DE1989596U - Spritzeinheit fuer eine thermoplastische kunststoffe verarbeitende spritzgiessmaschine. - Google Patents

Description

Dr-INQ. O. STÜRMER - Dr. F. MAVER ·Ί>ΑΤENfÄNWÄlTi

7530 PFORZHEIM · julius-naeh er-strasse 15 Telefon (07231) 8749 · Postscheckkonto: Stuttgart 40827 "·■ Bank: Dresdner Bank Pforzheim, Konto Nr. 3370

Γ" Pr.-Ing. O. Stürner- Dr. F. Mayer, 7530 Pforzheim, Jutius-Naeher Str.13 ~|

Ak t enz e ich, en g_ Den 16.Mai 1968

1 25 564739a""Gt>m - Dr.M/M,

Unsere Reg. Nr.

1217

bitte angeben

L₁ J

AEBUSG MSGHIFEHi¹ABRIK Hehl &'Söhne, 729.1 loßburg/Württ.

Spritzeinheit für eine thermoplastische Kunststoffe verarbeitende

Spritzgießmaschine .

Das Gebrauchsmuster bezieht sich auf eine Spritzeinheit für eine Kunststoffe verarbeitende Spritzgießmaschine ₉ bei welcher das .. plastifizierte Material unter Staudruck im axial verschiebbaren Spritzzylinder vor der rotierenden förderschnecke angesammelt (Vorpiastifizierung) und durch deren mittels Kolbengetriebe be-r wirkten Axialhub in die Gießform eingespritzt wird (Spritzhub)»

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde ₉ eine Spritzeinheit dieser Gattung so auszubilden«, daß bei wesentlicher_s baulicher Vereinfachung der Spritzzyklus schneller und schonender ablaufen kann. .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch beim Spritzhub vorgespanntes die Spritzeinheit nach Beendigung des Spritzhubes von der Gießform absetzende₅ federnde Elemente gelöst$ die ein 'Widerlager für den bei der Yorplastifizierung axial belasteten..¹ Spritzzylinder bilden, wobei der die rotierende Schnecke bei der Vorplastifizierung in rückwärtiger Richtung treibende Staudruck durch Drosselung des Kolbengetriebes beim-Rückhub des Kolbens erzeugt ist» -

g #->-- Pnh^3" ^sof-eiSung und §cÜufaonspr3 Sf cife züTefef eir.gersichfs; s!a weicür von der Wörf- ^ r ϋΓ^,ν.-.ν .'_■:. --'· =:,-.-_;vi^j-<? ι Urfsrlogen ab. Die rechtiichs Bsdeutur.g ocr A.wiiahuag isf- ? icht geprüft. Dfe ursprünp'ic¹ .-^:-·,:■-' vr ..-iv^aoen bevinden sich in rlan Amtsc'-tin. Se W^:-'--.:-a>. ]^c'e--r-*t m.--vs Nachweis eines rschtiiciicn !..tre:^:i u^Lia^r'ü eingesehen werden. Auf Ani.jy v/irden hiervon auoli ;^:ctoi.^_Hicn oder FiIme' zu .dti!i übii^hin Preisen geliefert. Deutsches Patsntamt, Gebrouctisrtiustersfelle,

— O —

Zweckmäßigerweise sind die federnden Elemente als Einrichtungen ausgebildet, welche die Axialbewegung des Spritzzylinders nach Auftreffen der Schiebedüse auf die G-ießform beenden, bevor die Schiebedüse vom Hub belastet ist.

lachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen;

lig. 1 die teilweise längs geschnittene Spritzeinheit in Seitenansicht,

Mg. 2 die Spritzeinheit gemäß lig. 1 in Draufsicht,

Pig. 3 ein Schema des Ölkreislaufes der Spritzeinheit und

Pig. 4 einen Ausschnitt aus der Spritzeinheit in vergrößerter Darstellung.

Der stationäre Zylinder 1 des Kolbengetriebes 1-, 2 ist mittels Muttern 13 auf Trägerholmen-10, 11 befestigt. Der Ölmotor 4, die Förderschnecke 9 und die Brücke 6 bilden zusammen eine bauliche Einheit, die verschiebbar auf dem Holmenpaar 1O₉Il gelagert ist, Die Einheit 4»6,9 ist über den-Formteil 5 mit der Kolbenstange 3 des Kolbengetriebes 1,2 verbunden» Eine weitere, aus Spritzzylinder 8, Granulatbehälter 14 und Trägerbrücke 7 bestehende bauliche Einheit ist ebenfalls auf den. Holmen 10,11 in Spritzrichtung verschiebbar gelagert.

Am vorderseitigen Ende eines jeden Holmens 10 bzw. 11 ist leicht lösbar eine Hülse 15 festgeklemmt, die ein Außengewinde aufweist. Eine weitere Hülse 16 mit Innengewinde steht mit der Hülse 15 im Gewindeeingriff .'"Die Hülse 16 nimmt ein Üellerfederpaket auf, das einerseits von einem Plansch 16' der Hülse 16 und andererseits von einem hülsenförmigen Anschlagring 18 begrenzt ist. Der Ansohlagring ist durch einen Seegerring 19 gesperrt.

In dem -Formteil 5 ist eine parallel zur Spritzrichtung angeordnete Schaltstange 20 axial verstellbar befestigt, die in ein am Zylinder 1 des Kolbengetriebes befestigtes Schaltergehäuse eingreift (fig.2). In der Bewegungsbahn der Schaltstange 20 ist die Betätigungsrolle eines Mikroschalters 21 gelegen, der, wie weiter unten erläutert wird, beim Spritzhub den Antriebsdruck im Kolbengetriebe auf eine geringere Stufe (2.Druckstufe) umsteuert.

In der Brücke 7 ist eine weitere parallel zur Spritzrichtung angeordnete Sohaltstange 32 axial verstellbar befestigt, die in eine führung 23 in der Brücke 6 eingreift. In.ihrer Bewegungsbahn liegt die Betätigungsrolle eines Mikroschalters 24, der den Steuerschieber 40 für den Ölmotor 4 schaltet (fig.2).

Im Ausführungsbeispiel weist der Spritzzylinder einen Düsenverschluß auf, der beim Auffahren auf die Gießform infolge einer entgegen der Wirkung von Tellerfedern erfolgenden Axialverschiebung seiner Schiebedüse geöffnet und beim'Absetzen unter der Wirkung der Tellerfedern wieder geschlossen wird. Bine Sperre 25 im Spritzzylinder sorgt.dafür, daß am " Ende des Spritzhubes kein plastisches Material in den Spritzzylinder zurückfließt.

Die Spritzeinheit arbeitet wie folgts

Bei Rotation der förderschnecke 9 gelangt Kunststoffgranulat aus dem Behälter 14 in den Spritzzylinder 8, das plastifiziert wird. Das Material gelangt im plastifizierten Zustand vor die Schnecke 9, wo es sich stetig anreichert. Da der Spritzzylinder 8 mit seinen Stirnflächen 7' an den federnden Abfangeinrichtungen 15 - 18 anliegt, deren Aufbau weiter unten erläutert wird, treibt der Staudruck des stetig geförderten plastischen Materials die förderschnecke nach Maßgabe der Zunahme des Volumens des plastischen Materials in rückwärtiger Richtung. Mit der förderschnecke wird gleichzeitig die Brücke 6, der Rotationsantrieb "4» der formteil 5 sowie Kolbenstange 3 und Kolben 2 des Kolbengetriebes bewegt. Sttaudruckventil 30 in der leitung 26' setzt jedoch dem Öl

das "bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens 2 aus dein Zylinderraum 37 "verdrängt wird, einen einstellbaren Widerstand entgegen» Mit Hilfe, des Staudruckventils 30 läßt sich daher der bei der Vorplastifizierung im Spritzzylinder herrschende Druck (Staudruck) nach Belieben regulieren.

Im Zuge des Zurücktreibens der !Förderschnecke 9 entfernt sich die Trägerbrücke 6 immer mehr von der Trägerbrücke 7, so daß die Schaltstange 22 schließlich die Betätigungsrolle des Mikroschalters 24 in der Brücke 6 freigibt, wodurch der Schieber 40 die Ölzufuhr zum Ölmotor unterbricht„ Damit ist die Yorplastifizierung beendet» Das plastifizierte.Quantum entspricht der für den zu fertigenden Spritzling erforderlichen Menge an plastischem Material.

Der Düsenverschluß 12 des Spritzzylinders 8 befindet sich vor dem nun einsetzenden Spritzhub in minimalem Abstand ₉ und zwar etwa-im-Abstand der - Amplitude seiner Schiebedüse vor der Gießform, wodurch sichergestellt ist, daß keine-Wärmeleitung vom Spritzzylinder zur G-ießform stattfindet (thermische Trennung).

In den lig. 1 und 2 enthält der Spritzzylinder 8 kein vorplastifiziertes Material, wesihalb sich die Stirnflächen 7' der Brücke 7 in relativ großem Abstand vom Anschlagring 18 des TellerfederpaMes 17 befinden. Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Position des Spritzzylinders tritt nämlich bei normalem Spritzablauf nicht auf 5 denn bei Beginn' des linspritzhubes befindet sich zwar Schnecke 9, Brücke6, Formteil 5 und Kolben 2 in der in den Figuren gezeigten Stellung. Der-Spritzzylinder 8 indessen befindet sich.in einer Position, bei der die Stirnflächen 7'der Brücke 7 · an den Anschlagringen 18 der Tellerfederpakete 17 anliegen. Der minimale Abstand des Düsenverschlußes von der Gießformbei abgesetzter Spritzeinheit, kann dadurch variiert werden, daß die.Hülse 16 mehr oder weniger in die Spannhülse 15 eingeschraubt wird.

Im .Schema des Ölkreislaufes gemäß Fig., 3 sind alle elektroniagne ti sehen Steuerschieber im stromlosen Zustand, also in -Mittelstellung gezeigt. Der Einspritzhub wird dadurch-ein*- geleitet, daß der Steuerschieber. 41 durchweinen Steuer- : \_ --~ impuls den !Förderdruck der Pumpe P auf die Leitung 26 steuert. Das Druckmedium gelangt über die Drossel ,33» mit welcher die Einspritzgeschwindigkeit reguliert wird, in den Zylinderraum 37 des Zylinders 1 des Kolbengetriebes 1, 2» Der Antriebsdruck ist durch das Druekeinstellventil 34 bestimmt, durch das je nach Einstellung ein mehr oder weniger großer Anteil des geförderten Öls über die Leitung 27 in den Tank T zurückgelangt. Das Kolbengetriebe treibt somit die aus dem stillstehenden Ölmotor 4» dem !Formteil 5"» der Irägerbrücke 6 und der Förderschnecke 9 bestehende bauliche Einheit in Richtung zur Gießform. Die !Förderschnecke lastet hierbei auf dem vor ihr im Spritzzylinder gespeicherten-plastischen Material. Aus diesem Grunde wird der Spritzzylinder 8 im allerersten Abschnitt des Spritzhubes, der z»B. 15 bis 20 mm betragen kann, auf die Gießform aufgefahren, wobei die vor der Schnecke im Spritzzylinder angereicherte plastische Masse den Axialdruek- der Förderschnecke 9 auf den Spritz-- ..! zylinder 8 überträgt. Das "Auffahren des Spritzzylinders auf die Gießform erfolgt gegen den Wid-erstand der Tellerfederpakete 17, die von den Stirnflächen 7' der Brücke 7 des Spritzzylinders vorgespannt werden. Die vom Spritzzylinder zurückgelegte Wegstrecke a (Fig.4) ist beendet, wenn die Stirnflächen 7' an die Ansehlagflächen der Gewindehülsen 16 anschlagen. Dies ist der Fall, wenn die Schiebedüse des Düsenverschlußes in Offenstellung gedrückt ist. Die Schiebedüse wird- dabei nicht'mit dem vollen .Axialdruck des Spritzhubes belastet,, weil die Axialbewegung des Spritzzylinders 8 rechtzeitig von den Anschlagringen 18 abgebremst und sodann von den Anschlagflachen der Gewindehülsen 16 abgefangen wird. Aus diesem Grunde wird der Düsenverschluß-.12 .niemals der. ;. vollen axialen Wucht eines Spritzhubes ausgesetzt,, wenn er . auf die Gießform auftrifft. Der Düsenverschluß, bis zu einem gewissen Grad aber auch die Gießform und der Spritzzylinder, : sind daher einer vergleichsweise geringen mechanischen Be-

-s-

anspruchung ausgesetzt, wodurchein vorzeitiger Verschleiß exponierter Maschinenelemente verhindert wird.

Hach Öffnung des Düsenverschlußes wird das zuvor vor der " Förderschnecke angesammelte plastische Material· in die G-ießform mit hoher Geschwindigkeit eingespritzt» Hierbei bewegt sieh die Einheit 9_S 4, 5, 6, 3? 2 relativ zu der Einheit 7, 8, 14» Am Ende des eigentlichen Spritzhubes gibt.die Schaltstange 20 die Betätigungsrolle des Mikroschalters 21 frei, dessen Steuerimpuls den Wegesohieber 35 (i?ig. 3) betätigt. Dieser gibt die leistung 26" zum Druckeinstellventil 31 frei. Dieses Ventil läßt je nach Einstellung ein/mehr oder weniger großen Anteil des Druckmediums über die Leitung 27' zum Tank T zurückgelangen. Aus diesem G-runde wird nach Freigabe der Betätigungsrolle des Mikroschalters 21 der Druck im Zylinderraum 37 auf eine geringere Stufe zurückgeführt, die im folgenden als lachdruckstufe bezeichnet wird. Die lachdruckstufe beginnt, wenn der eigentliche Einspritzvorgang beendet ist und es darum geht, durch einen begrenzten axialen Druck den Spritzzylinder für eine gewisse Zeit in Anlage an der Gießform zu halten.

Am Ende des Einspritzvprganges läuft die Betätigungsrolle des Mikroschalters 24 auf die Schaltstange 32 auf und schließt ' einen Stromkreis für die !Funktion des Steuerschiebers 40 für den Ölmotor 4» Dieser Steuerschieber 40 wird durch einen Steuerimpuls der Programmsteuerung am Ende der lachdruckstufe zeitgerecht derart betätigt, daß das Öl von der Pumpe P über die leitung 28 und dem Drehzahlregler 42 zum Ölmotor 4 gefördert vtfird, von wo es über die leitung 29 zurück in den Tankraum. T' gelangt» Gleichzeitig mit Beginn der Rotation des Ölmotors bzw. kurz zuvor wird durch einen Steuerimpuls der Programmsteuerung der Steuerschieber 41 in Mittelstellung gebracht, wodurch die lachdruckstufe beendet wird. Dies hat zur Folge, daß die vorgespannten Tellerfedern 17 unter Entspannung den Spritzzylinder von der Gießform mindestens um die Wegstrecke a absetzen. Beim Absetzvorgang schließt sich die Düse 12. Der Spritzzylinder ist thermisch von der Gießform getrennt«,

_ 7 —

Eine Beschleunigung des Spritzablaufs ist somit daduren erreicht., daß unmittelbar nach Beendigung der Einspritzung, d„h» nach Beendigung der"zweiten Druckstufe, die Vorplastifizierung beginnen kann, ohne daß zuvor durch einen gesonderten Rückhub des Kolbengetriebes 1, 2 der Zylinder 1 von der G-ießf orm - abgesetzt zu werden brauchte denn in dem Augenblick, in dem die zweite Druckstufe beendet ist, also der axiale Druck der Förderschnecke aufhört und die Förderschnecke zwecks Vorplastifizierung zu rotieren beginnt, ist der Spritzzylinder durch Entspannung des Tellerfederpalefces 17 bereits abgesetzt, ohne daß hierfür praktisch Zeit verbraucht würde.

Claims (6)

Γ α ν· -.-Ing. Otto Stürner - - = ; ... ρ* - ir FriedrichL.Mayer ■ -■■■., - ,■■-=■.■ '""· ^V" Ηίί*t8 u t z ans ρ r ü ehe

1. Spritzeinheit für eine Kunststoffe verarbeitende Spritzgießmas chine, bei welcher das plastif!zierte Material unter Staudruck im axial verschiebbaren-Spritzzylinder vor der rotierenden Förderschnecke angesammelt (Vorplastifizierung) und durch deren mittels Kolbengetriebe bewirkten Axialhub in die Gießform eingespritzt wird (Spritzhub), gekennzeichnet durch beim Spritzhub vorgespannte■, die Spritzeinheit von der Gießform absetzende₉ federnde Elemente (Γ7), die ein Widerlager für den bei der Vorpiastifizierung axial belasteten Spritzzylinder (8) bilden^ wobei- der die rotierende Sohnecke (9) bei der Vorplastifizierung-in rückwärtiger Richtung treibende Staudruck durch Drosselung des -Kolbengetriebes (l,2,3)-. beim Rückhub des Kolbens (2) erzeugt ist*

2» Spritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₉ daß die federnden Elemente als Einrichtungen (15-19) ausgebildet sind,, welche die axiale Bewegung des Spritzzylinders (8) nach Auftreffen auf der Schiebedüse auf die Gießform.beenden, bevor die Schiebedüse vom Spritzhub belastet ist. .

3. Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Anspruches dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Anschläge, durch verstellbar. auf Trägerholmen (10,-11)- festspannbare Hülsen (15) mit Tellerfederpaketen (17) gebildet sind«

4„ Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche-, dadurch gekennzeichnet,- daß die Hückwärtsbew&gung des" ^ Kolbens (2) des Kolbengetriebes (l_?2) durch ein Ventil (Staudruckventil 30) in der zum rückseitigen Zylinderraum (37) führenden Leitung (26) bremsbar ist»

ο Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden'Ansprüche, gekennzeichnet durch einen den Antriebsdruck im Kolbengetriebe auf ein geringeres Fiveau (zweite Druckstufe) umsteuernden Mikroschalter am Zxlinder des Kolbengetriebes (I₅2)s dessen Schaltrolle in der Bewegungsbalm einer Schaltstange (20) liegt, die an der vom Kolben (2) angetriebenen Einheit (4?5?6,9) befestigt ist»

6. Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an der Einheit (4«,5₉6_?9)-befestigten, den Steuerschieber (40) des Ölmotors (-4) schaltenden Mikroschalter (24)? dessen Betätigungsrolle in der Bewegungsbahn einer am Spritzzylinder (8) befestigten Schaltstange (22) gelegen ist»