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Spritzgußmaschine für nichtmetallene plastische Stoffe Die Erfindung
bezieht sich auf eine Spritzgußmaschine für nichtmetallene plastische Stoffe, insbesondere
für thermoplastische Kunststoffe, mit einem Spritzzylinder und einem mehrere Spritzgußformen
tragenden, absatzweise schaltbaren Drehtisch, dessen Tischebene parallel zur Spritzzylinderachse
angeordnet ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nun besteht darin, die
zur Durchführung des Spritzgusses vorzunehmenden Relativverschiebungen zwischen
dem Drehtisch und dem Spritzzylinder durch ein möglichst einfaches Getriebe zu steuern.
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Es ist bereits eine Spritzgußmaschine bekanntgeworden, die aus einem
Drehtisch und einer senkrecht dazu angeordneten Einspritzpresse besteht. Diese bekannte
Anordnung erfordert jedoch besondere Formen und Klemmvorrichtungen, wobei jede der
Formen mit einer eigenen Einspritzvorrichtung und Düse versehen ist, während die
Einspritzpresse feststeht.
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Die Notwendigkeit, die Formen auf dem Drehtisch relativ zu der feststehenden
Einspritzpresse verschieben zu müssen, bedingt ein besonders kompliziertes und störanfälliges
Übertragungsgetriebe. Es bedarf ferner eines zusätzlichen Getriebes, um das Öffnen
der Ventile der Einspritzvorrichtung einzuleiten.
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Es ist weiterhin eine Spritzgußmaschine bekanntgeworden, bei der
die Drehtischebene während des Einspritzvorganges ebenfalls parallel zur Achse des
Spritzzylinders verläuft. Diese bekannte Einrichtung benötigt aber eine besonders
komplizierte Steuerung des Spritzgußvorganges, weil die Spritzzylinder ihrerseits
auf einem Drehgestell befestigt sind, dessen Drehachse schräg zur Drehachse des
Spritzzylinders in der jeweiligen Guß stellung liegt und die Spritzzylinder nacheinander
schrittweise in diese Guß stellung gebracht werden müssen, nachdem sie vorher einzeln
an einer besonderen Füllstation mit der Spritzgußmasse gefüllt worden sind. Erst
in der Guß stellung wird der jeweilige Spritzzylinder durch eine stationäre Kolbenpresse
entgegen einer Feder bis zur Anlage an das Gußstück verschoben und anschließend
der Kolben des Spritzzylinders nach vorn gedrückt, wodurch die Gußmasse in die Gußform
gepreßt wird. Auch diese bekannte Einrichtung zeigt einen außerordentlich komplizierten
Aufbau im Vergleich mit dem Erfindungsgegenstand.
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Um nun die bei den vorgenannten bekannten Maschinen auftretenden
Mängel zu vermeiden, wird erfindungsgemäß bei einer Spritzgußmaschine der eingangs
erwähnten Art vorgeschlagen, daß der Spritzzylinder und der Drehtisch so gelagert
sind, daß einer dieser beiden Teile relativ zum anderen oder beide Teile in Richtung
der Tischebene zu- oder auseinan-
der verschiebbar sind und daß die jeweils in Arbeitsstellung
befindliche Spritzgußform bei Anlage gegen die Spritzdüse des Spritzzylinders unmittelbar
auf ein die Spritzdüse abschließendes Ventil im Sinn der Ventilöffnung einwirkt.
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Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich erfindungsgemäß
dann, wenn nur der Drehtisch verschiebbar angeordnet ist.
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Die Erfindung wird an Hand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Spritzgußmaschine, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Spritzkopf
einer Spritzgußmaschine nach Fig. 1, Fig. 3 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Spritzgußmaschine mit weiteren Einzelheiten, Fig. 4 die Draufsicht einer Maschine
nach Fig. 3.
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Nach den Fig. 1 und 2 besteht die erfindungsgemäße Spritzgußmaschine
aus einem Rahmen, auf dem ein Tisch 11 angeordnet ist, der eine Reihe Formen 12
trägt. Der Tisch 11 ist um eine Welle 14 drehbar.
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Er kann, muß aber nicht auf einem Wagen 15 gelagert sein, der mittels
Rollen 15 a auf dem Rahmen 10 gleitend und mittels eines nicht dargestellten Mechanismus
verschiebbar ist.
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Ein Spritzaggregatl3 ist gleichfalls verschiebbar auf dem Rahmen
10 angeordnet und kann durch eine hydraulisch oder mechanisch betriebene Kolben-
oder Schiebervorrichtung 16 betätigt werden.
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Um den Spritzguß durchführen zu können, wird der Wagen 15 so verschoben,
daß er eine der Formen 12 mit dem Spritzaggregat 13 in Berührung bringt, worauf
der plastifizierte Werkstoff durch Betätigung der Kolben- oder Schiebervorrichtung
16 in einer später beschriebenen Weise in die Form eingespritzt wird.
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Wenn der Spritzvorgang beendet ist, wird das Spritzaggregatl3 zurückgezogen,
und der Wagen 15 wird in seine ursprüngliche Stellung zurückgebracht, so daß eine
neue Form 12 durch Drehen des Tisches 11 an das Spritzaggregat 13 herangebracht
werden kann, worauf die obigen Arbeitsgänge wiederholt werden.
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Nach Fig. 2 umfaßt das Spritzaggregat 13 einen Trägerl7, der auf
dem RahmenlO verschiebbar gelagert ist und der der Einwirkung der Kolben- oder Schiebervorrichtung
16 unterliegt. Der Träger 17 umfaßt auch ein Gehäuse 18, innerhalb dessen das mit
einem flansch versehene Ende 19 des Plastifizierungs-und Spritzzylinders 20 angeordnet
ist, das innerhalb des Gehäuses 18 gleiten kann. Eine Plastifizier- und Förderschnecke
21 ist drehbar innerhalb des Zylinders 20 angeordnet, aber gegen Längsbewegung in
bezug auf den Träger 17 festgelegt. Die Schnecke 21 wird über eine Kupplungsvorrichtung22,
eine Kette oder andere Übertragungsvorrichtung 23 und ein Wechselgetriebe 24 von
einem Motor 25 aus angetrieben. Ein mit einer Reihe enger Kanäle oder Durchlässe
versehener Diffusorkopf 26 ist am äußeren Ende der Schnecke 21 befestigt und paßt
eng in den Zylinder 20 hinein. Zwischen dem Diffusorkopf 26 und dem äußeren Ende
des Zylinders 20 ist eine Kammer 27 gebildet. Eine Stirnplatte 20a des Zylinders
weist eine mittlere Öffnung auf, die durch ein einen Ventilkörper 31 mit Düsenöffnung
29 enthaltendes Ventilgehäuse 28 geschlossen wird. Der im Ventilgehäuse 28 gleitend
gelagerte Ventilkörper 31 schließt den Spritzzylinder 20 derart ab, daß der Auslaß
aus der Kammehr 27 in der äußeren Stellung des Ventilkörpers 31 geschlossen ist,
in seiner inneren Stellung der plastische Werkstoff dagegen durch die Düsenöffnung
29 fließen kann, wenn eine nicht näher dargestellte Spritzgußform den Ventilkörper
31 berührt.
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Zum Durchführen des Spritzgußverfahrens wird der Motor 25 angelassen
und die Kupplung 22 eingerückt, so daß die Schnecke 21 in Drehung versetzt wird.
Die Schnecke kann mit einer Drehzahl von beispielsweise 100 bis 300 Umdr./min angetrieben
werden und hat eine Länge, die vorzugsweise ungefähr dem achtfachen ihres Durchmessers
entspricht. Das in pulverförmiger, körniger oder sonst geeigneter Form vorhandene
Rohmaterial wird in einen nicht dargestellten Vorratsbehälter eingebracht und tritt
über die Öffnung 34 in den Raum zwischen dem Zylinder 20 und der Schnecke 21 ein.
Das Material wird von der Schnecke mitgenommen, gemischt und zwischen der Schnecke
und der Zylindervand auf seinem Weg zum Diffusorkopf 26 plastifiziert. Auf dem letzten
Teil seines Weges wird das Material durch die Wirkung der Heizvorrichtungen zusätzlich
erwärmt. Das Material wird durch die engen Kanäle des Diffusorkopfes 26 gepreßt
und tritt in die Kammer 27 ein.
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Während sich letztere füllt, verschiebt der Druck des sich darin
ansammelnden Materials den Zylinder 20 in seine äußerste Linksstellung, wie in Fig.
2 dar-
gestellt, wobei der Flanschl9 sich dann gegen die linke Wand des Gehäuses
18 legt. In dieser Lage wird der Ventilkörper31 von der Mündung der Form 12 berührt
und nach rechts verschoben, so daß die Düsenöffnung 29 mit der Kammer 27 in Verbindung
gebracht wird. Dann wird die Schnecke 21 von dem Antrieb durch einen geeigneten
Mechanismus, der die Kupplung 22 löst, getrennt, und mit Hilfe der Kolben-oder Schiebervorrichtungl6
wird das Spritzaggregat 13 nach links verschoben. Da der Zylinder20 nach seiner
Berührung mit der Form stehenbleibt, wird die Schnecke 21 mitsamt dem Gehäuse 18
nach links verschoben, wodurch bewirkt wird, daß das plastifizierte Material in
der Kammer 27 verdichtet und bei geöffnetem Ventil in die Form gespritzt wird. Der
sich während dieses Vorganges dem Ende des Zylinders nähernde Diffusorkopf wird
also als Kolben zum Einspritzen des plastifizierten Materials in die Form benutzt.
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Wenn die erforderliche Materialmenge in die Form gespritzt worden
ist, wird eine umgekehrte Bewegung durch einen geeigneten selbsttätigen Mechanismus
eingeleitet, wodurch mit Hilfe der Kolben- oder Schiebervorrichtung 16 das Gehäuse
18 und die Schnecke 21 nach rechts zurückgezogen werden. Alsdann wird das Arbeitsspiel
für einen weiteren Spritzguß wieder begonnen.
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Nach Fig. 3 und 4 wird das mit einem Fülltrichter 55 versehene Spritzaggregat
52 von einem Rahmen 62 gehalten, der auch einen zwei oder mehr Formen 64 oder Formhalter
aufnehmenden Tisch 63 trägt. Der Tisch 63 hat im allgemeinen kreisrunde Form und
ist um ein mittleres Lager 65 auf einem verschiebbaren Wagen 66 drehbar gelagert,
wobei der Tisch 63 von letzterem mittels Rollen 67 gestützt ist Der Wagen 66 kann
zum Spritzaggregat hin und von ihm fort auf Rollen68 verschoben werden, wobei geeignete
Führungsvorrichtungen in Längsrichtung vorgesehen werden, falls dieses erforderlich
ist. Die Verschiebung und Drehung des Tisches 63 wird mittels eines auf einer Welle
70 befestigten Handhebels 69, Fig. 4, bewirkt. Die Welle treibt über ein Zahnrad
71 ein größeres Zahnrad 72 an, das ein Paar Arme 73 mit einem Querbolzen74 trägt,
wodurch eine Kurbel gebildet wird. Ein Verbindungsglied 75 mit einer verstellbaren
Spannmutter76 verbindet den Bolzen74 mit einem am Wagen 66 befestigten Bolzen 77.
An der Unterseite des Tisches 63 ist ein mit Zähnen 79 versehener Ring 7X befestigt,
bei dem die Zahl der Zähne der Zahl der Formen oder Fonnhalter entspricht. Eine
federbelastete Sperrklinke80 ist auf dem Rahmen 62 in einer solchen Stellung kippbar
befestigt, daß sie in die Zähne der Zahnstange eingreifen kann.
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Bei Betätigung des Handhebels 69 in einer Richtung werden die Kurbelarme
73 derart bewegt, daß sie den Wagen 66 und den Tisch 63 zunächst auf das Spritzaggregat
hinziehen und diese dann in einer Stellung verriegelt werden, in der die Einspritzöffnung
der Form mit der Spritzdüse in Berührung kommt und diese dabei öffnet, so daß das
Material unter geringem, von der Schneckendrehung bewirktem Druck in die Form fließt.
Während dieser Bewegung des Tisches wird der bisher im Eingriff befindliche Zahn
79 des gezahnten Rings 78 so weit von der Sperrklinke 80 entfernt, daß die Klinke
in den nächsten Zahnraum einfallen kann.
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Nach Beendigung des Spritzgußvorganges wird der Handgriff 69 in entgegengesetzter
Richtung gedreht
um den Wagen 66 und den Tisch 63 in ihre ursprüngliche
Stellung zurückzubringen. Da die Sperrklinke 80 vorher mit dem nächsten Zahnstangenzahn
in Eingriff gebracht worden ist, bewirkt diese rückläufige Bewegung, daß der Tisch
sich um seine Achse um einen solchen Winkel dreht, daß die nächste Form vor das
Spritzaggregat gebracht wird. Um richtiges fluchten von Formeinspritzöffnung und
Spritzdüse sicherzustellen, kann eine nicht dargestellte federbelastete Sperrvorrichtung
eingebaut sein, um eine genaue Winkeleinstellung des Tisches sicherzustellen.
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Wenn die Drehgeschwindigkeit der Schnecke 21 einmal eingestellt worden
ist, kann diese im allgemeinen für eine Reihe von Einspritzvorgängen konstant bleiben,
so daß die Zeit für die Füllung der Form von dem Volumen des zu formenden Gegenstandes
abhängt. Sowie die Form gefüllt worden ist, wird der Antrieb der Schnecke unterbrochen
und der Formtisch zurückgezogen, so daß das Ventil am Spritzaggregat sich unter
dem Restdruck schließt und unerwünschtes Austreten des Materials zwischen aufeinanderfolgenden
Spritzvorgängen verhindert wird.
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Jede gefüllte Form wird nach einer angemessenen Zeit geöffnet und
das abgekühlte Formstück entfernt, worauf die Form wieder geschlossen wird. Die
Herstellung der Formstücke kann daher mit großer Geschwindigkeit erfolgen. Da verhältnismäßig
niedrige Drücke verwendet werden, können viele Teile der Vorrichtung aus Leichtmetall
oder Legierungen hergestellt werden. Die erfindungsgemäße Spritzgußmaschine ermöglicht
es also, daß die Serienproduktion von Formteilen nicht dadurch gestört wird, daß
man auf das Abkühlen der Formen warten muß, da diese zu beliebiger passender Zeit
geöffnet oder entfernt werden können, während die Füllung der anderen Formen vor
sich geht.
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Es ist selbstverständlich, daß die in den Beispielen beschriebenen
Anordnungen des drehbaren Formtisches in Verbindung mit beliebigen Spritzzylinder-
anordnungen
verwendet werden können. Falls gewünscht, kann die Steigung der Schneckengänge am
vorderen Ende flacher sein und allmählich abnehmen.
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Dadurch wird die Förderung und das Weichmachen des Materials unterstützt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für das Formen von für das Spritzgußverfahren
geeignetem Gummi, gummiartigem oder organischem plastischem Material geeignet, speziell
eines Polyvinylkunststoffes, wie plastifiziertes Polyvinylchlorid od. dgl.