DE2111978B2

DE2111978B2 - Einspritzeinheit einer Kunststoff -Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE2111978B2
Application number: DE2111978A
Authority: DE
Inventors: Karl 7298 Lossburg Hehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1979-08-02
Also published as: IT949907B; ATA203372A; US3822975A; GB1383222A; AT327524B; DE2111978A1; DE2111978C3; FR2128328A1; FR2128328B1; NL7203144A; CA973319A; CH531408A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine bekannte Einspritzeinheit dieser Art (DE-OS 19 08 530) ruht auf dem Maschinenfuß der Kunststoff-Spritzgießmaschine und ist in einem Schlitten mit Hilfe einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit relativ zu einer Spritzgießform bewegbar. Dabei ist diese Zylinder-Kolben-Einheit exzentrisch zur Spritzachse der Einspritzeinheit angeordnet. Eine solche exzentrische Anordnung des Antriebs ist bei hohen Ansprüchen an die Zentrierung der Einspritzeinheit allenfalls, wie bei der bekannten Anordnung verwirklicht, dann vertretbar, wenn diese an einem verhältnismäßig großen Sockel der Einspritzeinheit angreift, der mit langen Führungen als Schlitten im Maschinenfuß der Kunststoff-Spritzgießmaschine gleitbar gelagert ist. Eine solche zur Spritzachse exzentrische Lagerung kann jedoch prinzipiell hohen Ansprüchen an die Zentrierung der Einspritzeinheit nicht genügen, weil sich die Toleranzen der Schlittenführung wegen des verhältnismäßig großen mittleren Abstandes dieser Schlittenführung zur Düse in erhebliche Zentrierungsfehler übersetzen können. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Düsen von Nachteil, welche selbst an der Bildung des Formhohlraums teilhaben.

Bei einer anderen, bekannten Einspritzeinheit (US-PS 30 20 591) mit einer rotierbaren Förderschnecke im Plastifizierungszylinder sind zwei am Träger der Einspritzeinheit abgestützte hydraulische Antriebszylinder vorgesehen, von welchen einer dem Ausspritzen des plastifizierten Kunststoffes aus dem Plastifizierzylinder und ein weiterer der axialen Bewegung der Plastifiziereinhcät und ein weiterer der axialen Bewegung der

Pastifiziereinheit dient Dabei ist ein konzentrisch im hohlen Träger der Spritzeinheit angeordnetes hohles Bauteil mit einem Kolbenelement versehen, das Teil einer Kolbenzylinder-Einheit für die axiale Bewegung des Plastifizierzylinders ist Das hohle, den Plastifizierzylinder tragende Bauteil umschließt einen mit der Plastifizier-Förderschnecke verbundenen Kolben und bildet mit diesem Kolben die hydraulische Kolbenzyiindereinheit für das Ausspritzen des Kunststoffes aus dem Plastifizierzjiinder. Bei dieser Anordnung ist der Plastifizierzylinder axial verschiebbar auf Holmen gelagert und ist gegenüber einem gesonderten Einspritzzylinder axial verschiebbar. Insoweit handelt es sich um eine Spritzeinheit anderer Gattung.

Eine solche Anordnung ist verhältnismäßig wenig raumsparend und naturgemäß auch nicht frei von Querschwingungen und Vibrationen (US-PS 30 20 591).

Ausgehend von dem erörterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Einspritzeinheit der in Betracht gezogenen Art insbesondere wenn sie nur am vorderen Ende ihres Trägers an der Formschließeinheit befestigt und im übrigen frei getragen ist, so auszubilden, daß sie bei zentralem Kraftfluß und bei kompendiöser Bauweise, auch bei verhältnismäßig großem Eigengewicht, statisch einwandfrei, d. h. ohne Querschwingung bzw. Vibration, von der Formspanneinheit aufgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die an die stationäre Formaufspannplatte einer Formspanneinheit angeschlossene und längsgeschnittene Einspritzeinheit in Draufsicht,

F i g. 2 die schematisch dargestellte Einspritzeinheit gemäß F i g. 1 in kleinerer Darstellung,

F i g. 3 und 4 die als Zylinderformstück ausgebildete Formaufspannplatte der Kunststoff-Spritzgießmaschine in Vorderansicht und in Rückansicht und

F i g. 5 und 6 eine Variante des Zylinderformstückes in einer den F i g. 3 und 4 entsprechenden Darstellung.

Alleiniger Träger der Einspritzeinheit ist das zylinderförmig ausgebildete Trägerbauteil 5, das einen von seiner Stirnkante 45 abgesetzten Flansch 5a aufweist.

Zwischen der Stirnkante 45 und dem Flansch 5a ist eine Ringschulter gebildet, die als äußere zylindrische Zentrierfläche mit einer zylindrischen Zentrierfläche 39 der die Druckzylinder bildenden Formaufspannplatte (Zylinderformstück 1) zusammenarbeitet. Die stationäre Gießformhälfte 32 ist an der Stirnseite des Zylinderformstückes 1 abgestützt. Die bewegbare Gießformhälfte 31 ist von einem Formträger 3 aufgenommen, der auf den Kolbenstangen 2 der Druckzylinder sitzt. Die zylindrische Zentrierfläche 39 bildet den Eingang zum Durchtrittskanal 40 für den Plastifizier- und Einspritzzylinder 10 im Zylinderformstück 1. Im zeichnerisch dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist die Spritzeinheit mit Hilfe des Flansches 5a am Zylinderformstück 1 angeflanscht. Es ist jedoch denkbar, daß das Trägerbauteil 5 auch auf andere Weise am Zylinderformstück 1, z. B. an den hydraulischen Antriebszylindern 6 befestigt ist, die koaxial an die Druckzylinder angeschlossen sind und dem Öffnen und evtl. auch dem Schließen der Spritzgießform 31,32 dienen. Soll die Einspritzeinheit in die Trennfu**e der Spritzgießform 31 32 arbeiten **o kann das Tragerbauteil 5 beispielsweise an einem ringförmigen Zentrierorgan eines Schlittens zentriert sein, der in Führungen einer Breitseite des Zylinderformftückes 1 aufgenommen ist (nicht gezeichnet).
Das Trägerbauteil S bildet mit einem den Plastifizier- und Einspritzzylinder 10 mit Heizmanschetten 11 und Düse 13 tragenden Hohlzylinder 8 mit Hydraulikkolben 20 bis 22 den hydraulischen Antriebszylinder für die axiale Bewegung der EinspritzeinheiL Der Hohlzylinder

ίο 8 umschließt einen koaxial mit der Plastifizierschnecke 12 verbundenen Einspritzkolben 16. Dieser bildet mit dem Hohlzylinder 8 den hydraulischen Antrieb für die Einspritzung des Kunststoffes in die Spritzgießform 31, 32. Der Hydraulikkolben 20 bis 22 des Hohlzylinders 8 ist aus zwei den Mantel dieses Hohlzylinders 8 radial überragenden, ringstegförmigen Ausformungen 21, 22 und einer von diesen Ausformungen gehalterten Kolbendichtung 20 gebildet Das Trägerbauteil 5 weist einen Abschnitt a (F i g. 2) größerer lichter Weite auf, in dem zwischen Hohlzylinder 8 und Trägerbauteil 5 die Zylinderräume 42 der Kolben-Zylindereinheit für die axiale Bewegung der Einspritzeinheit gebildet sind. Der Hohlzylinder 8 ist im Abschnitt b (Fig.2) am Trägerbauteil 5, ferner an einem Venxhlußring 7 geführt Die bei Verschiebung des Hohlzylinders 8 beanspruchten Gleitflächen werden mit Hilfe des durch die Leitung 43 in den vorderen Zylinderaum 42 eintretenden Drucköls selbsttätig geschmiert indem die Ringinnendichtung 46 den Durchlaß geringer ölmengen ermöglicht. Der Hohlzylinder 8 nimmt an seinem vorderen, mit einem Kühlkanal 9 versehenen Ende 8' im Paßsitz den Plastifizier- und Einspritzzylinder 10 auf. Der Hohlzylinder 8 ist rückseitig durch ein topfartiges Formstück 23 abgeschlossen, welches den Zylinderraum

J5 26 begrenzt. Dieses Formstück 23 bildet mit einem mittelbar mit der Plastifizier- und Einspritzschnecke 12 verbundenen Kolben 29 eine weitere Kolben-Zyl'ndereinheit, die einen Rückhub der Plastifizier- und Förderschnecke 12 zur Entspannung des plastischen Materials ermöglicht. Der abgestufte Hohlzylinder 8 ist mit Hilfe eines in eine Längsnut des Trägerbauteiles 5 eingreifenden Keiles gegen Drehung gesichert. In gleicher Weise ist der Kolben 29 mit Hilfe eines Keiles 30 des Formstückes 23 gesichert der in eine Längsnut dieses Kolbens 29 eingreift. Der Drehantrieb 34 mit Antriebsgehäuse 35 ist an der Rückseite des Kolbens 29 befestigt. Das Drehmoment des Drehantriebes 34 wird über eine Wellenverbindung auf die Plastifizier- und Einspritzschnecke 12 übertragen. Die Wellenverbindung besteht aus einer Abtriebswelle 34' des Drehantriebes 34, einem Kupplungstück 33, einer Übertragungsachse 17 mit einem Mitnahmeflansch 17' und einer Kupplung für den koaxialen Anschluß der Plastifizier- und Förderschnecke 12. Mitnahmekeile 28 verkuppeln

die Abtriebswelle 34' fest mit der Übertragungsachse 17 über das Kupplungstück 33. Der hohle Kolben 29 ist über die hohle Kolbenstange 16' mit dem Eiiispritzkolben 16 zu einer Bewegungseinh«it verbunden, der mit dem Hohlzylinder 8 eine Kolben-Zylindereinheit zur Einspritzung des plastischen Materials in die Spritzgießform 31, 32 bildet. Das Radiallager 18 dient der Aufnahme der Übertragungsachse 17. Beim Einspritzhub wird der Schub des Kolbens 16 über das Axiallager 19 auf den Flansch 17' der Übertragungsachse 17 übertragen.

Wie aus den F i g. 3 und 5 ersichtlich, ist die die stationäre Gießformhälfte 32 aufnehmende Aufspannfläche 4 des Zyünderformstückes 1 mit Befestigungsiö-

ehern 37 versehen. An der rückseitigen Stirnseite des Zylinderformstückes I sind Befestigungslöcher 41 zum Anflanschen des Trägerbauteiles 5 erkennbar (F i g. 4,6). Die Einspritzeinheit nach F i g. 1 befindet sich in einem Zeitpunkt des Verfahrenszyklus, bei dem die Einspritzung gerade vollzogen ist. Nach Vollzug der Einspritzung wird der Drehantrieb 34 der Plasiifizier- und Einspritzschnecke 12 eingeschaltet. Vor ihr sammelt sich plastifiziertes Material an. Unter dem Staudruck dieses Materials weicht die Plastifizier- und Einspritzschnecke 12 zurück. Ist ein ausreichendes Quantum an plastifiziertem Material angesammelt, so wird der Zylinderraum 27 der Kolbenzylindereinheit 23, 29 über die ZufluBleitung 25 mit Drucköl beschickt. Durch einen geringfügigen Rückwärtshub des Kolbens 29, der die Plastifizier- und Einspritzschnecke 12 mitnimmt, wird der Staudruck in dem vor dieser Plastifizier- und Einspritzschnecke 12 befindlichen plastischen Material

beseitigt, d. h. dieses Material wird entspannt Dadurch wird verhindert, daß bei dem nachfolgenden Absetzen des Plastifizier- und Einspritzzylinders 10 von der Spritzgießform 31, 32 plastisches Material aus der ständig offenen Düse 13 austritt. Zum Absetzen wird der vordere Zylinderraum 42 der Kolbenzylindereinheit 8,5 über die Zuflußleitung 43 mit Drucköl beschickt. Zum Auffahren der Einspritzeinheit wird der rückseitige Zylinderraum 42 über die Zuleitung 44 mit Drucköl beschickt. Zum 8 Einspritzen des plastischen Materials wird die Zylinderkammer 26 der Kolbenzylindereinheit 16, 8 über die Zuleitung 24 mit Druckmedium beschickt, wobei die Plastifizier- und Einspritzschnecke 12 im Zuge ihres Axialhubes in die Position gemäß F i g. 1 gelangt.

Die Einspritzeinheit eignet sich zur Verarbeitung von Thermoplasten, Duraplasten und Elastomeren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit einer in einem Plastifizier- und Einspritzzylinder drehbaren und axial verschiebbaren Plastifizier- und Einspritzschnecke,

mit einem gehäuseartigen, durch eine hydraulische Zylinder-Kolben-Einheit relativ zu einer Spritzgießform bewegbaren Trägerbauteil,
an dem der Plastifizier- und Einspritzzylinder sowie ein abgestufter Hohlzylinder angeordnet sind,
mit einem auf der der Plastifizier- und Einspritzschnecke abgewandten Seite des Hohlzylinders drehfest mit diesem verbundenen Drehantrieb,
dessen Antriebswelle über eine axiale Wellenverbindung drehfest mit der Plastifizier- und Einspritzschnecke verbunden ist,

und mit einem zwischen Plastifizier- und Einspritzschnecke sowie Drehantrieb im Hohlzylinder für die Axialbewegung der Plastifizier- und Einspritzschnecke verschiebbar angeordneten, hydraulischen Einspritzkolben, der mit der Wellenverbindung axialfest verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägerbauteil (5) zylinderförmig ausgebildet und die Einspritzeinheit mit der der Plastifizier- und Einspritzschnecke (12) zugewandten Seite an der übrigen Spritzgießmaschine befestigbar ist,
daß der Plastifizier- und Einspritzzylinder (10) am Hohlzylinder (8) befestigt ist

und daß der Hohlzylinder (8) zur axialen Verschiebung des Plastifizier- und Einspritzzylinders (10) als Hydraulikkolben (20 bis 22) ausgebildet im zylindrischen Trägerteil (5) axial verschiebbar ist.

2. Einspritzeinheitnach Patentanspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das zylinderförmige Trägerbauteil (5) einen von seiner Stirnseite (45) etwas abgesetzten Flansch (5a) aufweist und daß die zwischen der Stirnseite (45) und dem Flansch (5a) gebildete Ringschulter als äußere zylindrische Zentrierfläche ausgebildet ist.

3. Einspritzeinheit nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschulter eine innere zylindrische Zentrierfläche (39) an der die Druckzylinder der Formschließeinheit bildenden Formaufspannplatte (Zylinderformstück 1) zugeordnet ist und daß diese innere Zentrierfläche (39) den Eingang zum Durchtrittskanal (40) für den Plastifizier- uhd Einspritzzylinder (10) im Zylinderformstück (1) bildet.

4. Einspritzeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (8) zwei außen umlaufende Ringstege (21, 22) zur Halterung einer außen liegenden Kolbendichtung (20) aufweist.

5. Einspritzeinheit nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbauteil (5) einen Abschnitt (a) mit größerem Innendurchmesser aufweist, an dem die Kolbendichtung (20) des Hohlzylinders (8) unter Bildung der Zylinderräume (42) für die axiale Verschiebung des Hohlzylinders (8) mit dem Plastifizier- und Einspritzzylinder (10) anliegt, wobei die Zylinderräume (42) einerseits vom Mantel des Hohlzylinders (8) und andererseits vom größeren Innendurchmesser des Trägerbauteiles (5) begrenzt sind.

6. Einspritzeinheit nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daS der KuhUylinder (8) beidseitig

seiner Kolbendichtung (20) über seine zylindrische Mantelfläche am Trägerbauteil (5) sowie an einem Verschlußring (7) des Trägerbauteiles (5) geführt ist

7. Einspritzeinheit nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Führung des Hohlzylinders (8) beanspruchten Gleitflächen mit Hilfe des im vorderen Zylinderraum (42) eintretenden Drucköles unter Durchlaß geringer ölmengen durch die Innendichtung (46) im Trägerbauteil (5) schmierbar sind.

8. Einspritzeinheit nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Zylinder für den hydraulischen Ann ichszylinder zur Axialverschiebung der Plastifizier- und Einspritzschnecke (12) dienende Hohlzylinder (8) rückseitig durch ein topfartiges Formstück (23) abgeschlossen ist, das mit einem mittelbar mit der Plastifizier- und Einspritzschnecke (12) verbundenen Kolben (29) ein drittes hydraulisches System (Entspannungszylinder) bildet.

9. Einspritzeinheit nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite des mittels Keile (30) gegen Drehung gesicherten Kolbens (29) der Drehantrieb (34) für die Plastifizier- und Einspritzschnecke (12) befestigt ist.

10. Einspritzeinheit nach einem der Patentansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Kolben (29) mit dem Einspritzkolben (16) über eine hohle Kolbenstange (16') zu einer Bewegungseinheit verbunden ist.