DE1529907C2

DE1529907C2 - Spritzgießmaschine mit einstellbarer Formschließkraft zur Verarbeitung plastischer Massen

Info

Publication number: DE1529907C2
Application number: DE1966E0031522
Authority: DE
Inventors: Friedrich Bernd 8834 Pappenheim Bielfeldt
Original assignee: Eckert and Ziegler GmbH
Current assignee: Eckert and Ziegler GmbH
Priority date: 1966-04-27
Filing date: 1966-04-27
Publication date: 1978-04-13
Also published as: DE1529907B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung plastischer Massen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Spritzgießmaschine dieser Gattung ist nach der GB-PS 9 67 211 der Anmelderin bekannt. Die bekannte Spritzgießmaschine dient zur Herstellung großflächiger Gegenstände, wobei die nach der Formaufweitung aufgebrachte erhöhte Formschließkraft eine Nachverdichtung, d. h. ein Nachprägen des hergestellten Gegenstandes bewirkt. Nach dem britischen Patent wird die bekannte Arbeitsweise mittels einer Spritzgießmaschine mit hydraulischer Formschließvorrichtung durchgeführt. Die während des Einspritzvorgangs verringerte Formschließkraft wird dabei durch ein entsprechendes Absenken des hydraulischen Druckes im Formschließzylinder unter den Höchstdruck erzielt und die der Formaufweitung folgende Nachverdichtung durch Erhöhung des hydraulischen Druckes im Formschließzylinder auf dessen Höchstwert erreicht. Zur Durchführung dieser bekannten Arbeitsweise mittels einer Spritzgießmaschine mit hydraulischer Formschließvorrichtung sind einerseits zur entsprechenden Beeinflussung des hydraulischen Druckes zusätzliche Abtast- und Steuermittel erforderlich. Zum anderen kann eine sehr hohe Formschließ- bzw. Nachverdichtungskraft, wie sie zur Herstellung großflächiger Formgegenstände mit hohen Anforderungen an die Oberflächengenauigkeit notwendig ist, bei hydraulischer Formzuhaltung nur durch Vergrößerung der Kolbenfläche im Formschließzylinder erzielt werden. Der Einsatz von Spritzgießmaschinen mit derart groß dimensionierter hydraulsicher Formschließvorrichtung ist jedoch häufig nicht wirtschaftlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den bekannten Maßnahmen und der zu ihrer Durchführung erforderlichen Spritzgießmaschine, eine Standard-Spritzgießmaschine anzugeben, mit der die

ίο vorbekannten Maßnahmen ohne nennenswerte technische Zusatzeinrichtungen bei sehr hohen Formschließ- und damit Nachverdichtungskräften jederzeit wirtschaftlich ausgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenden Merkmale gelöst.

Bei einer derartigen Spritzgießmaschine mit einer durch ein Kniehebelsystem betätigten Formschließvorrichtung kann die zur Erzielung der Nachverdichtung bzw. des Nachprägens notwendige Veränderung der Formschließkraft ohne nennenswerte Zusatzeinrichtungen lediglich durch entsprechende Betätigung der am Kniegelenk vorhandenen Antriebseinheit erzielt werden. Gleichzeitig steht zur Nachverdichtung der in die Form eingespritzten plastischen Masse die sehr hohe maximale Schließkraft des Kniehebelsystems zur Verfügung.

Statt einer hydraulischen Antriebseinheit kann auch eine solche verwendet werden, bei der bei noch gebeugtem Kniegelenk ein Nachgeben desselben ermöglicht wird.

Vorzugsweise wird das Kniegelenk nach einer vorbestimmten Aufweitung der Spritzgießform durch die eingespritzte Masse mit der erhöhten, das Kniegelenk durchstreckenden Kraft beaufschlagt.

Durch die Veränderung der Formschließkraft wird ein Auftreiben der Form unter geringerem Einspritzdruck ermöglicht als bei den bekannten Spritzgießmaschinen, bei denen die Holmdehnung für ein Aufweiten der Form und eine Nachverdichtung ausgenutzt werden muß.

Die Spritzgießmaschine nach der Erfindung wird an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch die wesentlichen Teile einer Spritzgießmaschine und ein an diese schematische Darstellung angeschlossenes Kraft-Weg-Diagramm.

Bei einer Formschließ- und -öffnungsvorrichtung einer Spritzgießmaschine ist mit 1 eine feststehende Formaufspannplatte und mit 2 eine bewegbare Formaufspannplatte bezeichnet, zwischen denen die Spritzgießform 3 angeordnet ist. Zum Antrieb der bewegbaren Formaufspannplatte 2 in öffnungs- und in Schließrichtung dient ein Kniehebelsystem 4,5,6, das in der Zeichnung schematisch durch das Kniehebelpaar 4 und 5 mit dem Kniegelenk 6 wiedergegeben ist. In bekannter und nicht dargestellter Weise dient zur Bewegung des Kniehebelsystems 4, 5, 6 eine hydraulische Antriebseinheit, z. B. aus einem Druckzylinder und einem Druckkolben bestehend, die mit dem Kniegelenk 6 verbunden ist und einerseits an der bewegbaren Formaufspannplatte 2 und andererseits an dem feststehenden Querhaupt 7 durch Verbindungsstangen in bekannter Weise gelenkig aufgehängt ist.

In Relation zu dem dargestellten Kniehebelsystem 4,

h^r> 5, 6 mit bewegbarer Formaufspannplatte 2 ist in der Zeichnung ferner ein Kraft-Weg-Diagramm dargestellt, das die Kräfteverhältnisse und die einzelnen Verfahrensschritte erläutern soll. In dem Diagramm bedeutet

E = die an der bewegbaren Formaufspannplatte 2 in Formschließrichtung zur Verfugung stehende Kraft, resultiert aus der Kraft an der hydraulischen Antriebseinheit und der Übersetzung des Kniehebelsystems 4,5,6

C = Verlauf der Federkraft der hier in Frage kommenden Maschinenteile, also der Formschließ- und -öffnungsvorrichtung und der eingespannt Spritzgießform 3,

a\ = Stellung des zentralen Kniegelenks 6 im Augenblick der Berührung beider Spritzgießformhälften,

ay = Größe der resultierenden Kraft E in dem

Punkt au

a_r = Größe der Federkraft C in dem Punkt a\ (Zuhaltekraft),

si = Stellung der bewegbaren Formaufspannplatte 2 im Punkt a\,

32 = bei Beginn des Formfüllvorgangs erreichte

Beugungslage des Kniegelenks 6, ar, ar· = zum Punkt ai gehörende Kräfte,

52 = Stellung der bewegbaren .Formaufspannplat

te 2 im Zeitpunkt a2,

>' ai = das Zentralgelenk in der Strecklage des

Kniegelenks 6,

53 = Stellung der bewegbaren Formaufspannplat

te 2 in der Strecklage a₃.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Spritzgießmaschine an Hand dieses Diagramms mit den angegebenen Punkten erläutert. Vor Beginn des Formfüllvorgangs werden die Kniehebel 4, 5 durch Beaufschlagung der hydraulischen Antriebseinheit in eine bestimmte. Beugungslage gebracht, zweckmäßig in die Beugungslage gemäß Punkt S2- Ist diese Beugungslage erreicht,, so wird mit dem Formfüllvorgang begonnen. Während des Formfüllvorgangs wird nun durch entsprechende Einstellung des Drucks im Zylinder der hydraulischen Antriebseinheit die in Schließrichtung auf die Formaufspannplatte 2 wirkende Kraft geringer gehalten als die infolge des Spritzdrucks und der von den Maschinenteilen herrührenden Kraft C in Öffnungsrichtung wirkende Kraft. Auf diese Weise kann die Spritzgießform 3 unter Wirkung des f .Füllvorgangs auftreiben, da ja das Kniegelenk 6 wegen seiner Beugungslage ein rückwärtiges Beugen erlaubt. Erreicht die Rückbewegung der Formauf spannplatte 2 ein gewünschtes Maß, so wird auf die hydraulische Antriebseinheit erneut ein solcher Druck gegeben, daß eine die Kniehebel 4, 5 in die Strecklage az bringende Kraft E auf die Formaufspannplatte 2 ausgeübt wird. Auf diese Weise wird eine Nachverdichtung der in der Spritzgießform 3 eingeschlossenen Masse erzielt.

Wie sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Diagramm ergibt, verschiebt sich durch Änderung der Antriebskraft der hydraulischen Antriebseinheit die Kurve E in Ordinatenrichtung. Bei der in gestrichelter Linie dargestellten Kurve E' wird die Strecklage des Kniegelenks 6 sicher erreicht, während bei der Lage der Kurve E entsprechend der strichpunktierten Linie E" diese Kraft zum Teil kleiner als die von den Maschinenteilen ausgeübte Federkraft C an der gleichen Stelle der Abszisse ist und daher nicht zum

Durchdrücken des Kniegelenks 6 in die Strecklage ausreicht. Andererseits ist es bei der letzteren Lage der Kraft E" auch nicht möglich, die Rückwärtsbewegung der bewegbaren Formaufspannplatte 2t steuerbar abzubremsen, da kein Kraftüberschuß aus dem Hydrauliksystem vorhanden ist. Es kann also entsprechend den jeweils gewünschten Kräften, Wegen und Beugungslagen die für den jeweiligen Zyklusabschnitt zweckmäßige Zusammenstellung der hydraulischen Antriebskraft und des Spritzdruckes in Abhängigkeit von der jeweiligen Federkonstante der Maschinenteile gewählt werden.

Es ist insbesondere auch möglich, wie das dargestellte Diagramm zeigt, die Antriebskraft der hydraulischen Antriebseinheit so zu wählen, daß bei Beginn des Füllvorgangs die Spritzgießform 3 mit einer bestimmten in Schließrichtung wirkenden Kraft E vorgespannt ist, die von der beim Füllvorgang in Öffnungsrichtung wirkenden Kraft überwunden wird, und daß nach Erreichen einer bestimmten Aufweitung der gefüllten Spritzgießform 3 die Antriebskraft der hydraulischen Antriebseinheit auf die dann zur Erreichung der Strecklage des oder der Kniegelenke 6 erforderlichen Größe erhöht wird. Ferner ist es möglich, nach Erreichen der gewünschten Beugungslage und bei Beginn des Formfüllvorgangs die hydraulische Antriebseinrichtung mit dem Druckmittelsunipf zu verbinden, so daß die Spritzgießform 3 auftreiben kann, bis der gewünschte Auftreibhub erreicht ist. Hierdurch wird eine besonders geringe Gegenkraft für den einströmenden Kunststoff erzielt mit der Folge sehr spannungsarmer Formteile und geringer Spritzkraft. Nach Erreichen des gewünschten Auftreibhubes der Spritzgießform 3 und Einschalten der Schließkraft für die Strecklage der Kniehebel 4,5 wird der Spritzdruck vermindert.

Die in dem in der Zeichnung dargestellten Diagramm gezeichnete Linie £ stellt einen Grenzfall der gewählten Kräfteverhältnisse dar, bei dem der Beugungszustand des Kniegelenks 6 im Zeitpunkt des Beginns des Formfüllvorgangs so gewählt ist, daß in diesem Punkt a₂ die von den Maschinenteilen in Formöffnungsrichtung erzeugte Federkraft Cgieich der von der hydraulischen Antriebseinheit über das Kniehebelsystem 4, 5, 6 in Formschließrichtung erzeugten Antriebskraft Eist.

Es kann ferner die Antriebskraft in der hydraulischen Antriebseinheit so gewählt werden, daß während jöder Bewegung des Kniehebelsystems 4, 5, 6 in Schließrichtung die auf die Spritzgießform 3. wirkende Schließkraft größer als die aus den Formauftriebskräften resultierende, in Öffnungsrichtung wirkende Kraft ist.

Die Steuerung der Spritzgießmaschine zur Durchführung der beschriebenen Zyklusabschnitte kann z. B. durch geeignete Endschalter und entsprechend gesteuerte Ventile durchgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spritzgießmaschine zur Verarbeitung plastischer Massen, mit einer auf das einzuspritzende Spritzvolumen einstellbaren Einspritzvorrichtung und mit mindestens einer Formschließvorrichtung, die eine feststehende und eine bewegbare Formaufspannplatte zur Aufnahme je einer Formhälfte einer Spritzgießform aufweist und deren bewegbare Formaufspannplatte beim Formfüllvorgang mit einer Formschließkraft, die geringer ist als die in Öffnungsrichtung der Formhälften wirkende, aus dem Spritzdrucken der Spritzgießform resultierende Kraft ist und nach dem Formfüllvorgang mit einer erhöhten, die Formhälften gegen die eingespritzte Masse schließenden Formschließkraft durch eine hinsichtlich der Formschließkraft einstellbare hydraulische Antriebseinheit beaufschlagt ist, d a durch gekennzeichnet, daß die einstellbare hydraulische Antriebseinheit mit dem Kniegelenk (6) eines an der bewegbaren Formaufspannplatte (2) angeordneten Kniehebelsystems (4, 5, 6) verbunden ist und daß das Kniegelenk (6) beim Formfüllvorgang bei durch das Kniehebelsystem (4, 5, 6) geschlossener Spritzgießform (3) und noch gebeugtem Kniegelenk (6) durch die hydraulische Antriebseinheit mit der geringeren Kraft und nach dem Formfüllvorgang mit der erhöhten, das Kniegelenk (6) durchstreckenden Kraft beaufschlagt ist.

2. Spritzgießmaschine nach Patentanspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Kniegelenk (6) nach einer vorbestimmten Aufweitung der Spritzgießform (3) durch die eingespritzte Masse mit der erhöhten, das Kniegelenk (6) durchstreckenden Kraft beaufschlagt wird.