DE1160605B

DE1160605B - Spritzgiessmaschine fuer die Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe

Info

Publication number: DE1160605B
Application number: DEF34580A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Funck
Original assignee: DR ING FUNCK KG
Current assignee: DR ING FUNCK KG
Priority date: 1961-07-31
Filing date: 1961-07-31
Publication date: 1964-01-02
Also published as: NL281340A; BE620702A; US3205536A; GB947455A

Description

Spritzgießmaschine für die Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe Zusatz zum Patent: 1 150 799 Die Erfindung bezieht sich auf eine nach Patent 1150799 ausgebildete Spritzgießmaschine für die Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe, bei der die in einem Kranz angeordneten, mit Schließ- und Öffnungsvorrichtungen für die Spritzgießformen versehenen Spritzgießformerträger ortsfest sind und die Formen über ein innerhalb des Kranzes bewegliches Organ des Kunststoff-Spritzaggregats nacheinander mit dem plastifizierten Spritzgut unter Druck gefüllt werden.
Bei der Spritzgießmaschine nach dem Hauptpatent ist das gesamte, aus der Plastifizierpresse und dem mit dieser verbundenen Spritzkopf bestehende Spritzaggregat innerhalb des Kranzes der ortsfesten Formenträger angeordnet. Dabei wird das ganze Spritzaggregat gegenüber den feststehenden Formenträgerr gedreht, um den Spritzkopf nacheinander an die nach dem Innern des Kranzes weisenden Einspritzöffnungen der auf ihren Trägern befestigten Formen anzusetzen.
Die Vorteile einer ortsfesten Anordnung der Spritzgießformen gegenüber den üblichen Anordnungen mit drehbarem Formenkranz und feststehendem Spritzaggregat, bei denen die Formen schrittweise vor das Spritzaggregat geführt werden, sind im wesentlichen folgende: a) Bei einer größeren Zahl von Formen ist das Gewicht des Spritzaggregates geringer als das des Formenträgerkranzes, so daß der Arbeitsaufwand für das absatzweise Beschleunigen und Verzögern bei Bewegung des Spritzaggregates gegenüber den feststehenden Formen geringer ist, als wenn die große Masse des gesamten Formenträgerkranzes mit den Formen gegenüber der Spritzeinheit bewegt wird. b) Die Steuerung der Mechanismen zum Schließen und Öffnen der Formen bzw. zum Auswerfen der fertigen Formteile kann bei fester Anordnung der Formenträger erheblich vereinfacht werden. c) Sowohl ein Formenwechsel als auch Instandhaltungsarbeiten an einzelnen Formenträgern lassen sich leicht während des Betriebs der Presse durchführen, ohne die Weiterbenutzung der übrigen Formen zu hindern.
Die vorliegende Zusatzanmeldung bezieht sich auf eine Weiterentwicklung der Spritzgießmaschine nach dem Hauptpatent. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die dort beschriebene Spritzgießmaschine mit einem Kranz ortsfest angeordneter Spritzgießformen, die über ein innerhalb des Kranzes bewegliches Organ des Spritzaggregates nacheinander unter Druck gefüllt werden, zu vereinfachen, insbesondere das Gewicht der absatzweise zu bewegenden Bauteile der Maschine noch weiter zu verringern.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Überlegung, daß sich erhitzte thermoplastische Kunststoffe, wenn sie das Plastifizieraggregat verlassen, wie hochviskose Flüssigkeiten verhalten und es möglich sein muß, diese heißen Massen mit dem Druck, den das Plastifizieraggregat erzeugt, aus einem feststehenden Pressenteil über ein bewegliches Einspritzsystem in die Spritzgießform hineinzudrücken.
Unter Ausnutzung dieser Erkenntnis wird erfindungsgemäß der im wesentlichen aus der Plastifizierpresse bestehende Hauptteil des Spritzaggregates ortsfest angeordnet und nur ein das Spritzgut den einzelnen Formen zuführendes Verteilerorgan innerhalb des Spritzformenkrauzes bewegt, vorzugsweise um dessen Achse gedreht.
Ein derartiges Verteilerorgan läßt sich verhältnismäßig leicht, d. h. mit kleiner träger Masse ausführen. Die schweren Teile des Spritzaggregates, z. B. der Plastifizierungszylinder, eine Schnecke, deren Antrieb und der Einfülltrichter, sind ortsfest angeordnet und damit auch während des Betriebes der Maschine bequem zugänglich. Die Bauweise der gesamten Spritzgießmaschine ist besonders gedrungen.
Am kleinsten sind die beim Übergang von einer Spritzgießform zur folgenden zu beschleunigenden und wieder zu verzögernden trägen Massen, wenn mit dem ortsfesten Hauptteil des Spritzaggregates ein zumindest angenähert im Mittelpunkt des Spritzgießformenkranzes angeordneter Spritzgutverteiler verbunden ist, der ein drehbares Verteilerorgan enthält, das vom Verteiler zu den einzelnen Formen führende Spritzgutkanäle nacheinander mit dem Hauptteil des Spritzaggregates verbindet.
Bei einer solchen Ausführung der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine ist lediglich das beispielsweise als Drehschieber ausgebildete Spritzgutverteilerorgan absatzweise zu drehen, um zum Füllen der einzelnen Spritzgießformen diese nacheinander mit dem Hauptteil des Spritzaggregates zu verbinden.
Eine derartige Verteilung des Spritzgutes über mehrere, jeweils einer Spritzform zugeordnete Kanäle ist jedoch für eine Reihe von thermoplastischen Kunststoffen nicht immer ohne Nachteil verwendbar, weil die in dem Hauptpatent des Spritzaggregates aufgeschinolzenen, heißen thermoplastischen Massen in den Verbindungskanälen zwischen dem Spritzgutverteiler und den einzelnen Formen jeweils so lange stehen bleiben, bis nach nach zeitlich gestaffeltem Füllen der übrigen Formen - die gleiche Form erneut gefüllt wird. Damit die Massen während dieser Zeit plastisch bleiben, müssen sie heiß gehalten, gegebenenfalls sogar zusätzlich beheizt werden, was bei temperaturempfindlichen Massen leicht zu unerwünschten Zersetzungen oder Verfärbungen führen kann.
Diese Schwierigkeit kann dadurch behoben werden daß man als bewegliches Verteilerorgan nur einen an den Hauptteil des Spritzaggregates angeschlossenen Spritzgutkanal vorsieht, der mittels einer um die Achse des Formenkranzes schwenkbaren Halterung mit seinem Ausstoßende bzw. einer Spritzdüse nacheinander an die Einspritzöffnungen der Spritzgießformen angesetzt wird. Da in diesem einzigen Spritzgutkanal die plastischen Kunststoffmassen jeweils nur während der kurzen Zeit des Uberganges von einer zu der folgenden Form stehen bleiben, können die obenerwähnten Zersetzungserscheinungen oder Verfärbungen nicht mehr auftreten.
Es erweist sich als günstig, als Massekanal für die Übertragung des heißen Spritzgutes in die einzelnen Formen einen flexiblen Druckschlauch zu verwenden, um auf diese Weise alle gegeneinander bewegiichen Dichtungen. wie Stopfbüchsen oder Schieber, zu vermeiden. Die Führung der plastischen Massen erfolgt ohne Hemmungen an scharfen Umlenkungen und ohne »tote Ecken«.
Eine solcher flexibler Druckschlauch muß einen inneren Überzug aus hitzebeständigem, elastischem Werkstoff erhalten. Dieser Überzug kann beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen oder Siliconkautschuk bestehen.
Um unerwünschte Abkühlungen der plastischen Kunststoffmassen innerhalb der Verteilervorrichtung zu vermeiden, können die entsprechenden Leitungen oder Kanäle gut wärmeisoliert. falls notwendig auch zusätzlich beheizt werden.
In der Zeichnung ist an zwei Ausführungsbeispielen in schematischer Darstellung eine nach dieser Zusatzerfindung ausgebildete Spritzgießmaschine veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Spritzgießmaschine mit zentralem Spritzgutverteiler und je einem Massekanal zwischen Verteiler und den Formen, Fig.2 eine Aufsicht auf eine abweichend ausgeführte Maschine, bei der der Spritzgutverteiler als ein beweglicher Massekanal ausgebildet ist, Ei g. 3 eine Seitenansicht einer Maschine ähnlich F i g. 2, bei der als Massekanal ein flexibler Druckschlauch verwendet ist (die vorn liegenden Spritzformen sind nicht dargestellt), Fig. 4 eine Kurvenbahn zur Führung des Druckschlauches der Maschine nach Fig.3. in abgewickeltem Zustand dargestellt.
In der Spritzgießmaschine gemäß Fig. 1 ist der Hauptteil des z. B. als Schneckenpresse ausgebildeten Spritzaggregates 1 ortsfest angeordnet. Der Plastifizierungszylinder 2 der Presse steht über das Druckrohr 3 mit dem Spritzgutverteiler 4 in Verbindung. der einen inneren Drehschieber 5 und ein äußeres Verteilergehäuse 6 aufweist. an dessen Radialöffnungen festliegende, zu den einzelnen. in ortsfesten Formenträgern 7 sitzenden Spritzgießformen führende Spritzgutkanäle 8 angeschlossen sind.
Die Plastifizierpresse 1 liegt in einer Lücke des durch die Formenträger 7 bestimmten Formenkranzes; der Spritzgutverteiler 4 mit seinem drehbaren Schieber 5 befindet sich im Mittelpunkt dieses Kranzes.
Beim Arbeiten mit dieser Spritzgießmaschine bringt der Drehschieber 5 des Spritzverteilers 4 jeweils nacheinander die einzelnen Spritzgießformen mit dem Druckrohr 3 des Plastifizierungszylinders 2 in Verbindung. tim die Formen in regelmäßiger Folge zu füllen.
Die einzelnen Formen werden innerhalb derjenigen Zeitintervalle geöffnet. entleert und wieder verschlossen, die der Drehschieber 5 für eine vollständige, stufenweise durchgeführte Drehung benötigt.
Man erkennt, daß bei dieser Ausführung in den Spritzgutkanälen 8 stets plastische Kunststoffmasse stehen bleibt. Diese Masse muß - um ihre Plastizität aufrechtzuerhalten - durch Isolation oder zusätzliche Beheizung heiß gehalten werden, was unter Umständen zu unerwünschten Veränderungen der Masse, insbesondere zu Verfärbungen, führen kann.
Die in Fig.2 und 3 dargestellte Ausführung der Spritzgießmaschine vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß an den Plastiflzierungszylinder 2 des Spritzaggregates 1 ein schwenkbares Verteilerorgan in Form eines einzigen Massekanals, insbesondere eines flexiblen Drucksehlauches 9, fest angeschlossen ist, der von einer drehbaren Halterung 10 gehalten und geführt wird. Der drehbaren Halterung 10 ist ein Antriebsmotor 11 zugeordnet. der über ein Ritzel 12 das auf der drehbaren Stütze 13 gelagerte Zahnrad 14 antreibt und dadurch den Halterungsarm 15 um die im Zentrum des Kranzes der Spritzgießform.enträger 7a bis 7e liegende Achse 16 absatzweise dreht.
Das Ende des Halterungsarmes 15 trägt die am Ausstoßende des Drucksdilauches 9 befindliche Spritzdüse 17, die in einer Schlittenführung 18 des Armes 15 verschiebbar geführt ist. Durch eine Vorschubvorrichtung 19 kann die Spritzdüse 17 gegen die Kraft einer nicht dargestellten Rückführfeder in das Einspritzmundstück 20 einer Spritzgießform 21 hineingedrückt werden. Zum Öffnen und Schließen der Form 21 dient der Betätigungszylinder 22, in dem sich ein mit dem oberen Teil 21(1 der Spritzgießform 21 verbundener Kolben 23 bewegt.
An der Innenseite der Aufspanntische 24 der Formenträger 7 ist eine Führung 25 für den Halterungsarm 15 vorgesehen, die sich als eine nach einem Kreisbogen gekrümmte Schiene längs sämtlicher Formenträger 7 erstreckt und zwei mit Abstand übereinanderliegende Führungsnuten 26 bzw. 27 aufweist (vgl. F i g. 4), die an ihren Enden unter spitzen Winkeln ineinander übergehen. Der Halterungsarm 15 ist in senkrechter Richtung um die Querachse 28 schwenkbar. Sein Führungszapfen 29, der bei seiner Führung in der oberen Führungsnut 26 die Spritzdüse 17 jeweils vor die Mund stücke 20 der einzelnen Spritzgießformen 21 bringt, zieht nach Beendigung einer Schwenkbewegung im Sinne des Pfeiles 30 (Fig. 2) den Halterungsarm 15 mit dem Druckschlauch 9 und der Spritzdüse 17 nach unten, sobald er in den schrägen Teil 26' der oberen Führungsnut 26 einläuft. Der Rücklauf erfolgt dann in der unteren Führungsnut 27 ohne Unterbrechung im Sinne des Pfeiles 31. Am Ende der Nut 27 führt der schräge Teil 27' dieser Nut den Trägerarm 15 wieder in die obere Nut 26 hinein (Fig. 4).
In der Nut 26 sind durch den Führungszapfen 29 zu betätigende Druckstücke 32 a bis 32e sowie - jeweils an den beiden Enden - weitere Druckstücke 33 und 34 angeordnet, die durch den Führungszapfen verschoben werden und dabei Steuerkontakte 35 für die Steuerung der Schwenkbewegung der Halterung 10 des Spritzvorganges und die Fortsetzung der Schwenkbewegung bzw. deren Umsteuerung schalten. Die Druckstücke 32 a bis 32e liegen jeweils an denjenigen Stellen, an denen sich der Führungszapfen 29 befindet, wenn die Spritzdüse 17 genau vor einem Spritzform-Mundstück 20 steht.
Die Maschine arbeitet in folgender Weise: Nach einem Zurückschwenken der Halterung 10 bis in den linken Teil27' der unteren Führungsnut 27 wird durch das Druckstück 33 bzw. dessen zugehörige Kontakte 35 der Motor 11 umgeschaltet, worauf der Halterungsarm 15 in der oberen Führungsnut 26 nach rechts geschwenkt wird. Beim Erreichen des Druckstückes 32 a durch den Führungszapfen 29 wird der Motor 11 stillgesetzt, dann befindet sich die Spritzdüse 17 vor dem Mundstück der Spritzgießform im Träger 7 a. Gleichzeitig wird die Vorschubvorrichtung 19 (Fig.3) betätigt, die die Spritzdüse 17 gegen die Kraft ihrer Rückführfeder fest in das Mundstück 20 der Form hineindrückt, in dem sie sich genau auf die Einspritzöffnung der betreffenden Form zentriert.
Unmittelbar im Anschluß hieran wird über den flexiblen, wärmeisolierten Druckschlauch 8 aufgeschmolzene Kunststoffmasse in die Form hineingepreßt. Nach Füllen der Form wird die Vorschubvorrichtung 19 abgeschaltet und die Spritzdüse von ihrer Rückführfeder zurückgezogen. Sodann dreht der Motor 11 die Halterung 10 so lange im Sinne des Pfeiles 30, bis der Führungszapfen 29 auf das nächste Druckstück 32b aufläuft, das der Spritzgießform im Träger 7b zugeordnet ist. Hier wiederholen sich die gleichen Vorgänge wie an der Form des Trägers 7 a.
Auf diese Weise werden nacheinander die Formen gefüllt.
Bei der weiteren Bewegung nach Füllen der letzten Form im Träger 7 e kommt der Führungszapfen 29 in den schrägen Endteil 26' der Führungsnut 26, wobei er das Druckstück 34 erreicht, das nur seinerseits einen entsprechenden Kontakt betätigt, der den Motor 11 umsteuert und dafür sorgt, daß die Halterund 10 mit ihrem Führungszapfen 29 nun zügig in Richtung des Pfeiles 31 der F i g. 2 bis zum anderen Ende der Führungsbahn hindurchgeschwenkt wird.
Dabei läuft die Spritzdüse 17 jeweils unterhalb der Spritzgießform-Mundstücke 20 frei hindurch. Bei Erreichen des Druckstückes33 am Ende des schrägen Teiles 27' der Führungsnut 27 wird der Motor 11 wiederum stillgesetzt und umgesteuert, worauf ein neues Füllungsspiel der inzwischen gekühlten, entleerten und wieder geschlosenen Formen beginnt. An den schrägen Enden 26' und 27' der Führungsnuten 26 bzw. 27 sind an sich bekannte und nicht dargestellte Führungsweichen vorgesehen, die den Führungszapfen 29 zwingen, in der vorher beschnebenen Weise durch die Nuten hindurchzugleiten.
Wie die Darstellungen der Zeichnung erkennen lassen, ergibt die Ausführung einer Spritzgießmaschine gemäß der Zusatzerfindung eine außerordentlich gedrängte Bauart, bei der trotzdem sowohl die ortsfest angeordneten Formenträger und Formen als auch das ortsfest angeordnete Spritzaggregat sehr gut zugänglich sind. Die Steuerung des Ganzen erfolgt im wesentlichen über ortsfest angeordnete Kontakte oder Vorrichtungen, und es ist lediglich die Vorschubvorrichtung 19 für die Spritzdüse 17 an einem beweglichen Teil angeordnet.

Claims

Patentansprüche: 1. Spritzgießmaschine für die Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit in einem Kranz ortsfest angeordneten Spritzgießformen, die über ein innerhalb des Formenkranzes bewegliches Organ des Spritzaggregates nacheinander mit dem plastifizierten Spritzgut unter Druck gefüllt werden, nach Patent1150799, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen aus einer Plastifizierpresse bestehende Hauptteil des Spritzaggregates ortsfest angeordnet und nur ein das Spritzgut den einzelnen Formen zuführendes Verteilerorgan innerhalb des Spritzgießformenkranzes bewegbar, vorzugsweise um dessen Achse drehbar ist.
2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ortsfesten Hauptteil des Spritzaggregates ein zumindest angenähert im Mittelpunkt des Spritzgießformenkranzes angeordneter Spritzgutverteiler verbunden ist, der ein drehbares Verteilerorgan enthält, das vom Verteiler zu den einzelnen Formen führende Spritzgutkanäle nacheinander mit dem Hauptteil des Spritzaggregates verbindet.
3. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hauptteil des ortsfesten Spritzaggregates ein schwenkbares Verteilerorgan in Form eines einzigen Spritzgutkanals angeschlossen ist, der mittels einer um die Achse des Formenkranzes schwenkbaren Halterung mit seinem Ausstoßende bzw. einer Spritzdüse nacheinander an die Einspritzöffnungen der Spritzgießformen ansetzbar ist.
4. Spritzgießmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzgutkanal von einem temperaturbeständigen flexiblen Druckschlauch gebildet ist.
5. Spritzgießmaschine nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil des Spritzaggregates in einer Lücke des Spritzformenkranzes angeordnet, die Halterung für den Spritzgutkanal in beiden Drehrichtungen schwenkbar ist und an den Spritzgießformenträgern eine Führung für ein mit der Halterung verbundenes Führungsglied vorgesehen ist.
6. Spritzgießmaschine nach AnspruchS, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung zwei in Form einer Parallelschleife angeordnete Führungsbahnen enthält, die mit Abstand senkrecht übereinanderliegen, und daß die in senkrechter Richtung bewegliche Halterungsvorrichtung bei ihrer Schwenkung in dem einen Sinne in einer ersten Führungsbahn führbar ist, wobei das Ausstoßende des Spritzgutkanals sich in der Höhe der Einspritzöffnungen der Formen bewegt, während sie beim Rücklauf der zweiten Führungsbahn folgt, von der das Ausstoßende des Spritzgutkanals unter oder über den Einspritzöffnungen der Spritzgießformen vorbeiführbar ist.
7. Spritzgießmaschine nach dem AnspruchS oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Führung an denjenigen Stellen, die das Führungsglied erreicht, wenn sich das Ausstoßende des Spritzgutkanals der Einspritzöffnung einer Spritzgießform gegenüber befindet, Steuerorgane für die Unterbrechung der Schwenkbewegung der Halterung, die Steuerung des Einspritzvorganges und die Fortsetzung der Schwenkbewegung der Halterung vorgesehen sind.
8. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche l bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die Spritzgut führenden Kanäle und/oder Verteilerwärme isoliert oder heizbar sind.