DE1147750B

DE1147750B - Formschliessvorrichtung, insbesondere fuer thermoplastische Kunststoffe verarbeitende Spritzgussmaschinen

Info

Publication number: DE1147750B
Application number: DEK37921A
Authority: DE
Inventors: Karl Wenger
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1959-06-06
Filing date: 1959-06-06
Publication date: 1963-04-25
Also published as: US3156014A; BE591510A; CH377094A

Description

Formschließvorrichtung, insbesondere für thermoplastische Kunststoffe verarbeitende Spritzgußmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Formschließvorrichtung, insbesondere für thermoplastische Kunststoffe verarbeitende Spritzgußmaschinen, mit einer feststehenden und mit einer verschiebbaren Formträgerplatte, von denen die verschiebbare Formträgerplatte mittels eines hydraulischen Arbeitszylinders gegen die feststehende Formträgerplatte anpreßbar ist.
Bei den bekannten Forms chließvorrichtungen dieser Art ist an der verschiebbaren Formträgerplatte ein Plungerkolben angeordnet, dessen Zylinder an der dieser Platte benachbarten Ständerplatte befestigt ist.
In einer koaxialen Bohrung dieses Kolbens ist ein Weiterer Kolben vorgesehen, dessen Kolbenstange mit seinem freien Ende im Boden des Zylinders befestigt ist. Dieser mit dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbare Kolben dient zum Zusammenführen der verschiebbaren mit der feststehenden Formträgerplatte, während der mit dem Druckmittel beaufschlagbare Plungerkolben zum Zuhalten der zusammengeführten Formhälften vorgesehen ist. Die koaxiale Bohrung zusammen mit dem Plungerkolben bilden daher einen Arbeitszylinder, dessen Länge mindestens dem maximalen Öffnungsweg der Formhälften entspricht und daher verhältnismäßig lang ausgebildet sein muß. Mithin weist auch der den Plungerkolben aufnehmende Zylinder eine noch größere Länge auf, durch welche die Baulänge der Spritzgußmaschinen wesentlich vergrößert wird.
Eine Verriegelungsvorrichtung zum Gewährleisten eines dichten Zusammenhaltens der Formhälften ist bei diesen Formschließvorrichtungen nicht vorgesehen.
Bei einer anderen Formschließvorrichtung sind zwar außer einem Arbeitszylinder für das Zusammenführen der Formträgerplatten noch ein besonderer Druckzylinder für das Zuhalten der Spritzgußform vorgesehen. Die verschiebbare Formträgerplatte besteht indessen aus zwei Platten, von denen die eine die Form trägt und zwischen denen der Druckzylinder mit seinem Kolben angeordnet ist. Durch diese Ausbildung der Formträgerplatte wird gleichfalls die Baulänge der Spritzgußmaschine vergrößert. Die Formschließvorrichtung weist eine Verriegelungsvorrichtung auf, die von Ringkerben in den vier Holmen und in diese einpreßbare Backen gebildet ist, die an der den Druckzylinder tragenden Formträgerplatte radial verschiebbar angeordnet ist. Durch diese in großer Anzahl vorgesehenen Kerben wird zwar eine Einstellung der Verriegelungsvorrichtung zur Anpassung an verschiedene Formhöhen ermöglicht, jedoch die Zugfestigkeit der Holme vennindert und die Führung der verschiebbaren Formträgerplatte auf den Holmen beeinträchtigt.
Schließlich ist eine Verriegelungs- und Zuhaltevor richtung für Spritzgußmaschinen bekannt, bei der die axial verschiebbare Formträgerplatte als Druckzylinder ausgebildet ist. Der Kolben dieses Zylinders trägt auf seiner freien Stirnfläche mehrere auf einem koaxialen Kreis angeordnete Stützstangen, die beim Heranführen dieser Formträgerplatte an die benachbarte Ständerplatte durch Bohrungen in dieser sowie einer auf der Ständerplatte drehbar angeordneten Stützplatte hindurchtreten. Bei geschlossener Spritzgußform stützen sich die Stützstangen auf der um die halbe Teilung der Bohrung gedrehten Stützplatte ab.
Das flüssigkeitsdichte Zuhalten der Spritzgußform erfolgt durch Beaufschlagen des Kolbens des Druckzylinders mit einem flüssigen Druckmittel, während zum Zusammenführen der verschiebbaren mit der feststehenden Formträgerplatte sechs außerhalb des Bereiches der Stützstangen angeordnete Schubstangen vorgesehen und der oder die Arbeitszylinder hinter der Ständerplatte angeordnet sind. Die große Anzahl der Kolbenstangen ist erforderlich, weil die Stützplatte die Anordnung einer einzigen Kolbenstange koaxial zu dem Formträgerplatten verhindert. Abgesehen davon, daß durch die Vielzahl der Kolben-und Stützstangen die Spritzgußmaschine ein großes Baugewicht aufweist, ist auch deren Baulänge infolge der Anordnung des bzw. der Arbeitszylinder hinter der Ständerplatte und die durch diese Platte hindurchgreifenden Stützstangen verhältnismäßig groß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Formschließvorrichtung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß eine kurze Baulänge und ein geringes Baugewicht erzielt werden und ein dichtes Zuhalten der Spritzgußform gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Vereinigung folgender Merkmale erreicht: a) Die verschiebbare Formträgerplatte ist zugleich Druckzylinder für ein zusätzliches Formzuhalte system; b) der Arbeitszylinder ist an seinem der Spritzgußform zugekehrten Ende als Kolben für den FormträgerDruckzylinder ausgebildet, und c) der Arbeitszylinder ist verschiebbar auf einem feststehenden Kolben gelagert, der im Boden eines den Arbeitszylinder topfförmig übergreifenden Gehäuses befestigt ist.
In vorteilhafter Weise ist das mit einem Außengewinde versehene topfförmige Gehäuse auf dem Innengewinde einer das Gehäuse umgebenden, im Maschinengestell drehbar gelagerten, antreibbaren Gewindebüchse geführt. Weiterhin sind in günstiger Ausgestaltung der Formschließvorrichtung im Bereich der Öffnung des topfförmigen Gehäuses zwei einander diametral gegenüberliegende Schlitze zur Aufnahme je eines sichelförmigen Anschlages angeordnet, die beide mittels je eines hydraulischen Arbeitskolbens derart nach innen verschiebbar und zurückziehbar sind, daß bei her au sgefahrenem Arbeitszylinder jeder Anschlag hinter dessen Stirnwand greift bzw. aus dieser Stellung zurückzubewegen ist.
Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in vorteilhafter Weise gelöst, sondern auch ein großer Öffiiungsweg der verschiebbaren Aufspannplatte erhalten, weil der Arbeitszylinder zum großen Teil in das Maschinengestell bzw. in die Ständerplatte einfahrbar ist. Ein weiterer Vorteil ist in der Anwendbarkeit großer Schließdrücke zu sehen, die nicht nur durch den großflächigen Kolben des Druckzylinders, sondern auch durch die weitgehend biegungssteife Abstützung dessen Kolbens durch den Arbeitszylinder und durch die den Zylinderboden auf großer Fläche übergreifenden sichelförmigen Anschläge der Verriegelungsvorrichtung erzielt wird. Dabei ist von weiterer vorteilhalter Bedeutung, daß das die betächtlichen Arbeitskräfte aufnehmende topfförmige Gehäuse auch bei großen axialen Verschiebungen dieses Gehäuses mit der stets gleichbleibenden Anzahl Gewindegänge in der Gewindebüchse bzw. in der Ständerplatte abgestützt ist. Weiterhin ermöglicht das weit aus der Ständerplatte herausschraubbare bzw. zurückziebbare topfförmige Gehäuse die Anwendung verhältnismäßig hoher Spritzgußformen und damit die Herstellung großer Spritzlinge. Schließlich zeichnet sich die Formschließvorrichtung nach der Erfindung infolge Vermeidung von Stütz stangen oder mehreren Kolbenstangen für einen oder mehrere Arbeitszylinder durch eine leichte, gedrungene und übersichtliche Bauart aus.
In der Zeichnung ist ein Ausfüungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt durch eine Spritzgußmaschine schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 die Formschließvorrichtung mit geöffneter Form, Abb. 2 die Vorrichtung nach Abb. 1 mit geschlossener Form und Abb. 3 die Vorrichtung nach Abb. 1 mit zusammengepreßter Form.
Eine Spritzgußmaschine, die zum Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffen dient, weist in üblicher Weise eine Formschließvorrichtung 1, eine Spritzvorrichtung 2 und eine hydraulische Druckerzeugungsvorrichtunig auf, von denen mindestens die beiden erstgenannten Vorrichtungen auf einem gemeinsamen Maschinengestell 3 angeordnet sind.
Die Spritzvorrichtung 2, der die Aufgabe zukommt, den ihr in Granulatform zugeführten Kunststoff in den plastischen, genügend fließfähigen Zustand überzuführen und das plastifizierte Gut aus einer Spntzdüse4 mit Druck austreten zu lassen, besteht aus einem elektrisch beheizbaren Hohlzylinder 5 mit einer zentral angeordneten, in der Zeichnung nicht dargestellten Plastrzzierschnecke, die in Hohlzylinder 5 nicht nur drehbar, sondern auch längsverschiebbar angeordnet ist. Die durch die Plastifizierschnecke durchgeknetete Kunststoffmasse, die teils durch die innere Reibung beim Knetvorgang und teils durch die von außen zugeführte Wärme fließbar wird, gelangt in einen der Plastifizierschnecke vorge schalteten Raum des Hohlzylinders 5. Ist in diesem die vorgesehene Füllmenge angesammelt, wird die Plastizzierschnecke durch einen mit ihr verbundenenu an der in der Zeichnung nicht dargestellten Stirnseite des Hohlzylinders angeordneten Druckkolben gegen das andere Ende des Hohlzylinders 5 verschoben und durch die an diesem Ende vorgesehene Spritzdüse 4 der plastifizierte Kunststoff herausgedrückt. Die Spritzvorrichtung 2 ist auf dem Maschinengestell 3 durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten hydraulischen Anbeitszylinder axial verschiebbar, um deren Spritzdüse 4 durch eine Durchgangsöffnung 4 a in der benachbarten Formträgerplatte 6 an die Einfüllöffaung 4b der Spritzgußform 8 anpressen zu können.
Die Formschließvorrichtung 1 besteht aus der auf dem Maschinengestell 3 im Bereich der Spritzvorrichtung 2 stehend und feststehend angeordneten rechteckigen Formträgerplatte 6, auf welcher der eine Formteil 7 der geteilt ausgebildeten Spritzgußform 8 aufgeschraubt ist. Auf dem anderen Ende des Maschinengestelis. 3 ist eine zur Formträgerplatte 6 parallele, gleichgestaltete Ständerplatte 9 befestigt und beide Ständerplatten durch vier in den Ecken angeordnete säulenförrnage Holme 10 miteinander verbunden. Diese Holme dienen zum Führen einer zwischen der Ständerplatte 9 und der feststehenden Formträgerplatte 6 angeordneten axial verschiebbaren Formträgerplatte 11, auf deren der Ständerplatte 9 gegenüberliegenden Seite der andere Formteil 12 befestigt ist. Zum Zusammenführen und Entfernen der Formteile 7 und 12 ist die verschiebbare Formträgerplatte 11 mit einem Arbeitszylinder 13 verbunden, der in einem in der Ständerplatte 9 sitzenden topfförmigen Gehäuse 14 geführt ist, wobei in dem Gehäuseboden das Kolbenstangenende 15 des Arbeitszylinders 13 befestigt ist.
Um den Kolben 16 aus dem Arbeitszylinder 13 herausnehmen zu können, ist das kolbenstangenseitige Ende des Arbeitszylinders 13 durch eine einschraubbare und gegen die Kolbenstange 17 abgedichtete Muffe 18 verschlossen. Die Zuführung bzw.
Ableitung des hydraulischen Druckmittels zum bzw. vom Arbeitszylinder 13 erfolgt durch je eine Bohrung 19 bzw. 20 in der Kolbenstange 17, von denen eine in den kolbenstangenseitigen Zylinderraum 21 und die andere in den gegenüberliegenden Zylinderraum 22 des Arbeitszylinders 13 mündet. Je nachdem das hydraulische Druckmittel in den kolbenstangenseitigen Zylinderraum 21 oder in den anderen Zylinderraum 22 geleitet wird, erfolgt eine Bewegung der zu geordneten Formträgerplatte 11 im Sinne des Öffnens oder Schließens der Spritzgußform 8.
Das topfförmige Gehäuse 14 ist mit einem Außengewinde versehen, mit dem es in einer in der Ständerplatte 9 drehbar und axial unverschiebbar gelagerten Gewindebüchse23 eingeschraubt ist. Die Gewindebüchse 23 ist durch einen Elektromotor 24 über ein Schnecken- oder Zahnradgetriebe 25 antreibbar, wodurch der Arbeitszylinder 13 zusammen mit der verschiebbaren Formträgerplatte 11 axial bewegt werden kann. Diese Verstellvorrichtung dient zum Anpassen des Endabstandes zwischen der Ständer- und der beweglichen Formträgerplatte 9 und 6 an die jeweilige Höhe der verwendeten Spritzgußform 8.
Das der axial verschiebbaren Formträgerplatte 11 zugekehrte freie Stirnende des Arbeitszylinders 13 ist als ein Kolben 26 ausgebildet, dessen Druckzylinder 27 von einem hohlzylindrischen Anguß an der beweglichen Formträgerplatte 11 gestaltet ist. Dieser Formträger-Druckzylinder dient zum vollständigen Schließen der durch den Arbeitszylinder 13 anemander geführten Formteile 7 und 12, um ein Austreten des verflüssigten Kunststoffes aus der Spritzgußform 8 beim Einfüllen zu vermeiden. Dem erforderlichen hohen Schließdruck entsprechend ist der Durchmesser des Druckkolbens 26 verhältnismäßig groß.
Um zum Öffnen der Spritzgußform 8 eine Mitnahme der axial verschiebbaren Formträgerplatte 11 zu gewährleisten, ist am freien Ende des Druckzylinders 27 eine Ringscheibe 28 befestigt, gegen die sich der Kolben 26 des Druckzylinders 27 abstützt. Da der Schließdruck von dem eine bedeutend kleinere Stirnfläche gegenüber dem Druckzylinder 27 aufweisenden Arbeitszylinder 13 nicht aufgenommen werden kann, ist eine Sperrvorrichtung vorgesehen, die von zwei diametral gegenüberliegenden sichelförmigen Anschlag gen 29 gebildet ist. Im Bereich der Öffnung des topfförmigen Gehäuses 14 sind in dessen Mantel Schlitze 30 angeordnet, die den Anschlägen 29 angepaßt sind und zu deren Führung dienen. Jedem Anschlag 29 ist ein am Flansch 31 des topfförmigen Gehäuses 14 befestigter Arbeitszylinder 32 zugeordnet und mit dessen Arbeitskolben 33 durch eine Kolbenstange 34 verbunden. Nach dem Herausfahren des Arbeitszylinders 13 aus dem topfförmigen Gehäuse 14 zum Zweck des Zusammenführens der Formteile 7 und 12 wird die kolbenstangenfreie Seite der den Anschlägen 29 zugeordneten Arbeitskolben 33 mit dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt, wodurch die Anschläge 29 unter den Boden des Arbeitszylinders 13 geführt werden und diesen beim Beaufschlagen des Druckzylinders 27 mit dem hydraulischen Druckmittel gegen das topfförmige Gehäuse 14 bzw. die Ständerplatte 9 abstützen.
Die in der Zeichnung nicht dargestellte Druckerzeugungsvorrichtung ist zur Betätigung des Arbeitszylinders 13, des Druckzylinders 27, der Arbeitskolben 33 und verschiedener Sicherheitsvorrichtungen bestimmt. Diese Druckerzeugungsvorrichtung ist im wesentlichen von Pumpen zur Erzeugung des Druckes des hydraulischen Druckmittels gebildet, das mittels Steuerschiebern, Schaltuhren, Sicherheitsventilen od. dgl. so gesteuert wird, daß ein kontinuierlicher Ablauf eines jeden Spritzvorgangs im Zusammenhang mit einer elektrischen Steuerung des elektrischen Antriebes gewährleistet ist.
In den Abb. 1 bis 3 sind die drei Betriebsstellungen der Schließvorrichtung 1 dargestellt. Abb. 1 zeigt die Endstellung des Arbeitszylinders 13 bei geöffneter Spritzgußform 8, wie sie durch Füllen des kolbenstangenseitigen Zylinderraumes 21 des Arbeitszylin ders 13 mit dem hydraulischen Druckmittel über die Bohrungl9 erreicht wird. Die Formteile 7 und 12 sind dabei so weit voneinander entfernbar, daß der aus der vorhergehenden Füllung der Spritzgußform mit dem aus Kunststoff stammenden Spritzling leicht aus der Spritzgußform gezogen bzw. mittels Auswerfer aus dieser ausgestoßen werden kann. Nunmehr werden die Formteile7 und 12 zum Anliegen gebracht, wozu das hydraulische Druckmittel dem kolbenstangenfreien Zylinderraum 22 über die Bohrung 20 zugeführt wird, wie in Abb. 2 dargestellt ist. Sodann werden die Anschläge 29 unter den Boden des Arbeitszylinders 13 mittels der Arbeitskolben 33 geschoben und der Kolben 26 des Druckzylinders 27 mit dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt, wie Abb. 3 erkennen läßt. Hierdurch wird der vollkommen flüssigkeitsdichte Verschluß der Spritzgußform 8 erzielt. Nunmehr wird die Spritzvorrichtung 2 bis zum festen bzw. dichten Aufsitzen ihrer Spritzdüse 4 auf der Mündung der Einspritzöffnung in der Spritzgußform 8 verschoben und diese mit dem plastifizierten Kunststoff gefüllt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Formschließvorrichtung, insbesondere für thermoplastische Kunststoffe verarbeitende Spritzgußmaschinen, mit einer feststehenden und mit einer verschiebbaren und feststellbaren Formträgerplatte, von denen die verschiebbare Formträgerplatte mittels eines hydraulischen Arbeitszylinders gegen die feststehende Formträgerplatte anpreßbar ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) Die verschiebbare Formträgerplatte (11) ist zugleich Druekzylinder (27) für ein zusätzliches hydraulisches Formzuhaltesystem; b) der Arbeitszylinder (13) ist an seinem der Form zugekehrten Ende als Kolben für den Formträger-Druckzylinder (27) ausgebildet; c) der Arbeitszylinder (13) ist verschiebbar auf einem feststehenden Kolben (16) gelagert, der im Boden eines den Arbeitszylinder (13) topfförmig übergreifenden Gehäuses (14) bebefestigt ist.
2. Formschließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Außengewinde versehene topfförmige Gehäuse (14) auf dem Innengewinde einer das Gehäuse umgebenden, im Maschinengestell drehbar gelagerten, antreibbaren Gewindebüchse (23) geführt ist.
3. Formschließvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Öffnung des topfförmigen Gehäuses (14) zwei aneinander diametral gegenüberliegende Schlitze (30) zur Aufnahme je eines sichelförmigen Anschlages (29) angeordnet sind, die beide mittels je eines hydraulischen Arbeitskolbens derart nach innen verschiebbar und zurückziehbar sind, daß bei her ausgefahrenem Arbeitszylinder(13) jeder Anschlag hinter dessen Stirnwand greift bzw. aus dieser Stellung zurückzubewegen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1 074 920, 1141429; USA.-Patentsohrift Nr. 2 273 713; Zeitschrift »Kunststoffe«, 1954, Heft 9, S. 396.