DE10325568A1

DE10325568A1 - Heißläufersystem

Info

Publication number: DE10325568A1
Application number: DE2003125568
Authority: DE
Inventors: Peter Lichtinger
Original assignee: Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: KraussMaffei Technologies GmbH
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: DE10325568B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heißläufersystem zum Transferieren von Schmelze aus einer Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine oder eines Spritzgieß-Compounders zu mindestens zwei Formwerkzeugen, das eine Verteilereinheit mit einem Ventilsystem zum Verteilen der Schmelze auf die verschiedenen Formwerkzeuge umfasst und mindestens zwei temperierbaren Heißläuferarme mit Heißläuferdüsen, über die die Schmelze von der Verteilereinheit zu den Formwerkzeugen geleitet wird. DOLLAR A Bislang waren solche Heißläufersysteme stets wenig flexibel im Einsatz, auch war es nicht möglich, mit diesen mehrere Werkzeuge gleichzeitig mit Schmelze zu befüllen. DOLLAR A Diese Nachteile werden durch das Vorsehen einer Trägervorrichtung behoben, die die Heißläuferarme mit Heißläuferdüsen und die Verteilereinheit trägt und die gegenüber den Formwerkzeugen verfahrbar und an diese ankoppelbar ausgeführt ist, und dadurch, dass das Ventilsystem der Verteilereinheit in zumindest drei verschiedene Stellungen schaltbar ist, so dass wahlweise eines der Formwerkzeuge oder zumindest zwei Formwerkzeuge gleichzeitig mit der Einspritzeinheit verbindbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heißläufersystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 22.

Aus der DE 689 21 902 T2 ist eine Spritzgießmaschine mit einem einzigen Maschinenrahmen bekannt, in dem wenigstens zwei Formwerkzeuge von einer Mehrzahl von bewegbaren Platten gehalten werden. Von einer Einspritzeinrichtung wird aufgeschmolzener Kunststoff der Reihe nach wahlweise in die verschiedenen Formwerkzeuge gefördert. Hierbei ist der Zufuhrkanal für die Schmelze in einem Verteilerblock vorgesehen, der in einer bewegbaren Mittelplatte eingesetzt ist, die auf jeder Seite eine Formhälfte der Formwerkzeuge trägt. In dem Verteilerblock ist eine Ventileinrichtung vorgesehen, mittels derer die Kunststoffschmelze wahlweise zu einer ersten und zu einer zweiten Form geleitet werden kann. Die bewegbare Mittelplatte wird von Führungsstangen getragen und weist ein Heißkanalsystem auf. Bei jeder Öffnungs- und Schließbewegung der Formen muss die bewegbare Mittelplatte mit dem Verteilerblock bewegt werden, wobei sie von der Einspritzeinrichtung bzw. einer diese versorgenden Plastifiziereinheit abgekoppelt und entfernt wird.

Diese Vorrichtung ist im Betrieb sehr aufwendig, da der Verteilerblock bei jedem Öffnungs- bzw. Schließvorgang mitbewegt werden muss, und so die Verbindung zur Einspritzeinheit bzw. zur Plastifiziereinheit nicht dauerhaft hergestellt werden kann. Es muss also eine Abschließvorrichtung für die Einspritzeinheit und/oder die Plastifiziereinheit vorgesehen werden, um unerwünschtes Austropfen von heißer Schmelze zu vermeiden. Auch ist es nicht möglich, mehrere Formwerkzeuge gleichzeitig zu befüllen, was insbesondere aufgrund der ständig steigenden Plastifizierleistung der eingesetzten Plastifiziereinheiten von Interesse ist. Des weiteren erlaubt es die beschriebene Vorrichtung nicht, während des Befüllens des einen Formenwerkzeugs an dem anderen Formenwerkzeug eventuelle Instandsetzungs- oder Austauscharbeiten vorzunehmen, da sich beide Formwerkzeuge innerhalb einer einzigen Schließeinheit befinden, die bei jedem Einspritzvorgang geöffnet und geschlossen werden muss.

Aus der DE 41 30 002 C1 ist eine Verteilerweiche für Strangpressen und Spritzgießmaschinen bekannt, mit der es möglich ist, jeweils ein erstes oder ein zweites angeschlossenes Verarbeitungsaggregat mit Kunststoffschmelze zu versorgen. Diese Verteilerweiche umfasst ein Verteilerweichengehäuse und ein Zulieferaggregat sowie ein senkrecht zur Förderrichtung des in einem Verbindungskanal des Verteilerweichengehäuses fließenden Kunststoffes verschiebbaren und in einer Gehäusebohrung saugenddicht angeordneten Bolzen, der zwei in Verschieberichtung aufeinanderfolgend angeordnete Durchflusskanäle aufweist, über die in Abhängigkeit von der Bolzenstellung jeweils das erste oder das zweite Verarbeitungsaggregat mit Schmelze beschickt werden kann. Die vorgestellte Verteilerweiche ist fest mit dem Zulieferaggregat sowie mit den nachfolgenden Verarbeitungsaggregaten verbunden. Dadurch ist die Verteilerweiche unflexibel in der Handhabung, insbesondere ergeben sich Schwierigkeiten beim Reinigen der Durchflusskanäle. Außerdem fehlt die Möglichkeit, mehrere Formwerkzeuge gleichzeitig zu befüllen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein flexibel einsetzbares Heißläufersystem vorzustellen, das mit verschiedenen Formwerkzeuganordnungen betrieben werden kann, wobei mehrere Formwerkzeuge entweder gleichzeitig oder aber wahlweise von einer Einspritzeinheit mit Kunststoffschmelze versorgt werden können. Zudem wird großer Wert auf eine einfache Handhabung sowie gute Reinigungsmöglichkeiten gelegt.

Diese Aufgabe wird von einem Heißläufersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 22 gelöst.

Das erfindungsgemäße Heißläufersystem dient dem Transferieren von Schmelze aus einer Einspritzeinheit zu mindestens zwei Formwerkzeugen, deren beide Formwerkzeughälften in geschlossenem Zustand jeweils eine Formkavität bilden, in der ein Formstück geformt wird. Als Einspritzeinheit können beispielsweise eine Schneckenspritzgießmaschine zum Einsatz kommen, die sowohl die Plastifizierung des eingefütterten Kunststoffgranulats als auch das Einspritzen übernimmt, oder eine Kolbenein spritzeinheit einer Plastifiziereinheit, die als Compounder ausgebildet sein kann. In einem Inmoldcompounder können der Schmelze Zusatzstoffe wie beispielsweise Glasfasern oder Holzspäne zugesetzt werden, wobei die Schmelze vor dem Einspritzen häufig in einer Kolbeneinspritzeinheit zwischengespeichert wird.

Das Heißläufersystem weist mindestens eine Verteilereinheit auf, in die die Schmelze von der Einspritzeinheit eingespeist wird, und die ein Ventilsystem umfasst, über das die Schmelze auf die verschiedenen Formwerkzeuge verteilt werden kann, sowie mindestens zwei temperierbare Heißläuferarme, die in Heißläuferdüsen enden, über die die Schmelze von der Verteilereinheit zu den Formwerkzeugen geleitet werden kann. Erfindungsgemäß umfasst das Heißläufersystem zudem eine Trägervorrichtung, die die Heißläuferarme mit den Heißläuferdüsen und die Verteilereinheit trägt und die gegenüber den Formwerkzeugen verfahrbar und an diese ankoppelbar ausgeführt ist, und das Ventilsystem der Verteilereinheit ist in zumindest drei verschiedene Stellungen schaltbar, so dass wahlweise eines der Formwerkzeuge oder zumindest zwei Formwerkzeuge gleichzeitig mit der Einspritzeinheit verbindbar sind.

Durch das Vorsehen der Trägervorrichtung lässt sich das Heißläufersystem sehr flexibel einsetzen, da es einfach von den Formwerkzeugen wegfahrbar ist. Dies ist beispielsweise beim Anfahren einer Produktionslinie mit Plastifizier- und Einspritzeinheit, Heißläufersystem und mindestens zwei Formwerkzeugen von Vorteil, wenn das komplette Heißläufersystem mit den zumindest beiden Heißläuferarmen und angekoppelten Düsen gereinigt werden muss. Bei der Reinigung, dem sogenannten Freispritzen, werden durch das Durchleiten von neu zugeführter Schmelze alte Kunststoffreste ausgespült. Das Freispritzen erfolgt üblicherweise solange, bis keine weiteren alten Kunststoffreste in der ausgetragenen Schmelze vorhanden sind und nur noch neue hochwertige Schmelze nachgeliefert wird. Durch die Verfahrbarkeit der Trägervorrichtung kann dieses Freispritzen nicht nur direkt über die – eventuell geöffneten – Formwerkzeuge, sondern auch beabstandet von diesen in einer sogenannten Freispritzposition in geeignete Aufnahmebehälter erfolgen. Hierbei kommt auch das Ventilsystem der Verteilereinheit vorteilhaft zum Einsatz, da wahlweise entweder ein Heißläuferarm mitsamt Düse oder aber auch die mindestens beiden Heißläuferarme samt Düsen gleichzeitig gereinigt und freigespritzt werden können.

Die Trägervorrichtung des Heißläufersystems kann unterschiedlich ausgebildet werden. So ist es beispielsweise möglich, eine horizontale Trägerplatte mit einer vertikalen Trägerplatte zu verbinden, wobei die horizontale Trägerplatte Mittel zum Verfahren, wie Rollen oder ähnliches aufweist, die vertikale Trägerplatte die horizontale gegenüber den Formwerkzeugen abschließt und die Verteilereinheit zwischen horizontaler und vertikaler Trägerplatte im wesentlichen mittig zu beiden gelagert ist. Die Schmelze wird von der Einspritzeinheit über einen bevorzugt horizontalen Zufuhrkanal der Verteilereinheit zugeführt und in dieser wahlweise aufgeteilt auf die mindestens zwei verschiedenen Heißläuferarme. Diese Heißläuferarme weisen Mittel zum Temperieren, wie ein elektrisch ansteuerbares Heizband auf, und umfassen beispielsweise parallel zur vertikalen Trägerplatte von der Verteilereinheit nach außen verlaufende Heißläuferbalken auf, die in an der vertikalen Trägerplatte befestigten Umlenkeinheiten verschieblich gelagert enden. Die verschiebliche Lagerung beispielsweise in einer Tauchdüse mit Labyrinthdichtung ist notwendig, um eine Wärmeausdehnung der Heißläuferbalken abzufangen. In den Umlenkeinheiten wird die Strömungsrichtung der Schmelze ein weiteres Mal umgelenkt, so dass diese über die vertikale Trägerplatte durchsetzende und in Heißläuferdüsen endende Heißläuferbalken frontal in die Formwerkzeuge eingespritzt werden kann.

Die Trägervorrichtung kann beispielsweise auch aus einem verfahrbaren Mittelblock bestehen, der die Verteilereinheit umfasst und eine Strömungsverbindung zwischen dieser und der Einspritzeinheit herstellt, und an den im wesentlichen rechtwinklig ausgebildete Heißläuferarme mit Heißläuferdüsen angeflanscht sind, die den Einspritzdüsen der Formwerkzeuge führen, wo sie durch eine entsprechend gewählte Düsenform automatisch justiert werden. Ein ausreichender Anpressdruck kann beispielsweise durch einen Verriegelungs- bzw. Anpressmechanismus zwischen den einzelnen Heißläuferdüsen und den mindestens zwei Formwerkzeugen aufgebracht werden.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Trägervorrichtung unabhängig von den Formwerkzeugen und/oder von der Einspritzeinheit verfahrbar ist, da man dadurch bei allen Einrichtungsarbeiten und insbesondere beim Inbetriebnehmen einer Produktionslinie flexibel ist und die einzelnen Einheiten jeweils separat voneinander bedienen kann.

Vorteilhafterweise wird eine Führungsvorrichtung vorgesehen, auf der die Trägervorrichtung geführt verfahren werden kann, und die beispielsweise als eine Art Schienensystem ausgebildet sein kann. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Verfahrbewegung der Trägervorrichtung exakt und formschlüssig erfolgt, so dass sie im Einspritzprozess korrekt mit der Einspritzeinheit und dem bzw. den Formwerkzeugen koppelt.

Das Heißläufersystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einer einzigen Schließeinheit, an der mindestens zwei Formwerkzeuge vorgesehen sind, eingesetzt werden. Diese Formwerkzeuge können parallel zwischen zwei Formaufspannplatten dieser Schließeinheit vorgesehen sein, jede Formaufspannplatte der Schließeinheit trägt also mindestens zwei Formwerkzeughälften, die mit den Formwerkzeughälften der gegenüberliegenden Formaufspannplatte jeweils eine Formkavität bilden. Es ist aber auch möglich, die mindestens zwei Formwerkzeuge in Etagen-Anordnung innerhalb einer Schließeinheit vorzusehen. Bei dieser Anordnung ist eine Art Mittelplatte erforderlich, die jeweils eine Formwerkzeughälfte des ersten und zweiten Formwerkzeuges trägt.

Generell ist es aber auch möglich, mit dem erfindungsgemäßen Heißläufersystem mindestens zwei Formwerkzeuge zu versorgen, die in mindestens zwei separaten Schließeinheiten angeordnet sind. Hierbei können die mindestens zwei separaten Schließeinheiten jeweils ein Formwerkzeug tragen oder aber wieder jeweils mindestens zwei Formwerkzeuge in Parallel- oder Etagen-Anordnung aufweisen. Der Vorteil bei der Verwendung von mindestens zwei separaten Schließeinheiten liegt darin, dass an einer separaten Schließeinheit Wartungs- und Umrüstarbeiten ausgeführt werden können, während mit der anderen Schließeinheit kontinuierlich weiterproduziert wird. Diese zeitsparende und effektive Produktionsweise wird durch den Einsatz des Ventilsystems der Verteilereinheit des Heißläufersystems möglich.

Die Trägervorrichtung wird vorteilhaft außerhalb der einen oder mehreren Schließeinheiten angeordnet, was ihre separate Bedienbarkeit und die Flexibilität der Anordnung noch weiter erhöht, da so keine feste Kopplung mit der oder den Schließeinheiten vorliegt, sondern diese nur im Bedarfsfall, also beispielsweise während eines Einspritzvorganges, hergestellt werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Trägervorrichtung im wesentlichen parallel zur Bewegung der Formwerkzeuge verfahrbar. Die Bewegung der Formwerkzeuge entspricht üblicherweise der Öffnungs- und Schließbewegung der sie tragenden Schließeinheiten, so dass die Trägervorrichtung entlang dieser Richtung an das Formwerkzeug herangeführt und angekoppelt wird. Die Ankopplung kann hierbei unmittelbar an den Formwerkzeugen bzw. jeweils einer Formwerkzeughälfte erfolgen oder aber mittelbar die die Formwerkzeughälfte tragende Formaufspannplatte, wobei man bevorzugt an die feststehende Formaufspannplatte koppelt. Im Fall der parallelen Verfahrbewegung wird die Einspritzeinheit gewöhnlich in der Verlängerung dieser Richtung auf der dem Formwerkzeug abgewandten Seite der Trägervorrichtung angeordnet sein.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Trägervorrichtung im wesentlichen senkrecht zur Formwerkzeugbewegungsrichtung verfahrbar anzuordnen. Diese Ausgestaltung ist beispielsweise bei der Versorgung von mindestens zwei Formwerkzeugen, die in Etagen-Anordnung in einer Schließeinheit gehaltert sind, von Vorteil. Hier wird die Trägervorrichtung des Heißläufersystems erst nach erfolgtem Schließen der Schließeinheit von der Seite an die Formwerkzeuge bzw. jeweils eine Formwerkzeughälfte herangefahren und koppelt an diese. Aus Gründen eines bezüglich der Schließkraft gleichmäßigen Einspritzen ist es in diesem Fall von Vorteil, wenn die jeweils kontaktierten Formwerkzeughälften selbst noch einen, möglicherweise temperierbaren Einspritzkanal aufweisen, so dass gewährleistet ist, dass die Schmelze im wesentlichen mittig in die von den Formwerkzeughälften gebildeten Formkavitäten eintritt. Die Heißläuferdüsen koppeln an diese Einspritzkanäle. Bei dieser Ausgestaltungsform kann es vorgesehen sein, dass auch die Einspritzeinheit senkrecht zur Formwerkzeugbewegungsrichtung verfahrbar ist.

Generell ist es vorteilhaft, die Führungsvorrichtung für die Trägervorrichtung des Heißläufersystems auf einem Maschinenbett der Einspritzeinheit anzuordnen, da so vorhandene Ressourcen optimal genutzt werden können. Besonders bevorzugt wird eine gemeinsame Führungsvorrichtung sowohl für die Einspritzeinheit als auch für die Trägervorrichtung vorgesehen. In diesem Fall bietet es sich an, die Trägervorrichtung während des Betriebs mit der Einspritzeinheit beispielsweise über entfernbare Schellen oder Schrauben zu verbinden, und mit dieser gemeinsam zu verfahren. Hierdurch gestaltet sich die Handhabung während der Produktion besonders einfach, da das Heißläufersystem und die Einspritzeinheit eine Einheit bilden, die gegen die Formwerkzeuge verfahrbar ist, und dort während des Produktionszyklus möglichst angekoppelt bleibt.

Für Einrichtungsarbeiten bei der Inbetriebnahme und ähnliche Vorgänge ist es dennoch von Vorteil, eine eigene hydraulische oder elektrische Antriebseinheit für das Verfahren der Trägervorrichtung vorzusehen. Zur Bedienung dieser Antriebseinheit kann entweder ein eigenes Bedienmanual vorgesehen sein, bevorzugt aber wird diese Funktion von einer Bedieneinheit der Einspritzeinheit zu bedienen sein.

Eine Kopplung der Trägervorrichtung mit den Formwerkzeugen, die einen gewissen für den Einspritzvorgang erforderlichen Anpressdruck zwischen den Heißläuferdüsen und den Formwerkzeugen aufbringt ist während des Einspritzvorgangs notwendig, um ein präzises Einspritzen zu gewährleisten. Vorteilhaft werden hierfür ansteuerbare Verriegelungs- oder Spannelemente vorgesehen. Diese Verriegelungs- oder Spannelemente werden bevorzugt hydraulisch elektrisch oder mechanisch angesteuert, die Bedienung kann wiederum bevorzugt über eine Bedieneinheit der Einspritzeinheit erfolgen. Derartige Verriegelungs- oder Spannelemente sind beispielsweise von Formwerkzeugwechseleinrichtungen bekannt.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Verriegelungs- oder Spannelemente an der oder den Formwerkzeugaufspannplatten der einen oder mehreren Schließeinheiten vorgesehen, die jeweils mindestens eine Formwerkzeughälfte der mindestens zwei Formwerkzeuge tragen. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, das Andocken der Trägervorrichtung an die festen Formwerkzeugaufspannplatten vorzusehen, da hierdurch eine stärkere und häufigere Bewegung der Trägervorrichtung und der zumindest während des Einspritzvorganges an diese angekoppelten Einspritzeinheit vermieden wird.

Die Verriegelungs- oder Spannelemente können aber auch direkt and den Formwerkzeughälften vorgesehen sein, was insbesondere bei einem seitlichen Andocken der Trägervorrichtung an die Formwerkzeuge, beispielsweise bei einer Etagen-Anordnung dieser, von Vorteil sein kann. Ebenso ist es möglich, die Verriegelungs- oder Spannelemente an der Trägervorrichtung anzubringen, so dass sie mit in den Formwerkzeugen oder den Formaufspannplatten vorhandenen Gegenstücken koppeln können.

Das Ventilsystem des erfindungsgemäßen Heißläufersystems ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass es einen in seiner Axialrichtung verschieblich und dichtend gelagerten Multifunktionsbolzen umfasst, der durch Verschieben in verschiedene axial beabstandete Stellungen schaltbar ist, die wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen einem Zufuhrkanal von der Einspritzeinheit mit einem oder mehreren der Heißläuferarme herstellen, über die die Schmelze dann in eines oder mehrere der mindestens zwei Formwerkzeuge geleitet wird. Dieser Multifunktionsbolzen ist bevorzugt senkrecht zu dem Zufuhrkanal der Schmelze verfahrbar. Die Strömungsverbindung zwischen dem Zufuhrkanal und dem bzw. den Kanälen der Heißläuferarme erfolgt bevorzugt senkrecht zu seiner Längsachse und kann beispielsweise durch eine Ausnehmung entlang des Umfangs des Bolzens gebildet werden, oder aber auch durch in den Bolzen eingearbeitete Verbindungsbohrungen. Je nachdem, in welcher axialen Position sich der Multifunktionsbolzen befindet, können so wahlweise nur ein Formwerkzeug oder aber mehrere Formwerkzeuge gleichzeitig mit Schmelze von der Einspritzeinheit befüllt werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Multifunktionsbolzen in eine weitere Stellung, die sogenannte Freispritzstellung schaltbar, in der eine direkte Strömungsverbindung zwischen dem Zufuhrkanal der Einspritzeinheit und einem Depot oder einem Auffangbehälter herstellbar ist. Beim Anfahren einer Einspritzeinheit ist die anfänglich produzierte Schmelze üblicherweise qualitativ weniger hochwertig, da das System noch nicht eingefahren ist, so dass diese Schmelze nicht verarbeitet, sondern sofort über die Freispritzstellung entsorgt wird. Der Vorteil hierbei ist, dass die Schmelze entladen wird ohne die Heißläuferarme zu passieren, so dass diese keine zusätzliche Verschmutzung erfahren. In der Freispritzstellung ist der Multifunktionsbolzen bevorzugt in einer axialen Endstellung, und eine Bohrung durchsetzt ihn, die den Zufuhrkanal in dieser Stellung durch den Multifunktionsbolzen nach unten ins Freie an eine Stirnfläche des Bolzens führt. Unter dieser Stirnfläche wird dann der Auffangbehälter vorgesehen. Hierbei ist es vorteilhaft, die Bewegungsrichtung des Multifunktionsbolzens im wesentlichen senkrecht vorzusehen, so dass die Schmelze aufgrund der Schwerkraft von der Stirnfläche des Bolzens in den Auffangbehälter gelangt. Vorteilhafterweise ist in der Trägervorrichtung im Bereich des Multifunktionsbol zens eine Ausnehmung vorgesehen, so dass der Auffangbehälter im Bereich des Maschinenbettes vorgesehen werden kann.

Zum Verfahren des Multifunktionsbolzens können elektrische, hydraulische oder mechanische Mittel vorgesehen sein, seine Ansteuerung erfolgt bevorzugt über das Bedienmanual der Einspritzeinheit, wobei jedoch auch ein separates Bedienmanual vorgesehen sein kann. Um den Multifunktionsbolzen exakt in die verschiedenen Schaltstellungen verfahren zu können, ist vorteilhafterweise ein Wegaufnehmersystem vorgesehen, um seine Lage exakt zu bestimmen. Zusätzlich kann zum Erreichen einer noch höheren Lagepräzision ein Riegelsystem verwendet werden.

Die Verteilereinheit ist bevorzugt regelbar temperierbar ausgebildet, so dass es zu keiner stärkeren Abkühlung der Schmelze während des Durchtritts durch die Verteilereinheit kommen kann. Diese Temperierung erfolgt vorteilhafterweise elektrisch. Der Multifunktionsbolzen selbst ist spritzdicht in der Verteilereinheit gelagert, wobei hier bevorzugt Labyrinthdichtungen zum Einsatz kommen. Um den Verschleiß aufgrund der Bewegung zwischen Multifunktionsbolzen und Verteilergehäuse zu minimieren, kommen spezielle Materialpaarungen und Verschleißeinsätze zum Einsatz.

Ein alternatives Heißläufersystem zum Transferieren von Schmelze von einer Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine oder eines Spritzgieß-Compounders zu mindestens zwei Formwerkzeugen umfasst eine mindestens Verteilereinheit zum Verteilen der Schmelze auf die verschiedenen Formwerkzeuge und mindestens zwei temperierbare Heißläuferarme, über die die Schmelze von der Verteilereinheit zu den Formwerkzeugen geleitet wird, und weist eine Trägervorrichtung auf, die die Heißläuferarme und die Verteilereinheit trägt und die an die Formwerkzeuge ankoppelbar ausgeführt ist, wobei die mindestens zwei Formwerkzeuge von getrennt ansteuerbaren und betätigbaren Schließeinheiten getragen werden.

Generell ist es auch möglich, ein erfindungsgemäßes Heißläufersystem derart auszugestalten, dass mehrere Verteilereinheiten vorgesehen werden, über die beispielsweise auch vier und mehr Formwerkzeuge wahlweise wechselweise oder gleichzeitig mit Schmelze versorgt werden können. Im Fall von vier Formwerkzeugen wären beispielsweise drei Verteilereinheiten mit zwischengeschalteten Heißläuferarmen vorzusehen.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung soll anhand der folgenden Figuren noch näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Heißläufersystem schematisch in der Draufsicht mit Formaufspannplatten und Einspritzeinheit,
2 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie A-A des Heißläufersystems gemäß 1,
3 die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heißläufersystems gemäß 1 in teils durchbrochen dargestellter Frontalansicht, und
4 das Ventilsystem einer Verteilereinheit mit Multifunktionsbolzen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Stellungen sowohl im Quer- als auch im Längsschnitt.
In der 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heißläufersystems 1 dargestellt. Das Heißläufersystem 1 besteht aus einer Trägervorrichtung 2 mit einer horizontalen Trägerplatte 4 und einer vertikalen Trägerplatte 6, die am vorderen Rand der horizontalen Trägerplatte 4 im rechten Winkel an diese angefügt ist. In 2 ist die Trägervorrichtung 2 im Schnitt entlang der Linie A-A dargestellt. Die Trägervorrichtung 2 ist auf einer Linearführung 8 geführt, die beispielsweise nach Art von Schienen ausgebildet sein kann. Auf der Trägervorrichtung 2 ist mittig an der vertikalen Trägerplatte 6 eine Verteilereinheit 20 angeordnet, die ein Verteilergehäuse 22 und ein Ventilsystem in Form eines Multifunktionsbolzens 24 umfasst. Von dieser Verteilereinheit 20 führen Heißläuferarme 10 mit Heißläuferdüsen 16 zu nicht näher dargestellten Formwerkzeughälften. Die Heißläuferarme 10 umfassen Heißläuferbalken 15 die von der Verteilereinheit 20 zu Umlenkvorrichtungen 12 führen, die an der vertikalen Trägerplatte 6 gehaltert sind und eine Umlenkung der Schmelzeströmungsrichtung um etwa 90 Grad bewirken. Die Heißläuferbalken 15 sind an der Umlenkvorrichtung 12 bevorzugt über spritzdichte, verschiebbare Verbindungen in dieser gelagert, um der Wärmeausdehnung der Heißläuferbalken 15 Rechnung zu tragen. Dies geschieht bevorzugt über eine Tauchdüse 14. Die Umlenkvorrichtung 12 leitet die Schmelze in Heißläuferarme 15', die in den Heißläuferdüsen 16 enden. Die Heißläuferarme 10 bzw. ihre Bestandteile sind jeweils temperierbar ausgeführt, wobei die Temperierung bevorzugt elektrisch erfolgt. Die Heißläuferdüsen 16 koppeln an eine Einspritzdüse einer nicht näher dargestellten Formwerkzeughälfte, die von einer festen Formaufspannplatte 40 getragen wird. Zwischen den festen Formaufspannplatten 40 und der Trägervorrichtung 2 sind Abstandshalter 42 vorgesehen, um den Aufprall beim Ankoppeln der Trägervorrichtung 2 an die Formwerkzeuge zu dämpfen und eine exakte Positionierung zu gewährleisten.
Das erfindungsgemäße Heißläufersystem 1 wird von einer Einspritzeinheit 30, die auf einem Maschinenbett 36 entlang der Linearführungen 8 verfahrbar angeordnet ist, mit aufgeschmolzenem Kunststoffmaterial gespeist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Düsenkopf 32 der Einspritzeinheit 30 über ein Verbindungsglied 34 mit der Verteilereinheit 20 des Heißläufersystems 1 verbunden, wobei eine Strömungsverbindung zwischen der Einspritzeinheit 30 und dem Ventilsystem der Verteilereinheit 20 hergestellt wird. Diese Verbindung kann beispielsweise über nicht näher dargestellte Schellen oder Schrauben erfolgen. Zusätzlich können weitere Verbindungen zwischen der verfahrbaren Einspritzeinheit 30 und dem Heißläufersystem 1 vorgesehen werden, so dass Einspritzeinheit und Heißläufersystem während der Produktion gemeinsam verfahrbar sind.
In 3 ist das Heißläufersystem 1 gemäß 1 in der Frontalansicht durchbrochen dargestellt. Das Heißläufersystem 1 ist auf der Linearführung 8 auf dem Maschinenbett 36 der Einspritzeinheit 30 geführt. Die horizontale Trägerplatte 4 weist im Bereich der Verteilereinheit 20 eine Ausnehmung 5 auf, durch die der im Verteilergehäuse 22 gelagerte Multifunktionsbolzen 24 geführt werden kann. Der Multifunktionsbolzen 24 wird durch eine Ansteuerhydraulik 26 axial verfahren und so in die verschiedenen, entlang seiner Längserstreckung angeordneten Arbeitsstellungen verfahren. Die Heißläuferdüsen 16 sind nur schematisch dargestellt. An den Formaufspannplatten 40 sind ansteuerbare Verriegelungs- oder Spannelemente 44 angebracht, mittels derer das Heißläufersystem 1 fest mit den nicht dargestellten Formwerkzeugen bzw. den Formaufspannplatten 40 verbindbar ist. In 3 sind nur zwei Verriegelungselemente 44 pro Formaufspannplatte 40 vorgestellt, es können aber beispielsweise auch vier Verriegelungselemente 44 vorgesehen sein, die symmetrisch zu den Heißläuferdüsen 16 angreifen. Alternativ können auch nur die Heißläuferdüsen 16 von den Verriegelungs- bezie hungsweise Spannelementen 44 erfasst werden und so die feste Verbindung zwischen Formwerkzeughälfte beziehungsweise Formaufspannplatte 40 auf der einen Seite und dem Heißläufersystem 1 auf der anderen Seite hergestellt werden.
In 4A–4D sind Schnittdarstellungen durch die Verteilereinheit 20 senkrecht zu einer Längsachse des Multifunktionsbolzens 24 mit verschiedenen Arbeitsstellungen desselben gezeigt. Die Schnitte erfolgen auf der Höhe von einem Zufuhrkanal 33 und Auslasskanälen 11, wobei der Zufuhrkanal 33 Schmelze von der Einspritzeinheit 30 zu der Verteilereinheit 20 führt, und die Auslasskanäle 11 durch die Verteilereinheit 20 eine Strömungsverbindung mit den Heißläuferarmen 10 herstellen. Die Teildarstellung A zeigt den Multifunktionsbolzen 24 in einer Stellung, in der er zwei Formwerkzeuge gleichzeitig mit Schmelze von der Einspritzeinheit 30 versorgen kann. In der Teildarstellung B befindet sich der Multifunktionsbolzen 24 in einer Stellung, die durch Verschieben des Multifunktionsbolzens 24 senkrecht zur Zeichenebene erreicht wird, und in der nur ein linkes Formwerkzeug mit Schmelze versorgt werden kann. Analog befindet sich der Multifunktionsbolzen 24 in der Teildarstellung C in einer Stellung, in der nur ein rechtes Formwerkzeug mit Schmelze gespeist wird. In der Teildarstellung D befindet sich der Multifunktionsbolzen 24 in einer sogenannten Freispritzstellung, in der die Schmelze aus dem Zufuhrkanal 33 durch eine Bohrung 25 geführt wird, die an einer Stirnseite des Multifunktionsbolzen 24 endet. Dies ist in Teildarstellung E in einem partiellen Längsschnitt durch der Verteilereinheit 20 mit dem Multifunktionsbolzen 24 in der Freispritzstellung nochmals dargestellt. In dieser Stellung wird die von der Einspritzeinheit 30 über den Zufuhrkanal 33 zugeführte Schmelze über die Bohrung 25 aus dem Multifunktionsbolzen 24 herausgeleitet und durch die Ausnehmung 5 in der horizontalen Trägerplatte 4 bevorzugt in einen nicht dargestellten Auffangbehälter ausgestoßen. Diese Freispritzposition ist besonders günstig beim Anfahren einer Einspritzeinheit 30 einzusetzen, um Schmelze geringerer Qualität, wie sie zu Beginn des Anfahrprozesses produziert wird, auszustoßen ohne die Kanäle der Heißläuferanne 10 zu passieren. Die Verteilereinheit 20 weist eine elektrisch regelbare Beheizung auf, die in den Figuren nicht dargestellt ist.
Im Betrieb wird ein erfindungsgemäßes Heißläufersystem 1 bevorzugt über eine eigene, nicht näher dargestellte Antriebseinheit der Trägervorrichtung 2 auf der Linearführung 8 derart verfahren, dass es mit der Einspritzeinheit 30 beziehungsweise deren Düsenkopf 32 gekoppelt werden kann. Sofern es sich bei dieser Kopplung um eine feste Verbindung, beispielsweise über eine Klemmkopplung handelt, kann es ausreichend sein, keine eigene Antriebseinheit für die Trägervorrichtung 2 vorzusehen, und die notwendigen Verfahrbewegungen während des Einrichtvorgangs der Produktionslinie von Hand vorzunehmen. Während des Dauerbetriebs wird das Verfahren des Heißläufersystems 1 von der nicht näher dargestellten Antriebseinheit der fest mit diesem gekoppelten Einspritzeinheit 30 übernommen.
Beim Anfahren einer Produktionslinie mit mindestens zwei an einer oder mehreren Schließeinheiten gelagerten Formwerkzeugen, einem Heißläufersystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, der mit einer Einspritzeinheit 30 gekoppelt ist, muss zuerst eine nicht näher dargestellte Plastifiziereinheit, die mit der Einspritzeinheit 30 zusammenwirkt, angefahren werden. Bei der Einspritzeinheit 30 kann es sich entweder um eine Schneckeneinspritzeinheit handeln, bei der Plastifizierung und Einspritzvorrichtung kombiniert sind oder aber auch um eine von der Plastifiziereinheit gespeiste, separate Kolben- oder ähnliche Einspritzeinheit. Zum Ausstoßen der beim Anfahren der Plastifiziereinheit produzierten Schmelze geringer Qualität wird der Multifunktionsbolzen 24 des Ventilsystems der Verteilereinheit 20 in die Freispritzstellung gemäß den 4D und 4E gebracht, wodurch die minderwertige Schmelze aus der Bohrung 25 in der unteren Stirnfläche des Multifunktionsbolzens 24 unter Einwirkung der Schwerkraft durch die Ausnehmung 5 in der horizontalen Trägerplatte 4 in einen dort im Bereich des Maschinenbettes 36 vorzusehenden Auffangbehälter ausgestoßen wird. Die Einspritzeinheit 30 mit der angekoppelten Trägervorrichtung 2 befindet sich zu diesem Zeitpunkt noch in einer hinteren, von den Formaufspannplatten 40 entfernten Position.
Sobald Schmelze ausreichend guter Qualität produziert wird, wird das Ventilsystem der Verteilereinheit 20 umgestellt, so dass entweder einer oder beide Heißläuferarme 10 mit Schmelze versorgt werden. Hierzu wird der Multifunktionsbolzen 24 in eine der Stellungen gemäß 4A, 4B oder 4C gebracht. Bevorzugt befindet er sich in der Stellung gemäß 4A. Diese Stellung erlaubt es, beide Heißläuferarme 10 gleichzeitig mit neuer Schmelze zu durchspülen, wodurch in den Heißläuferarmen 10 verbliebene Schmelze vorheriger Produktionszyklen durch die Heißläuferdüsen 16 ausgestoßen wird. Da sich hierbei die Trägervorrichtung 2 und die Einspritzeinheit 30 noch in einer gemäß dem Pfeil in 1 von den Formwerkzeugen zurückgesetzten Position befinden, können die zu diesem Zeitpunkt bereits beheizten Heißläuferarme 10 mit den Heißläuferbalken 15, 15' und den bevorzugt ebenfalls beheizten Umlenkvorrichtungen 12 die durch die nachströmende neue Schmelze ausgestoßene verunreinigte beziehungsweise alte Schmelze in nicht dargestellte Auffangbehälter ausbringen, die unter den Heißläuferdüsen 16 vorzusehen sind. Sobald aus den Heißläuferdüsen 16 Schmelze gewünschter Qualität austritt, wird die Einspritzeinheit 30 mit der Trägervorrichtung 2 des Heißläufersystems 1 in Richtung der Formwerkzeuge verfahren. Hier kommt die Trägervorrichtung 2 über ihre vertikale Trägerplatte 6 an den Abstandshaltern 42 zur Anlage, die für eine exakte Positionierung gegenüber den Formaufspannplatten 40 sorgen. Sobald die korrekte Position erreicht ist, werden die an den Formaufspannplatten 40 angebrachten Verriegelungs- beziehungsweise Spannelemente 44 angesteuert, und zwischen den Heißläuferdüsen 16 und den Formwerkzeugen wird eine Verbindung hergestellt, die die notwendige Anpresskraft aufbringt, die während der Dauerproduktion zwischen den Heißläuferdüsen 16 und den nicht dargestellten Formwerkzeugdüsen gewährleistet sein muss. Die nicht näher dargestellten Betätigungsmittel für die Verriegelungs- beziehungsweise Spannelemente 44 sind vorzugsweise hydraulisch oder mechanisch.
Sobald eine ausreichend feste Verbindung zwischen der Einspritzeinheit 30, dem Heißläufersystem 1 und den mindestens zwei Formwerkzeugen hergestellt ist, kann die Dauerproduktion beginnen.
Diese Dauerproduktion kann aufgrund des erfindungsgemäßen Heißläufersystems äußerst flexibel erfolgen, so kann beispielsweise nur ein Formwerkzeug durchgehend befüllt werden, wobei sich der Multifunktionsbolzen 24 der Verteilereinheit 20 in einer der beiden Stellungen gemäß 4B oder 4C befindet. Dies hat den Vorteil, dass im Falle von an zwei verschiedenen, separat ansteuerbaren Schließeinheiten angebrachten Formwerkzeugen an derjenigen Schließeinheit, die das nicht befüllte Formwerkzeug trägt, Wartungs- oder Formwerkzeugwechselarbeiten durchgeführt werden können, während die Produktion mit dem zweiten Formwerkzeug, das von einer weiteren Schließeinheit gehaltert wird, durchgängig läuft.
Alternativ können zwei Formwerkzeuge nach dem sogenannten Tandem-Prinzip befüllt werden. Nach jedem Einspritzen in ein erstes Formwerkzeug wird der Multifunktionsbolzen 24 derart geschaltet, dass das jeweils andere Formwerkzeug befüllt wird. Es erfolgt also ein ständiger Wechsel zwischen den Stellungen des Multifunktionsbolzens gemäß den 4B und 4C. Bei der Verwendung von zwei separaten Schließeinheiten kann somit während des Spritzens eines Werkstücks in einem Formwerkzeug das zuvor in dem anderen Formwerkzeug gespritzte Werkstück abgekühlt und entnommen werden.
Ebenso ist es durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Heißläufersystems 1 mit der Verteilereinheit 20 möglich, mehrere Formwerkzeuge gleichzeitig zu befüllen, wobei sich der Multifunktionsbolzen 24 in der Stellung gemäß 4A befindet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn beide Formwerkzeuge von einer einzigen Schließeinheit getragen werden, oder wenn es sich um ein sogenanntes Etagenwerkzeug handelt.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Heißläufersystems 1 lässt sich somit die Produktion von Werkstücken in Formwerkzeugen besonders flexibel gestalten, da vielfältige Varianten bezüglich der räumlichen Positionierung der mindestens zwei Formwerkzeuge sowie der Einspritzreihenfolge in diese bestehen. Zudem ist die Anordnung aufgrund des modularen Aufbaus des Heißläufersystems einfach in der Handhabung und durch verschiedene Freispritzvarianten effektiv zu spülen.

1: Heißläufersystem
2: Trägervorrichtung
4: horizontale Trägerplatte
5: Ausnehmung
6: vertikale Trägerplatte
8: Linearführung
10: Heißläuferarm
11: Auslasskanal
12: Umlenkvorrichtung
14: Tauchdüse
15, 15': Heißläuferbalken
16: Heißläuferdüse
20: Verteilereinheit
22: Verteilergehäuse
24: Multifunktionsbolzen
25: Bohrung
26: Ansteuerhydraulik
30: Einspritzeinheit
32: Düsenkopf
33: Zufuhrkanal
34: Verbindungsglied
36: Maschinenbett
38: Linearführung
40: feste Formwerkzeugaufspannplatte
42: Abstandshalter
44: Spannelemente

Claims

Heißläufersystem zum Transferieren von Schmelze aus einer Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine oder eines Spritzgieß-Compounders zu mindestens zwei Formwerkzeugen mit einer Verteilereinheit umfassend ein Ventilsystem zum Verteilen der Schmelze auf die verschiedenen Formwerkzeuge und mindestens zwei temperierbaren Heißläuferarmen mit Heißläuferdüsen, über die die Schmelze von der Verteilereinheit zu den Formwerkzeugen geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Trägervorrichtung vorgesehen ist, die die Heißläuferarme mit Heißläuferdüsen und die Verteilereinheit trägt und gegenüber den Formwerkzeugen verfahrbar und an diese ankoppelbar ausgeführt ist, und – das Ventilsystem der Verteilereinheit in zumindest drei verschiedene Stellungen schaltbar ist, so dass wahlweise eines der Formwerkzeuge oder zumindest zwei Formwerkzeuge gleichzeitig mit der Einspritzeinheit verbindbar sind.
Heißläufersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung unabhängig von den Formwerkzeugen und/oder von der Einspritzeinheit verfahrbar ist.
Heißläufersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsvorrichtung zum geführten Verfahren der Trägervorrichtung vorgesehen ist.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Formwerkzeuge in einer Schließeinheit vorgesehen sind.
Heißläufersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Formwerkzeuge in Etagen-Anordnung in einer Schließeinheit angeordnet sind.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Formwerkzeuge in mindestens zwei separaten Schließeinheiten angeordnet sind.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 4 – 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung außerhalb der einen oder mehreren Schließeinheiten angeordnet ist.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung im wesentlichen parallel zur Formwerkzeugbewegungsrichtung verfahrbar ist.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung im wesentlichen senkrecht zur Formwerkzeugbewegungsrichtung verfahrbar ist.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung auf einem Maschinenbett der Einspritzeinheit angeordnet ist.
Heißläufersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinheit und die Trägervorrichtung eine gemeinsame Führungsvorrichtung besitzen.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung mit der Einspritzeinheit verbunden und mit dieser verfahrbar ist.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine eigene hydraulische oder elektrische Antriebseinheit für das Verfahren der Trägervorrichtung vorgesehen ist.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 13, dadurch gekennzeichnet, dass ansteuerbare Verriegelungs- oder Spannelemente vorgesehen sind, mittels derer die Trägervorrichtung mit den Formwerkzeugen koppelbar ist.
Heißläufersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die Verriegelungs- oder Spannelemente hydraulisch, elektrisch oder mechanisch anzusteuern.
Heißläufersystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungs- oder Spannelemente an einer oder mehreren Formaufspannplatten der einen oder mehreren Schließeinheiten vorgesehen sind, wobei die eine oder mehreren Formaufspannplatten jeweils mindestens eine Formwerkzeughälfte der mindestens zwei Formwerkzeuge tragen.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsystem der Verteilereinheit einen in seiner Axialrichtung verschieblich und dichtend gelagerten Multifunktionsbolzen umfasst, der durch Verschieben in verschiedene, axial beabstandete Stellungen schaltbar ist, die wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen einem Zufuhrkanal der Einspritzeinheit und über einen oder mehrere der Heißläuferarme mit einem oder mehreren der mindestens zwei Formwerkzeuge herstellen.
Heißläufersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Multifunktionsbolzen in eine Stellung schaltbar ist, in der eine Strömungsverbindung zwischen der Einspritzeinheit und einer Freispritzposition herstellbar ist, in der Schmelze entladen werden kann, ohne über die Heißläuferarme transferiert zu werden.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um den Multifunktionsbolzen elektrisch oder hydraulisch oder mechanisch zu verfahren.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 17 – 19, dadurch gekennzeichnet, dass Wegaufnehmer vorgesehen sind, um die Lage des Multifunktionsbolzens exakt zu bestimmen.
Heißläufersystem nach einem der Ansprüche 1 – 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilereinheit regelbar temperierbar ausgebildet ist.
Heißläufersystem zum Transferieren von Schmelze von einer Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine oder eines Spritzgieß-Compounders zu mindestens zwei Formwerkzeugen mit einer Verteilereinheit zum Verteilen der Schmelze auf die verschiedenen Formwerkzeuge und mindestens zwei temperierbaren Heißläuferarmen, über die die Schmelze von der Verteilereinheit zu den Formwerkzeugen geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass dass eine Trägervorrichtung vorgesehen ist, die die Heißläuferarme und die Verteilereinheit trägt und die an die Formwerkzeuge ankoppelbar ausgeführt ist, und wobei die mindestens zwei Formwerkzeuge von getrennt ansteuerbaren und betätigbaren Schließeinheiten getragen werden.