu ausgelegt ist, in ein der bewegbaren Formaufspannplatte zugeordnetes Teilwerkzeug einzuspritzen.
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Zur Herstellung von mehrere Komponenten umfassenden Spritzgießteilen sind mehrere Einspritzeinheiten aufweisende Spritzgießmaschinen bekannt, bei denen insbesondere, entsprechend dem gattungsgemäßen Aufbau, die beiden Einspritzeinheiten in unterschiedliche Teilwerkzeuge einspritzen können. Eine Spritzgießmaschine der gattungsgemäßen Art ist aus der
JP S61-185 424 A bekannt. Bei ihr ist die zweite Einspritzeinheit, die sich schräg über die feststehende Formaufspannplatte erstreckt, in einer Tragestruktur gelagert, welche um eine horizontal quer zur Maschinenachse verlaufende Achse schwenkbar ist. Die Düse der zweiten Einspritzeinheit kann auf diese Weise im Wesentlichen senkrecht von oben auf das auf der bewegbaren Formaufspannplatte aufgespannte Teilwerkzeug aufsetzen. Durch diese Gestaltung sind die Düsenanlagekräfte begrenzt, was sich in der Folge in begrenzten Einspritzdrücken niederschlägt.
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Es sind weiterhin Spritzgießmaschinen bekannt, bei denen die zweite Spritzeinheit vertikal ausgerichtet ist (vgl.
JP H10-058 479 A ) und von oben in das der feststehenden oder das der bewegbaren Formaufspannplatte zugeordnete Teilwerkzeug einspritzt. Problematisch bei diesen Spritzgießmaschinen ist insbesondere die Bauhöhe, aufgrund derer in der Praxis häufig die Unterbringung der betreffenden Spritzgießmaschine in einer bestehenden Halle scheitert.
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Eine weitere, als Zwei-Platten-Maschine ausgeführte Spritzgießmaschine mit zwei in unterschiedliche Teilwerkzeuge einspritzenden Einspritzeinheiten ist aus der
EP 1048431 A1 bekannt. Bei ihr ist die zweite Einspritzeinheit liegend angeordnet; sie steht der ersten Einspritzeinheit gegenüber und spritzt durch einen in der bewegbaren Formaufspannplatte angeordneten Düsendurchbruch hindurch in das dieser Platte zugeordnete Teilwerkzeug ein. Die zweite Einspritzeinheit ist auf einer mit der bewegbaren Formaufspannplatte verbundenen Konsole verschiebbar gelagert. Auch die
EP 794045 A1 offenbart eine vergleichbar aufgebaute Spritzgießmaschine.
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Nachteilig bei diesen bekannten Spritzgießmaschinen sind insbesondere die unerwünscht langen Zykluszeiten, für die maßgeblich die vergleichsweise großen, beim öffnen und Schließen der Form zu bewegenden Massen verantwortlich sind. Zum einen muß beim Öffnen und Schließen der Form die zweite Einspritzeinheit samt der sie tragenden Konsole über den gesamten Hub der bewegbaren Formaufspannplatte bewegt werden; ferner ist die bewegbare Formaufspannplatte infolge des erforderlichen, die statischen Verhältnisse beeinträchtigenden Düsendurchbruchs insgesamt schwerer auszuführen als bei Spritzgießmaschinen, bei denen auf einen Düsendurchbruch in der bewegbaren Formaufspannplatte verzichtet werden kann.
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Im Lichte des vorstehend gewürdigten Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießmaschine der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die sich bei hohen möglichen Einspritzdrücken auch der zweiten Einspritzeinheit durch eine niedrige Bauhöhe auszeichnet und mit der sich kurze Zykluszeiten erzielen lassen.
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Gelöst wird diese Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Spritzgießmaschine in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 dadurch, daß sich die zweite Einspritzeinheit über eine ortsfeste Tragstruktur, welche ein Verfahren der zweiten Einspritzeinheit längs ihrer Achse ermöglicht, auf dem Maschinenrahmen abstützt, wobei die bewegbare Formaufspannplatte samt dem auf ihr aufgespannten Teilwerkzeug in einer Formöffnungsposition der zweiten Einspritzeinheit an dieser vorbei bewegbar ist. Charakteristisch für die Spritzgießmaschinen nach der vorliegenden Erfindung ist somit insbesondere, daß die zweite Einspritzeinheit weder auf der Maschinenachse oder parallel zu dieser angeordnet, noch senkrecht zur Maschinenachse ausgerichtet ist, sondern daß vielmehr ihre Achse mit der Maschinenachse einen spitzen Winkel einschließt, der bevorzugt zwischen 15° und 60°, besonders bevorzugt zwischen 20° und 40° beträgt. Eine derartige Neigung der zweiten Einspritzeinheit zur Maschinenachse ermöglicht in Verbindung mit der randseitigen Positionierung der zweiten Einspritzeinheit, indem deren Düse in der Einspritzposition entfernt von der Maschinenachse angeordnet ist, daß bereits beim Ausheben der zweiten Einspritzeinheit mittels des zugeordneten Antriebs um ein vergleichsweise geringes Maß die bewegbare Formaufspannplatte samt des auf ihr aufgespannten Teilwerkzeugs zum Öffnen des Werkzeugs an der (ausgehobenen) zweiten Einspritzeinheit vorbei bewegt werden kann. In diesem Sinne ist unter der Angabe, wonach die Düse der zweiten Einspritzeinheit in deren Einspritzposition entfernt von der Maschinenachse angeordnet ist, nicht ein (beliebig geringer) Abstand der Düse zur Maschinenachse zu verstehen; vielmehr soll hierdurch zum Ausdruck kommen, daß die Düse der zweiten Einspritzeinheit in deren Einspritzposition so nahe der äußeren Kontur der bewegbaren Formaufspannplatte angeordnet ist, daß die bewegbare Formaufspannplatte keinen der zweiten Einspritzeinheit zugeordneten Düsendurchbruch aufzuweisen braucht.
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Um das Werkzeug zu öffnen, braucht in Anwendung der vorliegenden Erfindung somit nicht die zweite Einspritzeinheit gemeinsamen mit der bewegbaren Formaufspannplatte über deren gesamten Hub verschoben zu werden. Vielmehr kann, nachdem mit einem geringen zeitlichen Vorlauf die zweite Einspritzeinheit ausgehoben wurde, die bewegbare Formaufspannplatte samt des auf ihr aufgespannten Teilwerkzeugs an der zweiten Einspritzeinheit vorbei bewegt werden. Dabei braucht zu Beginn der Öffnungsbewegung des Werkzeugs die Aushubbewegung der zweiten Einspritzeinheit noch nicht einmal abgeschlossen zu sein, so daß im Sinne einer Minimierung der Zykluszeiten die Aushubbewegung der zweiten Einspritzeinheit und die Öffnungsbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte einander überlappen. Der geringe zeitliche Vorlauf für den Beginn der Aushubbewegung der zweiten Einspritzeinheit gegenüber dem Beginn der Öffnungsbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte berücksichtigt, daß in der Regel – durch entsprechende Auslegung des die Längsbewegung der zweiten Einspritzeinheit bewerkstelligenden Antriebs einerseits und der Schließeinheit der Spritzgießmaschine andererseits – die Öffnungsbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte mit einer größeren Geschwindigkeit erfolgt als die Aushebebewegung der zweiten Einspritzeinheit.
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Eine erste bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß in ihr ein Werkzeug aufgenommen ist, dessen der bewegbaren Formaufspannplatte zugeordnetes Teilwerkzeug in der Richtung, in der die zweite Einspritzeinheit gegenüber der Maschinenachse versetzt ist, über die bewegbare Formaufspannplatte übersteht. Dabei mündet der der zweiten Einspritzeinheit zugeordnete Angußkanal besonders bevorzugt in dem Überstand des entsprechenden Teilwerkzeugs gegenüber der bewegbaren Formaufspannplatte. Auch diese Gestaltung erweist sich im Hinblick auf möglichst kurze Zykluszeiten als besonders vorteilhaft, denn sie gestattet, die zeitliche Verzögerung des Beginns der Öffnungsbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte gegenüber dem Beginn des Aushebens der zweiten Einspritzeinheit zu minimieren. Zudem braucht die bewegbare Formaufspannplatte in diesem Falle noch nicht einmal eine randseitige Ausnehmung für die zweite Einspritzeinheit aufzuweisen, was sich im Hinblick auf die Statik der bewegbaren Formaufspannplatte und somit auf deren Masse günstig auswirkt.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei zweite Einspritzeinheiten in Tandemanordnung in derselben Tragstruktur gelagert vorgesehen sind. Im Rahmen dieser Weiterbildung können die beiden zweiten Einspritzeinheiten, was die Möglichkeit des Aushebens angeht, durch entsprechende Ausführung der zugeordneten Antriebe wahlweise gekoppelt oder aber unabhängig voneinander sein. Die beiden zweiten Einspritzeinheiten können dabei parallel zueinander ausgerichtet sein; zwingend ist dies jedoch nicht, da die beiden Einspritzeinheiten mit gleichem Vorteil beispielsweise auch zueinander konvergierend ausgeführt sein können.
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Die vorliegende Erfindung läßt sich in gleicher Weise bei in Zwei-Platten-Bauweise wie auch bei in Drei-Platten-Bauweise ausgeführten Spritzgießmaschinen umsetzen.
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Besonders bevorzugt ist dabei allerdings eine Ausführung in Drei-Platten-Bauweise, wobei die Tragstruktur für die zweite Einspritzeinheit zwei sich auf der feststehenden Formaufspannplatte und der Endplatte abstützende Traversen umfaßt. Hierdurch ergibt sich ein unter statischen Gesichtspunkten besonders günstiger Aufbau der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine. Namentlich gilt dies, wenn die zweite Einspritzeinheit obenliegend angeordnet ist, so daß die bewegbare Formaufspannplatte unter ihr her bewegt werden kann. Eine solche obenliegende Anordnung der zweiten Einspritzeinheit ist indessen keineswegs zwingend. Vielmehr läßt sich die vorliegende Erfindung in gleicher Weise mit (mindestens) einer seitlich angeordneten zweiten Einspritzeinheit realisieren. Eine solche Anordnung der zweiten Einspritzeinheit kann sich namentlich dann als günstig erweisen, wenn im Hinblick auf die aus dem zu fertigenden Spritzgießteil abgeleiteten spezifischen Anforderungen an die Spritzgießmaschine zwei seitlich angeordnete, einander gegenüberliegende zweite Einspritzeinheiten vorgesehen werden. Eine solche seitliche Anordnung der zweiten Einspritzeinheiten führt im übrigen zu einer Spritzgießmaschine mit einer besonders geringen Bauhöhe.
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Lediglich der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäß vorgesehene schräggestellte Anordnung der zweiten Einspritzeinheit nicht ausschließt, daß eine dritte, im wesentlichen vertikal ausgerichtete Einspritzeinheit vorgesehen ist, die ebenfalls dazu ausgelegt ist, von oben in ein der bewegbaren Formaufspannplatte zugeordnetes Teilwerkzeug einzuspritzen. Bei einer solchen Ausgestaltung wird zwar der eingangs erläuterte, durch die vorliegende Erfindung ermöglichte Vorteil einer geringen Bauhöhe der Spritzgießmaschine aufgegeben. Indessen gestattet diese Ausführung die besonders günstige Unterbringung einer entsprechend großen Anzahl von Einspritzeinheiten, sofern dies im Hinblick auf das spezifische zu fertigenden Spritzgießteil erforderlich ist.
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Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
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1 die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Baugruppen einer in Drei-Platten-Bauweise ausgeführten Spritzgießmaschine bei geschlossener bewegbarer Formaufspannplatte in perspektivischer Ansicht,
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2 einen Vertikalschnitt durch die Spritzgießmaschine nach 1,
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3 die Spritzgießmaschine nach den 1 und 2 bei offener bewegbarer Formaufspannplatte in perspektivischer Ansicht und
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4 einen Vertikalschnitt durch die Spritzgießmaschine nach 3.
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Eine Spritzgießmaschine mit dem in der Zeichnung veranschaulichten Aufbau umfaßt in als solches bekannter Weise eine feststehende Formaufspannplatte 1 und eine bewegbare Formaufspannplatte 2, welche den Werkzeugeinbauraum 3 begrenzen, sowie eine Endplatte 4. Diese ist mit der feststehenden Formaufspannplatte 1 über vier Holme 5, auf denen die bewegbare Formaufspannplatte 2 geführt ist, verbunden. Auf die bewegbare Formaufspannplatte 2 wirkt eine Schließeinheit, auf deren Darstellung in Anbetracht dessen, daß sie in jeder als solches bekannten Weise ausgeführt sein kann, verzichtet wurde. Entsprechendes gilt für die der feststehenden Formaufspannplatte 1 zugeordnete erste Einspritzeinheit, welche dazu bestimmt ist, durch den mittig in der feststehenden Formaufspannplatte 1 angeordneten Düsendurchbruch 6 hindurch in das zugeordnete ebenfalls nicht dargestellte – Teilwerkzeug einzuspritzen.
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Auf der feststehenden Formaufspannplatte 1 und der Endplatte 4 stützen sich zwei Traversen 7 ab. Diese sind Teil einer Tragstruktur 8 für zwei obenliegende, zweite Einspritzeinheiten 9 und 10; sie sind mit den genannten Platten mittels geeigneter Montageplatten 22 fest verbunden. Die Tragstruktur 8 umfaßt desweiteren einen mit den beiden Traversen 7 fest verbundenen Rahmen 11. Dieser trägt zwei Führungen 12 und 13, von denen jede jeweils eine der beiden zweiten Einspritzeinheiten 9 und 10 längs ihrer jeweiligen Achse 14 verschiebbar (s. u.) aufnimmt.
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Die beiden in Tandemanordnung nebeneinander angeordneten, in derselben Tragstruktur 8 gelagerten zweiten Einspritzeinheiten 9 und 10 sind dergestalt geneigt angeordnet, daß ihre Längsachsen 14 mit der Maschinenachse 15 jeweils einen Winkel von 30° einschließen. Sie sind über die zugeordneten Führungen 12 bzw. 13 in dem Rahmen 11 längs ihrer jeweiligen Achse 14 zwischen einer Einspritzposition und einer Formöffnungsposition (s. u.) verschiebbar geführt; hierzu sind hydraulisch betätigbare Antriebseinheiten 16 vorgesehen, die sich einerseits am Rahmen 11 und andererseits an der betreffenden zweiten Einspritzeinheit 9 bzw. 10 abstützen. Der konstruktive Aufbau der beiden übereinstimmend gestalteten Einspritzeinheiten 9 und 10 entspricht im übrigen dem hinlänglich bekannten Stand der Technik, so daß insoweit auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet werden kann.
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In der Zeichnung ist schematisch ein auf der bewegbaren Formaufspannplatte 2 aufgespanntes Teilwerkzeug 17 veranschaulicht. Dieses Teilwerkzeug 17 steht nach oben über die bewegbare Formaufspannplatte 2 über und erstreckt sich auf diese Weise in den Raum zwischen den beiden Traversen 7 hinein. Die zum Zusammenwirken mit den beiden zweiten Einspritzeinheiten 9 und 10 bestimmten Angußkanäle münden dabei in dem Überstand 18 des Teilwerkzeugs 17 über die bewegbare Formaufspannplatte 2, und zwar im Bereich von angrenzend an den oberen Rand 19 angeordneten Anlageflächen 20, die jeweils senkrecht stehen auf der Achse 14 der zugeordneten Einspritzeinheit 9 bzw. 10.
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In den 1 und 2 ist die Einspritzeinheit 9 in ihrer Einspritzposition gezeigt, in der die Düse 21 an der zugeordneten Anlagefläche 20 anliegt. Die Einspritzeinheit 10 ist demgegenüber in 1 in ihrer ausgehobenen Formöffnungsposition gezeigt. Die 3 und 4 zeigen beide zweiten Einspritzeinheiten 9 und 10 in der Formöffnungsposition, in der die bewegbare Formaufspannplatte 2 samt dem auf ihr aufgespannten Teilwerkzeug 17 zu Öffnen des Werkzeugs unter ihnen her bewegt werden kann.
