DE10347377B4 - Mehrkomponenten-Spritzgießeinrichtung mit Schnorchelsystem - Google Patents

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Mehrkomponenten-Spritzgießeinrichtung (1) mit mindestens zwei Spritzaggregaten, die jeweils eine vorzugsweise beheizbare Düse umfassen, aus der über einen Werkzeuganlagepunkt heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial unter Druck in eine Spritzgießform (2) eingebracht werden kann, wobei die Spritzgießform (2) an ihrer Oberseite einen ersten Werkzeuganlagepunkt (3) aufweist, durch den in vertikaler Richtung Spritzgussmaterial eingebracht werden kann, und an einer Seitenfläche einen weiteren Werkzeuganlagepunkt, durch den in horizontaler Richtung Spritzgussmaterial eingebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Spritzaggregate der Spritzgießeinrichtung (1) so angeordnet sind, dass sie heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial in horizontaler Richtung fördern, und dass ein beheizbarer Umlenkschnorchel (5) zwischen der Ausgangsdüse eines ersten dieser horizontal fördernden Spritzaggregate und dem ersten Werkzeuganlagepunkt (3) auf der Oberseite der Spritzgießform (2) vorgesehen ist, durch welchen aus dieser Ausgangsdüse kommendes heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial von oben her in die Spritzgießform (2) gefördert werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mehrkomponenten-Spritzgießeinrichtung mit mindestens zwei Spritzaggregaten, die jeweils eine beheizbare Düse umfassen, aus der über einen Werkzeuganlagepunkt heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial unter Druck in eine Spritzgießform eingebracht werden kann, wobei die Spritzgießform an ihrer Oberseite einen ersten Werkzeuganlagepunkt aufweist, durch den in vertikaler Richtung Spritzgussmaterial eingebracht werden kann, und an einer Seitenfläche einen weiteren Werkzeuganlagepunkt, durch den in horizontaler Richtung Spritzgussmaterial eingebracht werden kann.
  • Bekannt sind insbesondere Zwei-Komponenten-Spritzgießmaschinen dieser Art, welche beispielsweise bei der Firma Krauss-Maffei angeboten werden ( DE 101 38 087 A1 ).
  • Üblicherweise wird dabei die Zuführung des Gussmaterials über eine Anordnung der beiden Spritzaggregate in der so genannten „V-Stellung" („V" für „vertikal") verwirklicht. Dabei sind ein horizontal und ein vertikal ausgerichtetes Spritzaggregat vorgesehen, wobei die Werkzeuge bzw. Gießformen so gebaut sind, dass ein Anlagepunkt der Aggregate, also die Verbindung zwischen Maschinendüse und Spritzgießform von oben her eine vertikale Einfüllung des Gussmaterials und der andere Anlagepunkt von der Seite her in horizontaler Richtung ein Einbringen des Gussmaterials ermöglicht. Entsprechend ist dabei das eine Spritzaggregat vertikal ausgerichtet, während das andere Spritzaggregat in horizontaler Richtung an das Werkzeug oder die Gießform angedockt wird.
  • Neben dieser V-Stellung gibt es auch die so genannte „Huckepack"-Lösung. Bei dieser sind beide Spritzaggregate in ungefähr horizontaler Lage übereinander liegend angeordnet. Entsprechend sind die Anlagepunkte am Werkzeug bzw. der Gießform seitlich angeordnet, um ein horizontales Einfüllen des Gussmaterials aus beiden Spritzaggregaten zu ermöglichen. Nachteilig bei dieser Huckepack-Lösung ist allerdings, dass Standard-Spritzgießformen, welche für eine Maschine in der oben beschriebenen V-Stellung gebaut sind, nicht auf einer Maschine mit Gussmaterial beschickt werden können, die eine Anordnung der Spritzaggregate in der Huckepack-Version aufweist. Deshalb können die Spritzgießformen bei den bekannten Anordnungen nicht flexibel in beiden Systemen genutzt werden.
  • Die oben beschriebene V-Stellung bei Spritzgießeinrichtungen hat für sich gesehen ebenfalls Nachteile: Durch das senkrecht angeordnete Spritzaggregat fehlt oftmals der Platz für Peripherieeinrichtungen, wie beispielsweise Entnahmeroboter oder Greifeinrichtungen. Zudem ist das Einbringen und Wechseln der Spritzgießformen schwieriger, insbesondere bei größeren Maschinen, da die Handhabung mit Kränen von oben her aufgrund des senkrecht angeordneten Spritzaggregats erheblich erschwert oder gar unmöglich gemacht wird. Schließlich ist insbesondere bei großen Maschinen auch die Aufschmelzleistung des Kunststoffgranulats gerade bei der vertikal ausgerichteten Schnecke nicht ideal, da die Wärme durch Konvektion nach oben abgeführt und somit eine gleichmäßige Beheizung über die ganze Düsenlänge erschwert wird.
  • Es besteht daher oftmals ein Interesse, Spritzgießformen, deren Aggregate in V-Stellung angeordnet sind, flexibel auch bei Bedarf auf Maschinen einsetzen zu können, die eine Huckepack-Anordnung der Aggregate aufweisen. Hierzu ist es aber bei den bekannten Anordnungen erforderlich, das Werkzeug umzubauen und die Anspritzpunkte werkzeugseitig geeignet zu verändern. Dies bedeutet jedoch einen erheblichen Arbeitsaufwand, da jedes Werkzeug separat umgerüstet werden muss.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Mehrkomponenten-Spritzgießeinrichtung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen mit möglichst geringem technischen Aufwand so zu modifizieren, dass eine Spritzgießmaschine in der Huckepack-Stellung der Aggregate in einer Weise eingerichtet oder nachgerüstet werden kann, die auch den Einsatz von Werkzeugen, welche zunächst für eine Maschine in der V-Stellung ausgelegt sind, auf der Huckepack-Maschine erlaubt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe auf ebenso verblüffend einfache wie wirkungsvolle Weise dadurch gelöst, dass zumindest zwei Spritzaggregate der Spritzgießeinrichtung so angeordnet sind, dass sie heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial in horizontaler Richtung fördern, und dass ein beheizbarer Umlenkschnorchel zwischen der Ausgangsdüse eines ersten dieser horizontal fördernden Spritzaggregate und dem ersten Werkzeuganlagepunkt auf der Oberseite der Spritzgießform vorgesehen ist, durch welchen aus dieser Ausgangsdüse kommendes heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial von oben her in die Spritzgießform gefördert werden kann.
  • Damit gelingt eine problemlose Synthese beider Spritzgieß-Konzepte, der V-Anordnung und der Huckepack-Anordnung, wobei die Adaption erfindungsgemäß an einer als Huckepack-Maschine ausgelegten Einrichtung stattfindet, sodass der erforderliche Nachrüstsatz mit dem beheizbaren Umlenkschnorchel maschinenseitig und nicht werkzeugseitig angebracht wird.
  • Eine bevorzugte, besonders einfach herstellbare und modular aufgebaute Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgießeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Umlenkschnorchel eine Einlassdüse, eine Umlenkdüse und eine Anschlussdüse umfasst, wobei im Betriebszustand die Einlassdüse des Umlenkschnorchels mit der Ausgangsdüse des ersten Spritzaggregats, die Anschlussdüse mit dem ersten Werkzeuganlagepunkt auf der Oberseite der Spritzgießform und die Einlassdüse über die Umlenkdüse mit der Anschlussdüse verbunden ist, und wobei die Einlassdüse, die Umlenkdüse und die Anschlussdüse beheizbar sind.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die Umlenkdüse als beheizbarer, rechtwinklig abgewinkelter Metallblock mit einer vertikalen und einer horizontalen Bohrung zur Förderung von flüssigem Spritzgussmaterial ausgeführt. Auf diese Weise können auch die Einlassdüse und die Anschlussdüse von der relativ massiv ausgeführten Umlenkdüse mitbeheizt werden, ohne dass eigene Heizeinrichtungen für Einlassdüse und Anschlussdüse erforderlich sind. Alternativ können die Einlassdüse und die Anschlussdüse auch separat beheizbar ausgeführt sein, um beispielsweise bestimmte Temperaturgradienten auf der Einspritzstrecke gezielt darstellen zu können.
  • Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform, bei der zumindest die Anschlussdüse, vorzugsweise auch die Einlassdüse an die Umlenkdüse an- und abschraubbar ist. Auf diese Weise lässt sich der Umlenkschnorchel aus seinen modularen Einzelteilen leicht montieren und demontieren.
  • Ganz besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der mehrere Einlassdüsen mit unterschiedlichen Längen vorgesehen sind. Auf diese Weise lassen sich die Positionen des jeweiligen Anlagepunkts zum Schmelzeintrag in horizontaler, vorzugsweise auch in vertikaler Richtung durch Verwendung einer Düse entsprechender Länge problemlos variieren.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgießeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere Einlassdüsen mit unterschiedlichen Längen vorgesehen sind. Über dieses erste Distanzelement lässt sich insbesondere auch der Einfüllpunkt aus dem werkzeugseitigen Ende des Umlenkschnorchels mit dem vorhandenen Werkzeuganlagepunkt an der Oberseite der jeweiligen Spritzgießform problemlos in Übereinstimmung bringen.
  • Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Umlenkschnorchel im Betriebszustand an seinem an die Ausgangsdüse des ersten Spritzaggregats anschließenden Ende starr an einer Maschinenaufspannplatte fixierbar und an seinem an den ersten Werkzeuganlagepunkt anschließenden Ende lösbar mit der Spritzgießform verbindbar. Damit ist der Umlenkschnorchel Bestandteil der Spritzmaschine und nicht der Spritzgießform, sodass beliebige Werkzeuge in dieser Konfiguration eingesetzt werden können.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein zweites Distanzelement, insbesondere eine Distanzscheibe oder Distanzleiste zwischen dem Umlenkschnorchel und der Maschinenaufspannplatte angeordnet ist, mit dem der horizontale Abstand zwischen Umlenkschnorchel und Maschinenaufspannplatte im Betriebszustand festgelegt werden kann.
  • Alternativ oder zusätzlich sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung vor, dass ein drittes Distanzelement, insbesondere eine Distanzscheibe oder Distanzhülse zwischen dem Umlenkschnorchel und einer starr mit der Maschinenaufspannplatte verbundenen Druckplatte angeordnet ist, mit dem der vertikale Abstand zwischen Umlenkschnorchel und Druckplatte im Betriebszustand festgelegt werden kann.
  • Um eine möglichst hohe Flexibilität in der geometrischen Feinjustierung zu erhalten, sind bei einer Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsformen jeweils mehrere erste und/oder zweite und/oder dritte Distanzelemente unterschiedlicher Größen vorgesehen. Im Zusammenspiel mit Einlass- und Auslassdüsen unterschiedlicher Längen kann damit praktisch jede beliebige Konfiguration realisiert werden.
  • Besonders einfach ist auch eine Weiterbildung, bei der die Distanzelemente, die Maschinenaufspannplatte und ggf. die Druckplatte im Betriebszustand über Schrauben miteinander verbunden sind. Damit lässt sich eine problemlose Montage und Demontage unterschiedlichster Konfigurationen ohne großen Arbeitsaufwand bewerkstelligen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
  • In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische räumliche Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Spritzgießeinrichtung schräg von oben;
  • 2 einen schematischen vertikalen Zentralschnitt durch die Ausführungsform nach 1.
  • In den beiden Figuren der Zeichnung ist schematisch eine Mehrkomponenten-Spritzgießeinrichtung 1 dargestellt, bei der die Spritzaggregate einer nicht näher gezeigten Spritzgießmaschine an eine Spritzgießform 2 angekoppelt sind. Dabei wird vorausgesetzt, dass zumindest zwei Spritzaggregate der Maschine in der oben beschriebenen „Huckepack"-Stellung horizontal angeordnet sind, sodass sie heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial in horizontaler Richtung fördern können. Dazu weisen die Spritzaggregate beheizbare Düsen auf, aus denen jeweils über einen Werkzeuganlagepunkt heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial unter Druck in die Spritzgießform 2 eingebracht werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist dabei die Spritzgießform 2 für Spritzgussmaschinen in der oben ebenfalls beschriebenen „V-Stellung" ausgelegt und weist daher an ihrer Oberseite einen ersten Werkzeuganlagepunkt 3 auf, durch welchen in vertikaler Richtung Spritzgussmaterial von oben her eingebracht werden kann. Außerdem besitzt die Spritzgießform 2 mindestens einen weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Werkzeuganlagepunkt, durch welchen in horizontaler Richtung Spritzgussmaterial aus dem in der Huckepack-Stellung unten angeordneten Spritzaggregat in die Spritzgießform 2 eingebracht werden kann.
  • Das in der Huckepack-Stellung oben liegende Spritzaggregat mündet mit seiner horizontalen Ausgangsdüse in einen Anspritzpunkt 4, von wo das heiße, geschmolzene Spritzgussmaterial über einen beheizbaren Umlenkschnorchel 5 von oben her vertikal über den ersten Werkzeuganlagepunkt 3 in die Oberseite der Spritzgießform 2 eingebracht wird. Damit ist eine Synthese zwischen einer Huckepack-Spritzmaschine einerseits und einer Spritzgießform mit Werkzeuganlagepunkt in V-Anordnung andererseits möglich.
  • Der Umlenkschnorchel 5 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut aus einer Einlassdüse 6, in welche der Anspritzpunkt 4 mündet, einer Umlenkdüse 7 sowie einer daran anschließenden Anschlussdüse 8, welche in den ersten Werkzeuganlagepunkt 3 an der Oberseite der Spritzgießform 2 mündet.
  • Da im beheizten Umlenkschnorchel 5 beim Einspritzen des Spritzgussmaterials hohe Drücke herrschen, wird der Umlenkschnorchel 5 über Distanzelemente 11, 12, 13 abgestützt. Dabei ist ein erstes Distanzelement 11, insbesondere eine Distanzhülse zwischen dem Umlenkschnorchel 5 und der Spritzgießform 2 vorgesehen, mit welchem der horizontale Abstand zwischen Umlenkschnorchel 5 und der Spritzgießform im Betriebszustand festgelegt werden kann. Desweiteren ist ein zweites Distanzelement 12, insbesondere eine Distanzscheibe oder Distanzleiste zwischen dem Umlenkschnorchel 5 und einer Maschinenaufspannplatte 10 angeordnet, mit dem der horizontale Abstand zwischen Umlenkschnorchel 5 und Maschinenaufspannplatte 10 im Betriebszustand festlegbar ist.
  • Um flexibel unterschiedliche Geometrien in horizontaler Richtung verwirklichen zu können und ein Andocken an unterschiedliche Spritzgießformen 2 mit unterschiedlich angeordneten Werkzeuganlagepunkten 3 mit Hilfe desselben Umlenkschnorchels 5 zu ermöglichen, können jeweils Distanzelemente 11, 12 unterschiedlicher Größen eingesetzt werden. Die Verwendung einer verlängerten Distanzscheibe 12 und gleichzeitig einer verkürzten Distanzhülse 11 verschieben den Andockpunkt des Umlenkschnorchels 5 relativ zur Spritzgießform 2 in horizontaler Richtung von der Maschinenaufspannplatte 10 auf die Spritzgießform 2 zu. Bei alternativen, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsformen können beispielsweise Unterlegplatten an die Spritzgießform 2 angeschraubt werden, um die Distanzscheibe 12 konstant zu lassen, sodass lediglich das Distanzelement 11 verändert werden muss.
  • Eine Variation der Anlageposition in vertikaler Richtung kann über unterschiedlich lange, in die Umlenkdüse 7 einschraubbare Anschlussdüsen 8 bewirkt werden. Der gesamte Umlenkschnorchel 5 wird dabei über die erste Distanzhülse 11 mit der Spritzgießform 2 sowie über die zweite Distanzhülse 12 und der maschinenseitigen Aufspannplatte 10 in horizontaler Richtung eingespannt. In vertikaler Richtung erfolgt die Einspannung zwischen einem dritten Distanzelement 13 zu einer Druckplatte 9, welche starr mit der Maschinenaufspannplatte 10 verbunden ist, sowie der Umlenkdüse 7. Die Druckplatte 9 kann, wie in 1 gezeigt, an zwei Zwischenleisten 14, 15 befestigt werden, die wiederum an der Maschinenaufspannplatte 10 fest angeschraubt sind.
  • Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Umlenkdüse 7 als beheizbarer, rechtwinklig abgewinkelter Block aus Metall mit einer vertikalen und einer horizontalen Bohrung zur Förderung von flüssigem Spritzgussmaterial ausgeführt, wobei einerseits die Einlassdüse 6, andererseits die Auslassdüse 8 in die Umlenkdüse 7 eingeschraubt werden können, um den Umlenkschnorchel 5 zu bilden.
  • Durch Verwendung von Einlassdüsen 6, Anschlussdüsen 8 und Distanzelementen 11, 12, 13 unterschiedlicher Längen können beliebige Konfigurationen der erfindungsgemäßen Mehrkomponenten-Spritzgießeinrichtung 1 mit unterschiedlichsten Positionen des ersten Werkzeuganlagepunkts 3 auf der Oberseite der Spritzgießform 2 realisiert werden.

Claims (11)

  1. Mehrkomponenten-Spritzgießeinrichtung (1) mit mindestens zwei Spritzaggregaten, die jeweils eine vorzugsweise beheizbare Düse umfassen, aus der über einen Werkzeuganlagepunkt heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial unter Druck in eine Spritzgießform (2) eingebracht werden kann, wobei die Spritzgießform (2) an ihrer Oberseite einen ersten Werkzeuganlagepunkt (3) aufweist, durch den in vertikaler Richtung Spritzgussmaterial eingebracht werden kann, und an einer Seitenfläche einen weiteren Werkzeuganlagepunkt, durch den in horizontaler Richtung Spritzgussmaterial eingebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Spritzaggregate der Spritzgießeinrichtung (1) so angeordnet sind, dass sie heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial in horizontaler Richtung fördern, und dass ein beheizbarer Umlenkschnorchel (5) zwischen der Ausgangsdüse eines ersten dieser horizontal fördernden Spritzaggregate und dem ersten Werkzeuganlagepunkt (3) auf der Oberseite der Spritzgießform (2) vorgesehen ist, durch welchen aus dieser Ausgangsdüse kommendes heißes, geschmolzenes Spritzgussmaterial von oben her in die Spritzgießform (2) gefördert werden kann.
  2. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkschnorchel (5) eine Einlassdüse (6), eine Umlenkdüse (7) und eine Anschlussdüse (8) umfasst, wobei im Betriebszustand die Einlassdüse (6) des Umlenkschnorchels (5) mit der Ausgangsdüse des ersten Spritzaggregats, die Anschlussdüse (8) mit dem ersten Werkzeuganlagepunkt (3) auf der Oberseite der Spritzgießform (2) und die Einlassdüse (6) über die Umlenkdüse (7) mit der Anschlussdüse (8) verbunden ist, und wobei die Einlassdüse (6), die Umlenkdüse (7) und die Anschlussdüse (8) beheizbar sind.
  3. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkdüse (7) als beheizbarer, rechtwinklig abgewinkelter Block mit einer vertikalen und einer horizontalen Bohrung zur Föderung von flüssigem Spritzgussmaterial ausgeführt ist.
  4. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Anschlussdüse (8), vorzugsweise auch die Einlassdüse (6) an die Umlenkdüse (7) an- und abschraubbar ist.
  5. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Anschlussdüsen (8), vorzugsweise auch mehrere Einlassdüsen (6) mit unterschiedlichen Längen vorgesehen sind.
  6. Spritzgießeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Distanzelement (11), insbesondere eine Distanzhülse, zwischen dem Umlenkschnorchel (5) und der Spritzgießform (2) angeordnet ist, mit dem der horizontale Abstand zwischen Umlenkschnorchel (5) und Spritzgießform (2) im Betriebszustand festgelegt werden kann.
  7. Spritzgießeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkschnorchel (5) im Betriebszustand an seinem an die Ausgangsdüse des ersten Spritzaggregats anschließenden Ende starr an einer Maschinenaufspannplatte (10) fixierbar und an seinem an den ersten Werkzeuganlagepunkt (3) anschließenden Ende lösbar mit der Spritzgießform (2) verbindbar ist.
  8. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Distanzelement (12), insbesondere eine Distanzscheibe oder Distanzleiste, zwischen dem Umlenkschnorchel (5) und der Maschinenaufspannplatte (10) angeordnet ist, mit dem der horizontale Abstand zwischen Umlenkschnorchel (5) und Maschinenaufspannplatte (10) im Betriebszustand festgelegt werden kann.
  9. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Distanzelement (13), insbesondere eine Distanzscheibe oder Distanzhülse, zwischen dem Umlenkschnorchel (5) und einer starr mit der Maschinenaufspannplatte (10) verbundenen Druckplatte (9) angeordnet ist, mit dem der vertikale Abstand zwischen Umlenkschnorchel (5) und Druckplatte (9) im Betriebszustand festgelegt werden kann.
  10. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere erste und/oder zweite und/oder dritte Distanzelemente (11, 12, 13) unterschiedlicher Größen vorgesehen sind.
  11. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente (11, 12, 13), die Maschinenaufspannplatte (10) und ggf. die Druckplatte (9) im Betriebszustand über Schrauben miteinander verbunden sind.
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