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Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine zum Anformen von Sohlen
aus Kunststoff oder Gummi an einen Schuhschaft mit einer mehrteiligen Form, die
einen durch ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel über einen Kolben verschiebbaren
Bodenstempel und einen Leisten zur Aufnahme des Schuhschaftes aufweist.
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Beim Anspritzen von Sohlen aus Kunststoff oder Gummi an einen Schuhschaft
sind zwei an sich widersprüchliche Forderungen zu berücksichtigen.
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Die eine besteht darin, daß beim Einspritzen des Kunststoffes oder
Gummis in die Sohlenform der auftretende Innendruck möglichst niedrig gehalten werden
soll, damit kein zu hoher Dichtungsdruck zwischen dem auf dem Leisten befindlichen
Schaft und der Dichtlippe der Form aufgewendet werden muß. Ein allzu hoher.Dichtungsdruck
ist wegen der Gefahr einer Beschädigung des auf dem Leisten befindlichen Schuhschaftes
nachteilig.
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Die andere Forderung ergibt sich aus der Notwendigkeit, daß zur Erzielung
einer guten, dauerhaften Verbindung zwischen der Sohle und dem Schuhschaft zusätzlich
ein Kleber Verwendung findet, der auf den aufgerauhten Schuhschaft aufgetragen wird
und der zum Abbinden, d. h. zur Herstellung der festen Verbindung zwischen der angespritzten
Sohle und dem Schuhschaft, einen möglichst hohen Druck erfordert.
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Es sind also zur Herstellung der endgültigen Verbindung zwischen Sohle
und Schuhschaft unterschiedlich hohe, auf die Sohle einwirkende Drücke erforderlich.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, daß das Einspritzen des Sohlenmaterials
in die Form vorzugsweise unter verhältnismäßig geringem Innendruck (beispielsweise
etwa 3 atü) erfolgt und daß kurz nach dem Einspritzen des Materials ein erhöhter
Innendruck (beispielsweise etwa 6 atü) in der Form zum Anpressen der Sohle an den
Schaft zwecks Abbindens des Klebers erzeugt wird. Die unterschiedlichen Drücke werden
bei der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens durch den Bodenstempel erzeugt,
der durch einen doppeltwirkenden Kolbentrieb verschiebbar ist, wobei die beiden
Kolbenflächen in einer bestimmten Folge mit unterschiedlich hohen Drücken beaufschlagt
werden. Das von einer gemeinsamen Druckquelle erzeugte Druckmittel, beispielsweise
Druckluft, muß dabei jeweils über Druckminderventile auf den für die eine oder die
andere Kolbenfläche erforderlichen Druck reduziert werden. In jeder Zuführungsleitung
zu den einzelnen Druckräumen beiderseits des Kolbens sind Dreiwegehähne erforderlich,
um bei der jeweiligen Verfahrensstufe die Leitung zu entlüften oder mit Druckmittel
zu versorgen.
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Es ist bereits bekannt, als Formschließ- und Formzuhaltevorrichtungen
ein hydraulisches Doppelkolbensystem zu verwenden, welches zwei Kolben mit unterschiedlichen
Wirkflächen aufweist, wobei der Kolben mit der kleineren Wirkfläche die Aufgabe
hat, über einen langen Weg ein Formteil in Schließ- oder in Öffnungsstellung zu
bewegen, während der höhere Schließdruck während des Anspritzvorganges durch den
Kolben mit der größeren Wirkfiäche aufgebracht wird. Ein derartiges Doppelkolbensystem
läßt sich jedoch nicht auf eine Spritzgießmaschine der der Erfindung zugrunde liegenden
Art übertragen, d. h. auf eine Spritzgießmaschine, bei der während des Einspritzvorganges
nur eine verhältnismäßig geringe Belastung des Bodenstempels vorteilhaft ist, während
anschließend
an den Einspritzvorgang zur Erzeugung einer guten dauerhaften Verbindung zwischen
der Sohle und dem Schuhschaft ein besonders hoher, auf den Bodenstempel wirkender
Druck notwendig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung
vorzuschlagen, mit der unterschiedliche Drücke auf den Bodenstempel ausgeübt werden
können, ohne daß unterschiedliche Druckerzeuger oder Druckmindereinrichtungen erforderlich
sind.
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Zu diesem Zweck ist die neue Vorrichtung dadurch gekennzeichnet,
daß bei Anwendung eines etwa gleichbleibenden Drucks des Druckmittels in einem gemeinsamen
Zylinder zwei voneinander unabhängige und relativ zueinander bewegbare Kolben mit
unterschiedlich großen druckbeaufschlagten Wirkflächen für den Antrieb des Bodenstempels
vorgesehen sind, von denen der kleine Kolben während des Einspritzvorganges in Richtung
zum Leisten über eine erste Leitung bei gleichzeitiger Beaufschlagung des großen
Kolbens in Richtung auf seine untere Endstellung und der größere Kolben nach Beendigung
des Einspritzvorganges zur Erzeugung des Anpreßdruckes der Sohle an den Schaft über
eine zweite Leitung in Richtung auf den Leisten beaufschlagbar sind.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht somit darin, daß zur
Erzeugung der unterschiedlichen, auf die Sohle bzw. auf den Bodenstempel einwirkenden
Drücke keine Druckreduzierung bei Verwendung nur eines Druckerzeugers mit gleich
hoch bleibendem Druck erforderlich ist. Das deml(albntrieb zugeführte Druckmittel,
vorzugsweise Druckluft, bleibt für den Vordruck und für den Nachdruck, d. h. zum
Anpressen der Sohle an den Schaft, konstant. Die Druckdifferenzen ergeben sich aus
den unterschiedlichen Wirkflächen der Kolben. Dieser durch die erfindungsgemäße
Lösung mögliche Verzicht auf jede Beeinflussung des Druckmittels hat eine Vereinfachung
der Vorrichtung verbunden mit einer größeren Genauigkeit und Zuverlässigkeit in
der Arbeitsweise zur Folge.
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Im Gegensatz zu den bekannten Formschließ- und Formzuhaltevorrichtungen,
bei denen ein hydraulisches Doppelkolbensystem verwendet wird, bewirkt bei der neuen
Vorrichtung der Kolben mit der kleineren Wirkfläche praktisch den Schließdruck der
Form während des Einspritzvorganges, während der Kolben mit der größeren Wirkfläche
im Anschluß an den Einspritzvorgang ein Anpressen der angeformten Sohle an den Schuhschaft
besorgt. Die neue Vorrichtung unterscheidet sich gegenüber~den bekannten Doppelkolben-Hydraulikvorrichtungen
aber auch in konstruktiver Hinsicht, da bei den bekannten Vorrichtungen die Kolben
mit den unterschiedlich großen Wirkflächen nicht in einem gemeinsamen Zylinder wirksam
sind, nicht hintereinander, sondern ineinander angeordnet und auch nicht derartig
beaufschlagbar sind, daß bei Einfluß des hydraulischen Drucks auf den kleinen Kolben
der große Kolben in eine rückwärtige Ausgangslage gepreßt wird. Bei der neuen Vorrichtung
ist die erste Leitung dazu bestimmt, den großen Kolben in die leistenferne Endstellung
zu bewegen und den relativ dazu verschiebbaren kleinen Kolben in der dem Leisten
bzw. der Sohlenform zugekehrten Endlage zu halten. In dieser Stellung erfolgt der
Einspritzvorgang. Nach Abschalten des Einspritzvorganges wird unter Entlüftung der
ersten
Leitung die zweite Leitung beaufschlagt, wodurch der große Kolben in Richtung auf
den Leisten bewegt wird und dadurch den zum Anpressen der Sohle erforderlichen hohen
Druck erzeugt.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform können die beiden
Druckmittelleitungen von einer gemeinsamen Druckquelle gespeist werden, wobei die
Umschaltung der Leitungen mittels eines Dreiwegehahnes erfolgt.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein
während des Einspritzens zwischen beiden Kolben bestehender freier Abstand mittels
eines Anschlages für den kleineren Kolben einstellbar sein, wobei ebenfalls für
die Festlegung der oberen Endlage des größeren Kolbens ein verstellbarer Anschlag
vorgesehen sein kann.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß
das Abschalten des Einspritzvorganges beim Abwärtsbewegen des kleinen Kolbens über
eine durch den großen Kolben hindurchgeführte und auf ein Schaltorgan wirkende Stange
erfolgt.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß das Abschalten des Einspritzvorganges
unabhängig von der Sohlenstärke durch Abwärtsbewegung des kleinen Kolbens bei Überschreiten
eines bestimmten Formeninnendruckes an einer ganz bestimmten Stelle erfolgt, die
durch Anlage des abwärts bewegten kleinen Kolbens am großen Kolben bestimmt ist.
Die Verlängerungsstange kann dabei als Betätigungsmittel auf einen geeigneten Schalter
einwirken.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Anspritzen von Kunststoffsohlen
mit oder ohne Zwischensohle bzw. Absatzfüllstück geeignet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Vertikalschnitt,
teilweise schematisch, dargestellt.
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Die Vorrichtung besteht aus einer mehrteiligen Form 10 sowie einem
Einspritzaggregat 11. Einem derartigen Einspritzaggregat 11 können jeweils mehrere
derartige Formen 10 zugeordnet sein, die dem Einspritzaggregat taktweise nacheinander,
z. B. mittels eines Rundtisches, zugestellt werden. Zur Form 10 gehört ferner ein
Leisten 12. Die mehrteilige Form 10 besteht aus zwei Rahmenhälften 13, die auf einem
Tisch 14 verschiebbar sind. Die Rahmenhälften sind mit Dichtlippen 15 ausgerüstet,
auf die der Leisten 12 mit überzogenem Schaft 16 dichtend aufgesetzt wird.
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Zur mehrteiligen Form 10 gehört weiterhin ein in Richtung des Doppelpfeiles
A verschiebbarer Bodenstempell7 mit auswechselbarem Aufsatzstück 18.
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Das Aufsatzstück 18 weist die jeweilige Form der Sohle auf. In der
Teilungsebene der Rahmenhälften 13 ist ein Zuführungskanal 19 für den einzuspritzenden
Kunststoff vorgesehen. Dieser Zuführungskanal 19 fluchtet in Einspritzstellung mit
dem Einspritzkanal 20 des Aggregates 11.
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Ein Sperrglied 21 am Einspritzaggregat ist zur Absperrung bzw. zur
Freigabe des Einspritzkanals 20 vorgesehen. Dieses Sperrglied 21 wird von einem
Betätigungsmittel 22, beispielsweise einem Elektromagneten, betätigt.
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Zur Verschiebung des Bodenstempels ist ein vorzugsweise mit Druckluft
betriebener Kolbentrieb 23 vorgesehen. Dieser Kolbentrieb 23 besteht aus zwei Kolben
24 und 25, die verschieblich in einem gemeinsamen Zylinder 26 untergebracht sind.
Der Kolben 25, der eine größere druckbeaufschlagte Fläche besitzt als der Kolben
24, teilt das Innere des Zylin-
ders in einen oberen Druckraum 27 und einen unteren
Druckraum 28. Beiden Druckräumen 27 und 28 kann wechselweise Druckmittel über eine
Druckmittelleitung 29 bzw. 30 zugeführt werden. Dieser jeweils über die Leitungen
29 und 30 zugeführte Druck ist erfindungsgemäß bei jeder Stufe des Verfahrens gleich
hoch. Die zum Anspritzen und Befestigen der Sohle 31 am Schuhschaft 16 erforderlichen
unterschiedlichen Drücke werden durch entsprechende Bemessung der Kolben 24 und
25 erzeugt.
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Zur Erzeugung der unterschiedlichen Drücke sind die beiden Kolben
24 und 25 relativ zueinander verschieblich gelagert. Die Flächenverhältnisse der
beiden Kolben sind so gewählt, daß das Verhältnis zwischen Vordruck (Druck während
des Einspritzvorganges) und dem Nachdruck (Druck zum Anpressen und Ankleben der
Sohle) etwa 1:2 beträgt. Während des Einspritzvorganges ist demnach nur der kleinere
Kolben 24 in Richtung auf den Leisten beaufschlagt.
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Diese Stellung des Kolbentriebs 23 ist in der Zeichnung wiedergegeben.
Das unter einem bestimmten Druck über die Leitung 29 in den oberen Druckraum 27
eingeführte Druckmittel bewirkt bei entlüfteter Leitung 30 eine Belastung des kleinen
Kolbens 24 in Aufwärtsrichtung und eine Belastung des in der unteren Endstellung
befindlichen Kolbens 25 in entgegengesetzter Richtung. Die Belastung des Kolbens
24 wird über ein Zwischenstück 32, einen höhenverstellbaren Anschlag 33 auf einen
hohlen Schaft 34 des Bodenstempels 16 übertragen. Der Schaft ist verschieblich in
einer hülsenförmigen Führung 35 der Vorrichtung gelagert.
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Die obere Endlage des Kolbens 24 und damit des Sohlenstempels ist
durch Anlage des Anschlages 33 am unteren Ende des Schaftes 34 bestimmt. Dessen
Stellung wiederum ist durch die untere Endlage des in entgegengesetzter Richtung
beaufschlagten großen Kolbens 25 vorgegeben, der an einem Anschlag 36 anliegt und
über die zugbelastete Stange 37 eine der Belastung des Kolbens 24 entgegenwirkende
Kraft auf den Bodenstempel ausübt. Auf diese Weise ist die der jeweils gewünschten
Sohlenstärke entsprechende Stellung des Bodenstempels vorgegeben.
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Mit Hilfe des verstellbaren Anschlages 33 kann auch der in Einspritzstellung
vorhandene freie Abstand h zwischen den beiden Kolben eingestellt werden. Dieser
Abstand ermöglicht eine Relativverschiebung des Kolbens 24 gegenüber dem Kolben
25 um einen geringen Betrag, beispielsweise um 0,6 mm.
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Bei Überschreiten eines bestimmten, durch den Kolben 24 vorgegebenen
Druckes im Inneren der Form wird der Kolben 24 um den Betrag h abwärts bewegt und
kommt dabei an der Nabe 38 des Kolbens 25 zur Anlage. Mit dem Kolben 24 ist die
Stange 37 und ein in der Nabe 38 geführter Gleitkörper 39 um den gleichen Betrag
abwärts bewegt worden, dieser Betrag reicht aus, um einen Schalter bzw. den Magneten
22 zur Unterbrechung des Einspritzvorganges zu betätigen. Damit ist das Anspritzen
der Sohle an den Schaft beendet.
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Nach einem bestimmten Zeitraum zum Abkühlen des Sohlenmaterials,
beispielsweise nach 15 bis 30 Sekunden, wird die Leitung 29 entlüftet und Druckmittel
über die Leitung 30 in den unteren Druckraum 28 eingeführt. Dadurch bewegt sich
der Kolben 25 in Richtung auf den Leisten zur Erzeugung des Nachdruckes, der wesentlich
höher, beispielsweise doppelt so hoch ist wie der Druck beim Einspritzen.
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Dabei wird der Druck bzw. die Aufwärtsbewegung des Kolbens 25 über
den Kolben 24, das Zwischenstück 32 den Anschlag 33 auf den Schaft 34 und damit
auf den Bodenstempel übertragen. Die obere Endstellung des Kolbens 25 ist durch
eine einen verstellbaren Anschlag 40 bildende Rändelmutter bestimmt, die verschiebbar
auf dem Zwischenstück 32, beispielsweise mittels Gewinde, geführt ist und die gegen
eine Anschlagkante 41 zur Anlage kommt. Die jeweils gewählte Lage der Rändelmutter
40 ist durch einen radial geführten Bolzen 42 feststellbar, der wiederum unter der
Belastung einer Stiftschraube 43 steht. Auf diese Weise kann der Hub des Kolbens
25 exakt an jede Stärke der Sohle angepaßt werden.
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Der Betrieb der beiden Kolben 24 und 25 erfolgt mit konstantem Druck.
In die beiden Druckleitungen 29 und 30 ist ein einfacher Dreiwegehahn 44 eingesetzt.
Dieser kann beispielsweise mittels eines Hebels 45 von Hand betätigt werden, es
ist aber auch möglich, den Hahn als Magnetventil auszubilden.
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Der Dreiwegehahn 44 ermöglicht zwei Stellungen 1 und 2 (durch Umrandung
angegeben).
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Bei der in der Zeichnung angegebenen Stellung 1 ist die von einer
gemeinsamen Druckquelle 46 kommende zunächst ebenfalls gemeinsame Druckmittelleitung
47 an die Druckmittelleitung 29 angeschlossen, die zum oberen Druckraum 27 des Zylinders
führt. Die Druckmittelleitung 30 führt über einen Stutzen 48 des Dreiwegehahns ins
Freie, so daß der untere Druckraum 28 in dieser Stellung entlüftet ist.
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In der Stellung 2 liegen umgekehrte Verhältnisse vor, d. h., die
von der Druckmittelquelle46 kommende Leitung 47 ist mit der Druckmittelleitung 30
verbunden, die zum unteren Druckraum 28 führt.
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Die dem oberen Druckraum 27 zugeordnete Druckmittelleitung 29 führt
in dieser zweiten Stellung über den Stutzen 48 ins Freie. Der Druckmittelraum 27
ist somit entlüftet.
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In die Druckmittelleitung 27 kann zur Erzielung eines konstanten
Druckniveaus ein Druckminderventil 49 eingesetzt sein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur zum Anspritzen einfacher
Sohlen aus Gummi oder Kunststoff geeignet, sondern auch zum Anspritzen von Sohlen
mit einer Zwischensohle und/oder Absatzfüllstück. Derartige Zwischensohlen bzw.
Füllstücke werden bisher von Hand vor Beginn des Einspritzvorganges an den Schuhschaft
angeklebt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das Anheften der Zwischensohle
bzw. Füllstücke mit Hilfe des Bodenstempels durchgeführt werden. In diesem Fall
ist der Ablauf der einzelnen Arbeitsschritte folgender: Zunächst werden die Einlagen
(Zwischensohle und/oder Füllstück) auf den Bodenstempel gelegt und der mit dem Schaft
überzogene Leisten in die Einspritzstellung gefahren. Sodann wird die Leitung 30
mit Druckluft beaufschlagt, so daß die Kolben 24 und 25 aufwärts in Richtung auf
den Leisten bewegt werden. Durch den ebenfalls aufwärts bewegten Bodenstempel werden
die mit einem Klebstoff bestrichenen Einlagen an die Unterseite des Schaftes angeheftet.
Der maximale Hub 1? ist dabei durch den Abstand zwischen der Rändelmutter 40 und
der Anschlagkante 41 bestimmt. Dieser Hub kann etwa 15 mm betragen, eine für alle
in Frage kommenden
Sohlenstärken ausreichende Größenordnung. Im Durchschnitt liegt
die Stärke einer Kunststoffsohle bei etwa 5 mm. Die jeweilige Einstellung ist durch
entsprechende Verschiebung der Rändelmutter 40 möglich.
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Nach dem Anheften der Einlagen an den Schuhschaft wird die Leitung
30 durch entsprechende Betätigung des Dreiwegehahns entlüftet und die Leitung 29
beaufschlagt. Dadurch erfolgt eine Abwärtsbewegung beider Kolben in die Einspritzstellung
(Darstellung der Zeichnung), und der Einspritzvorgang kann in der bereits beschriebenen
Weise durchgeführt werden.
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Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt in der Verwendung eines
konstanten Druckes bei dem Druckmittel sowie in der einfachen, jedoch zuverlässigen
und sicheren Abschaltung des Einspritzvorganges im erwünschten Augenblick.