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Spritzgußmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe Die
Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgußmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer
Kunststoffe sowie auf ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Maschine.
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Es sind Spritzgußmaschinen bekannt, die eine aufheizbare Plastifizierungskammer
aufweisen, die an ihrem der Einspritzdüse zugewandten Ende als mit einem Rückschlagventil
versehener Einspritzkolben ausgebildet ist und die in der gleichen Achsrichtung
wie die Einspritzdüse liegt. Es ist ferner bekannt, der Plastifizierungskammer ein
Fassungsvermögen zu geben, das mehrere Male größer als das maximale Füllvermögen
der einzelnen Formen ist. Schließlich ist es bekannt, der Plastifizierungskammer
einen Füllstempel zuzuordnen.
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Bei allen diesen bekannten Ausführungen erfolgt das Einbringen des
Kunststoffs in die Spritzgießform durch direkte Einspritzung aus der Plastifizierungskammer.
Es ist bekannt, daß bei solchen Maschinen die Füllung der Plastifizierungskammer,
bedingt durch die Größe der Kammern und die Zufuhr neuen Kunststoffs, ungleichmäßig
plastifiziert wird, denn am Eintrittsende der Kammer ist die Plastifizierung noch
unvollständig, und sie nimmt allmählich zum Austrittsende zu. Es besteht also bei
diesen bekannten Maschinen die Gefahr, daß die Form mit ungleichmäßig plastifiziertem
Kunststoff gefüllt wird.
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Gemäß der Erfindung wird dieser überstand dadurch vermieden, daß
zwischen der Plastifizierungskammer und der Einspritzdüse, koaxial zu beiden Teilen
liegend, eine nicht mehr der Plastifizierung dienende Zwischenkammer angeordnet
ist, deren Fassungsvermögen nur so groß ist, um eine volle Einspritzladung aufzunehmen.
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Diese Zwischenkammer dient also lediglich zur Aufnahme von voll plastifiziertem
Kunststoff aus der wesentlich größeren Plastifizierungskammer, so daß jetzt die
Gewähr gegeben ist, daß der in die Form gelangende Kunststoff völlig homogen plastifiziert
ist.
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Vorteilhaft erfolgt der Betrieb der Spritzgußmaschine derart, daß
die Plastifizierungskammer nach dem Einspritzen und vor dem Öffnen der Form von
der Zwischenkammer zurückgezogen wird, wodurch der Druck auf den plastifizierten
Kunststoff aufgehoben und das Austreten des Kunststoffs aus der Einspritzdüse bei
geöffneter Form unterbunden wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Spritzgußmaschine nach
der Erfindung ist die Plastifizierungskammer starr mit einem Gleitkopf verbunden,
der seinerseits an einem hohlen Antriebskolben befestigt ist, der in einem Arbeitszylinder
verschiebbar ist und in seinem Innern einen verschiebbaren
Antriebskolben aufweist,
dessen Kolbenstange an ihrem freien Ende als Füllstempel der Plastifi2ierungskammer
dient. Ferner ist vorteilhaft der Arbeitszylinder über Stangen mit der Zwischenkammer
verbunden und mit der zwischen dem Arbeitszylinder und der Zwischenkammer gelegenen
Plastifizierungskammer sowie deren Antriebskolben, einschließlich des in ihnen untergebrachten
Füllstempels und dessen Kolbenstange mittels einer hydraulischen Vorrichtung verschiebbar
gelagert.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung
ausgebildeten Spritzgußmaschine dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen läängsschnitt
durch die Plastifizierungs-und Einspritzvorrichtung, Fig. 2 die Ausführung nach
Fig. 1, teilweise im Grundriß, teilweise im Schnitt, wobei der Einfülltrichter weggelassen
ist, und Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 in Pfeilrichtung 2-2.
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Die dargestellte Plastifizierungs- und Einspritzvorrichtung enthält
zwei Gleitköpfe 20, 21, die durch Stangen 22 miteinander verbunden und mittels Gleitschuhen23,
24 auf dem Träger 25 verschiebbar geführt sind.
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Das an den Gleitkopf 20 angeschlossene Ende der Stangen 22 ist als
Zylinder 26 ausgebildet. In diesen Zylindern ist axial verschiebbar je ein Kolben
27 angeordnet. Die hohle Kolbenstange 28 jedes Kolbensragt durch den Gleitkopf 20
hindurch und ist mittels eines Flansches 29 od. dgl: an dem Träger 14 der zu füllenden
Form bzw. einer Hälfte dieser Form befestigt.
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Die Zylinder 26 werden durch die hohlen Kolbenstangen mit einem Druckmittel
beschickt, wenn die Gleitköpfe 20, 21 verschoben werden sollen.
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Der Gleitkopf 21 trägt einen Arbeitszylinder 31, in dem ein hohler
Antriebskolben 33 für die axiale Bewegung der Plastifizierungskammer 40 verschiebbar
ist, der in seinem Innern einen verschiebbaren Kolben 47 aufweist, dessen Kolbenstange
46 an ihrem freien Ende als Füllstempel 44 für die Plastifizierungskammer 40 dient.
Diese Kammer 40 ist dabei an einem Gleitkopf 39 befestigt. Dieser Gleitkopf 39 steht
über Stangen 37, 38 mit einem Gleitkopf 36 in Verbindung, der an dem hohlen Antriebskolben
33 befestigt ist und zusammen mit diesem den Zylinder für den Kolben 47 bildet,
dessen untere Hälfte nebst Kolbenstange 46 in Fig. 1 in Füllstellung und dessen
obere Hälfte in Fig. 1 in Anfangsstellung wiedergegeben ist.
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Der Gleitkopf 39 trägt die Plastifizierungskammer 40 und weist eine
Öffnung 43 für die Zuführung des zu plastifizierenden Kunststoffs auf, der über
den Trichter 63 und den daruntersitzenden Füllzylinder 62 mittels des darin axial
verschiebbaren Füllstempels 65 eingebracht wird.
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Die Plastifizierungskammer40 enthält einen Torpedo 50, der durch
radiale Vorsprünge 51 und einen Flansch 52 mit Öffnungen 55 im Abstand von den Wänden
der Plastifizierungskammer 40 gehalten wird.
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Das vordere Ende der Plastifizierungskammer 40 ist als Spritzkolben
58 ausgebildet, der in einer Zwischenkammer 60 axial verschiebbar ist, die am Gleitkopf
20 befestigt ist. Am vorderenEnde derZwischenkammer 60 sitzt die Einspritzdüse 61.
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Im Anlaßende der Plastifizierungskammer 40 befindet sich weiterhin
ein als Rückschlagventil ausgebildetes Kugelventil 112, das einen Rücktritt des
plastifizierten Kunststoffs aus der Zwischenkammer 60 in die Plastifizierungskammer
40 verhindert. Die Zwischenkammer 60 ist dabei so bemessen, daß sie jeweils nur
das Füllvolumen für eine Spritzgleßform aufnehmen kann. Die Plastifizierungskammer
40 besitzt jedoch ein Fassungsvermögen, das mehrere Male größer ist als das maximale
Füllvermögen der einzelnen Formen.
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Durch Einführen eines Druckmittels in die hydraulischen Zylinder26,
das auf die Kolben 27 wirkt, werden über die Stangen 22 der Arbeitszylinder 31,
die Zwischenkammer 60, die Plastifizierungskammer 40 sowie deren Antriebskolben
33 einschließlich des Füllstempels 44 und der Kolbenstange 46 axial verschoben,
wodurch die Einspritzdüse 61 in und außer Einspritzstellung gebracht wird.
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Die Plastifizierungskammer 40 wird in bekannter Weise beheizt, beispielsweise
mittels einer elektrischen Heizvorrichtung 57. Die Zwischenkammer 60 wird vorteilhaft
ebenfalls, beispielsweise elektrisch, beheizt.
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Unter dem Träger 25 der Führungen 23, 24 sind vier teleskopartige
Druckrohre 80, 81, 82, 83 angeordnet, von denen die Rohre 80, 81 in Fig. 1 erkenn-
bar
und im Längsschnitt dargestellt sind. Die Rohre 80, 81 sind mittels eines Armes
84 an der Unterseite des Arbeitszylinders 31 befestigt. Das Rohr 81 ist außerdem
über ein gebogenes Verbindungsrohr 85 mittels eines Anschlußstückes 86 an die Rückseite
87 des Arbeitszylinders 31 angeschlossen. Dahr Rohr 80 ist über ein Rohr 88 mit
einer Öffnung 89 in der Seitenwand des Arbeitszylinders 31 verbunden. Hinter dem
Rohr 81 liegt in gleicher Ebene das Rohr83, das über ein Rohr 90 (Fig. 2), das dem
Rohr 85 entspricht und genau dahinter liegt, mittels des Anschluß stückes 86 an
die Rückseite87 des Arbeitszylinders 31 angeschlossen ist.
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Über das Rohr 90 und das Anschlußstück 86 wird ein Druckmittel in
den Arbeitszylinder 31 eingebracht, das den Antriebskolben 33 vorwärts bewegt. Soll
er zurückbewegt werden, dann wird das Druckmittel über das Rohr 80 und das Anschlußrohr
88 in den Arbeitszylinder 31 eingeleitet.
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Das Rohr 85 ist über das Anschlußstück 86 mit einem Rohr 91 verbunden,
das koaxial zum Arbeitszylinder 31 liegt und über eine Dichtung92 in den hohlen
Antriebskolben 33 mündet, so daß ein Druckmittel in diesen hohlen Antriebskolben
eintreten und den Kolben 47 axial nach links verschieben kann.
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Der Antriebskolben 33 ist auf dem Rohr 91 axial verschiebbar. Die
Dichtung 92 verhindert ein Aus-und Eintreten des Druckmittels zwischen dem Rohr
91 und der Rückwand 34 des hohlen Arbeitskolbens 33.
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Das Rohr 82 ist über ein Anschlußstück 93 und ein Abzweigrohr 94
an den Innenraum des hohlen Antriebskolbens 33 angeschlossen. Durch das über dieses
Rohr eingeleitete Druckmittel erfolgt das Verschieben des Kolbens 47 nach rechts.
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Die vier Rohre 80, 81, 82, 83 bewegen sich mit den Teilen, an denen
sie angeschlossen sind, vor- und rückwärts. Sie gleiten dabei teleskopartig in äußeren
Rohren, von denen die beiden Rohre 95, 96, die den Rohren 80, 81 zugeordnet sind,
in Fig. 1 erkennbar sind.
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Die Abdichtung der Rohre95, 96 erfolgt mittels Dichtungen 97, 98.
Die Rohre 80, 81 stehen über Öffnungen 99, 100 in allen Lagen mit dem Innern der
Rohre 96, 95 in Verbindung. Die Rohre 95, 96 sind über Anschlußstücke, wie z. B.
das dem Rohr 96 zugeordnete, in Fig. 1 erkennbare Anschlußstück 101, mit Zuführungsleitungen
verbunden, durch die das hydraulische Druckmittel zugeführt bzw. abgezogen werden
kann.
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Wie Fig. 3 erkennen läßt, ist das Anschlußstück 101 mit einer Zuführungsleitung
102 verbunden, während ein anderes Anschlußstück 103, das in Verbindung mit dem
Rohr 82 steht, an ein Zuführungsrohr 104 angeschlossen ist. Die anderen Rohre sind
in der gleichenWeise mitAnschlußstücken, die entsprechend dem Anschluß stück 101
ausgebildet sind, verbunden.
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Auf diese Weise können alle Bewegungen des Antriebskolbens 33 und
des verschiebbaren Kolbens 47 mit dem mit ihm verbundenen Füllstempel 44 gesondert
gesteuert werden.