DE2020054A1

DE2020054A1 - Spritzgiessmaschine zur Verarbeitung insbesondere zellenbildender Kunststoffe

Info

Publication number: DE2020054A1
Application number: DE19702020054
Authority: DE
Inventors: Bielfeldt Bernd Friedrich
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1970-04-24
Filing date: 1970-04-24
Publication date: 1971-11-04
Also published as: DE2158968A1; DE2020054B2

Description

Krauss-Maffei
Aktiengesellschaft
München 50

Sprit^gießmaschine zur Verarbeitung insbesondere zellenbildender Kunststoffe

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung insbesondere zellenbildender Kunststoffe, mit einem den Spritzkolben antreibenden Arbeitekolben, dessen Spritzdruckseite von einem Druckmittel aus einem Druckspeicher, insbesondere von einem komprimierten Gas, und dessen Rückdruckseite während der Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens von einem insbesondere hydraulischen Druckmittel beaufschlagt ist, wobei durch die Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens der ursprüngliche Druck im Druckspeicher wieder aufgebaut und für einen neuen Spritzvorgang gespeichert wird.

Bei derartigen Spritzgieflmaschinen wird die Rückstellung de· Spritzkolbens (bei dem Spritzkolben kann es sich um die Plastifiziersohnecke bei Maschinen ohne Vorplastifizlerung oder um den Spritzkolben bei Maschinen mit Vorpias ti fi zierung oder um ähnliches handeln), und damit des Arbeltskolbens durch den auf den Spritzkolben im

Spritzzylinder wirkenden Plastifizierdruck und durch ein zu-

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sätzliches , auf die Rückdruckseite des Arbeitskolbens wirkendes Druckmittel bewirkt, da der Arbeitskolbefi gegen den Druck des auf der Spritzdruckseite befindlichen Druckmittels bewegt und somit das Druckmittel in den Druckspeicher zum Wiederaufbau des ursprünglichen Druckes gedrückt und komprimiert werden muß (USA-Patentschrift 2 38Ο 882). Ohne das zusätzliche Druckmittel würde der dem Plastifizierdruck entgegenwirkende Staudruck für eine einwandfreie Plastifizierung zu groß werden. Auch würde vielfach der Staudruck des Arbeitskolbens von dem Plastifizierdruck nicht überwunden werden können.

Bei der beschriebenen Rückstellung des Spritzaggregates ist der Rückstelldruck nicht ohne weiteres steuerbar und es besteht die Gefahr, daß der Staudruck zu klein oder sogar die zusätzliche Rückstellkraft zu groß wird, da dann eine einwandfreie Plastifizierung nicht mehr gewährleistet ist. Vor allem bei zellenbildenden Kunststoffen, z.B. bei treibmittelhaltigen Thermoplasten, kann es bei zn geringem Staudruck zum unerwünschten Schäumen der plastifizierten Masse bereits im Spritzzylinder kommen.

Diese Probleme werden erfindungsgemäß durch ein die auf die beiden Seiten des Arbeitekolbena wirkenden Drück· vergleichendes Druckmeßgerät, insbesondere Differenzdruckmeßgerät, und durch ein von dem Druckmefigerät gesteuertes, den Druck des auf die Rückdruckseite wirkenden Druckmittels regelndes Druckeins te 11 van til gelöst.

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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen vor allem darin, das bei einer Spritzglefimaschine der eingangs genannten Art durch die stetige Regelung der zusätzlichen Rückstellkraft während der gesamten Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens für den richtigen Staudruck und damit für einen einwandfreien Plastlfiziervorgang oder für ein einwandfreies Einfüllen der vorplastifizierten Nasse in den Spritzzylinder -bei Maschinen mit und ohne Vorplastifizierung - gesorgt 1st. Dadurch ist gewährleistet, das die hergestellten Kunststoffkörper in jedem Fall die gewünschte Güte aufweisen, die zudem gleichbleibend ist.

In der Zeichnung ist ein Aueführungsbeispiel der Erfindung mit den für das Verständnis wichtigen Einzelheiten dargestellt. Die Merkmale der Unteransprüche sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. .

Der mit 1 bezeichnete Spritzkolben einer nicht näher dargestellten Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierung 1st über eine Kolbenstange 4 starr mit einem Arbeitskolben 3 verbunden, welcher in de» Arbeitszylinder 2 geführt ist. Die Spritzdruckselt· 3b des Arbeitskolbens 3 ist über eine Leitung 9 mit einem Druckbehälter 5 verbunden, der ein hochkomprimiertes Gas, z.B. Stickstoff, unter 160 atü im gespannten Zustand enthält. Die Rückdruckseite 3a des Arbeitskolbens 3 ist über eine Leitung IO und ein Rückschlagventil 11 mit einer Pumpe 8 verbunden, die bei der Rückstellung des Arbeitekolbens 3 in sein· rächt· Lage ein hydraulisches Druckmittel, z.B. 01, in den linken Teil d«s Zylinders 2 fördert. Bei

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dem Einspritzvorgang wird dieses öl über die Leitung 28 und das Ventil 29, das während des EinspritzVorgangs geöffnet und während der Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens 3 geschlossen ist, in den Auffangbehälter 30 gedrückt.

Die Leitung 9 ist außerdem über eine Leitung 13 mit dem einen Anschluß und die Leitung 10 über eine Leitung 14, ein Druckeinstellventil 15 und eine Leitung 16 mit dem anderen Anschluß eines Differenzdruckraeßgerätes 12 verbunden. Das Druckeinetellventil 15 ist weiterhin über eine Leitung 17 mit dem ölsammelbehälter 18 verbunden.

Das Differenzdruckmeßgerät 12 besteht aus einem Gehäuse 19, einer Kammer 20 zur Aufnahme des Druckgases, einer weiteren, aus den Teilen 21a und 21b bestehenden Kammer, wobei in den Teil 21b das Drucköl über die Leitung 16 geleitet wird, und einer dritten Kammer 22 zur Aufnahme einer Einstellfeder 24. Die Kammern 20 und 21a und die Kammern 21b und 22 sind durch Bohrungen miteinander verbunden, durch die ein durchgehender, alle drei Kammern verbindender Kolben geführt ist. Der Kolben 23 ragt in die Kammer 20, wo er an seiner Stirnfläche mit Druckgas beaufschlagt wird, und in die Kammer 22 hinein, wo er mit der Federkraft der Einstellfeder 24 beaufschlagt wird. Die Federkraft 1st mittels einer Schraube 25 einstellbar* in der Kammer 21 ist der Kolben 23 nach der Kasuar 20 hin als Kegel erweitert. Nach derselben Seite weist die Kammer 21 eine zylindrische Erweiterung auf, so daß je nach Stellung des Kolbens 23 der

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Durchtrittequerschnitt nach Art eines Kegelventils veränderbar ist. Das Drucköl tritt in die Kammer 21b ein und wirkt mit der Federkraft gegen den Gasdruck. Die rechte Seite der Kammer 21 ist über eine Leitung 26 mit dem ulsasnelbehälter 27 verbunden. Die Flächenverhältnisse am Arbeits-

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kolben 3 und am Kolben 23 und der Feder 24 sind so ausgelegt, daft das Differenzdruckmeßgerät 12 in dem gewünschten Druckbereich einstellbar ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt. Es sei angenommen, daß sich der Arbeitskolben 3 nach einem durch das beim öffnen des Ventils 29 in den Zylinder einströmende und expandierende Gas bewirkten Spritzvorgang in der linken Endstellung befindet. In dem rechten Teil 2b des Arbeitszylinders 2 befindet sich das expandierte Gas, das nun einen Druck von etwa 130 atu aufweisen mag. Danach werden in nicht dargestellter, bekannter Weise von der Programmsteuerung der Maschine die Befehle gegeben, daß der Einfüllvorgang von vorplastiflziertem Material in den Spritzzylinder neu beginnen soll und daß gleichzeitig von der Pumpe 8 her Ul gefördert wird und somit die Rückdruckseite 3a des Arbeit skolbens 3 mit einem gewissen Druck beaufschlagt wird. Der üldruck wirkt über das Druckeinstellventil 15 auch auf das Druckdi fieren line ßg*rät 12 bzw. auf die kegelige Erweiterung des Kolbens 23. Sobald der Öldruck eine gewisse Höhe erreicht hat« wird der Kolben 23 daraufhin entgegen des in der Kammer 20 herrschenden Gasdruckes und in Zusammenwirken mit der Federkraft abgehoben, wodurch Ui in die rechte Seite

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der Kanuner 21 fließen kann und über die Leitung 26 in den Behälter 27 abläuft. Die Folge ist, daß in der leitung 16 ein Druckgefälle entsteht und das Druckeinstellventil 15 daraufhin den Durchfluß des Öls von der Leitung 14 zu der Leitung 17 mehr oder minder freigibt. Daraufhin stellt sich in der Leitung 10 ein ganz bestimmter Druck ein. Die Federkraft ist dabei so eingestellt und das Druckeinstellventil 15 ist so ausgelegt, daß sich in der Leitung 10 ein solcher Druck einstellt, daß die Druckdifferenz zu der Leitung 9 über den Kolbenhub konstant gehalten wird. Die Druckdifferenz ist durch die Einstellschraube 25 einstellbar und bestimmt den die Plastifizierung beeinflussenden Staudruck.

Durch den Plastifizierdruck und den Druck im Raum 2a wird nun der Kolben mit der gewünschten Geschwindigkeit nach rechts verschoben, wodurch das Gas komprimiert und in den Sehälter 5 gedrückt wird, wodurch sich in der rechten Hälfte 2b des ArbeiteZylinders 2 ein höherer Gasdruck einstellt. Daraufhin verschiebt sich der Kolben 23 des Differenzdruckmeßgerätes nach links. Die Folge davon ist, daß di· Durchflußmenge durch das Druckeinatellventil 15 von diesen gedrosselt wird und sich somit in der Leitung IO ein höherer Druck einstellt, der nun dem erhöhten Gasdruck gegenübersteht. Diese Regelung ist stetig und erfolgt während des gesamten Rückhubes. Es ist also gewährleistet, daß während des gesamten Rückhubes der gleiche Staudruck herrscht.

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let der Arbeitekolben in der de» Spritzvoluawn entsprechenden findsteilung» so wird in nicht dargeasllter Heise von der Programmsteuerung ein Befehl für das Abschalten der Puape 8 gegeben.

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Claims

Patentansprüche

IJ) Spritzgießmaschine zur Verarbeitung insbesondere zellenbildender Kunststoffe, mit einem den Spritzkolben antreibenden Arbeitskolben, deesen Spritzdruckseite von einem Druckmittel aus einem Druckspeicher, insbesondere von einem komprimierten Gas, und dessen RUckdruckseite während der Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens von einem insbesondere hydraulischen Druckmittel beaufschlagt ist, wobei durch die Rückwärtsbewegung des Arbeitskolbens der ursprüngliche Druck im Druckspeicher wieder aufgebaut und für einen neuen Spritzvorgang gespeichert wird, gekennzeichnet durch ein die auf die beiden Seiten des Arbeitskolbens (3) wirkenden Drücke vergleichendes Druckmeßgerät (12), insbesondere Differenzdruckmefigerät, und durch ein von dem DruckmeBgerät (12) gesteuertes, den Druck des auf die Rückdruckseite wirkenden Druckmittels regelndes Druckeinstellventil (15).
2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckraeßgerät (12) als ein· «inen Kolben (23) aufweisende Druckwaage ausgebildet ist, dl« eine vom Druck auf der Spritzdruckseite (3b) des Arbeltskolben· (3) beaufschlagte erste Kolbenfläche und «in« von einer einstellbaren Federkraft und vom Druck auf der Rückdruckseit· (3a) des Arbeitekolbens beaufschlagt· zweit· KoI-

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benfläch· aufweist/ die als Ventil, vorzugsweise als Kegelventil, ausgebildet ist, dessen öffnungsatellung das Druckmittel ins Freie entläßt, wobei das Druckmittel auf die zweite Kolbenfläche über die Steuerleitung (16) des Druckeinstellventils (15) geleitet wird, dessen Hauptleitung mit der das auf die Rückdruckseite wirkende Druckmittel führenden Leitung verbunden ist und das als sog. Druckstufenventil (nach DIN 24 300 Bl. 3) auegebildet ist, das in Abhängigkeit des sich in der Steuerleitung (16) einstellenden Druckes den Druck in der zu der Rückdruckseite (3a) des Arbeitskolbens (3) führenden Leitung (10) regelt.

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