DE2121895A1 - Angußverteilervorrichtung zu einer Spritz gießmaschine - Google Patents

Angußverteilervorrichtung zu einer Spritz gießmaschine

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Description

Krauss-Maffei TX 137
Aktiengesellschaft
München 50
Anguöverteilervorrichtung zu einer Spritagießmaschine
Angußverteilervorrichtung zu einer Sprltsgießmaschine, ins* besondere zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, die einerseits an die Spritzvorrichtung und andererseits über Düsenkopfβ an mehrere Formen anschließbar ist derart, daß die Düsenköpfe gegenüber der Formbodenplatte zumindest an den Seiten berührungsfrei sind, das Spritsgut von der Spritzvorrichtung über in dem Angußverteiler befindliche Kanäle in die Formhohlräume geleitet wird, die Abdichtung der ausmündenden Kanäle an Flächen erfolgt, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung, in der der Angußverteiler von den Formen lösbar ist, vorgesehen sind und die zur Abdichtung notwendige, die Dichtflächen bewegende, Kraft durch vorzugsweise in den Düsenkopfachaen wirksame Andruckorgane erreicht wird.
Bei Angußverteilervorrichtungen der vorerwähnten Art 1st es bereits bekannt, jeden einzelnen fest im Angußverteiler
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eingeschraubten Düsenkopf mit seiner Dichtfläche durch je eine in einem als festes Widerlager wirkenden Teil der AnguAverteilervorrichtung sitzende Druckschraube auf die zugehörige Dichtflache der Fonnbodenplatte zu pressen. Diese Ausbildungsweise setzt jedoch eine einwandfreie Planparallelität der Dichtflächen aller Düsenköpfe und aller Dichtflächen der Forrobodenplatte sowie das übereinstimmen aller von den Druckschrauben ausgeübten Anpreßkräfte voraus. Die notwendige Planparallelität ist wegen der erforderlichen fertigungstechnischen Genauigkeit teuer und erschwert den Austausch einzelner und der Düsenköpfe bsw. Einspritzvorrichtungen mit jeweils einem Düsenkopf, einz@ln oder insgesamt, weil deren Dichtflächen nach der Montage auf dem Angußverteiler erneut überschliffen werden müssen. Aber auch dann, wenn mit großem technischem und wirtschaftlichem Aufwand die Planparallelität der Dichtflächen erreicht ist, ergeben sich leicht unterschiedlich wirksame Abdichtungen durch auf unterschiedliche Anpreßkraft eingestellte oder mit unterschiedlicher Anpreßkraft wirksame Anpreßschrauben f Bekannt ist auch das Anpressen einer zweigeteilten Form z.B. mittels eines üblichen diese Form tragenden Formtisches auf zwei stofflich eine Einheit bildende Düsenköpfe des Heizzylinders einer Spritzgießmaechine sowie das Einspritzen des Spritzgutes in erst einen Formhohlraum über einen Dreiwegehahn, der nach diesem Einspritzvorgang, umgestellt, das Füllen des zweiten Formhohlraums zugleich mit dem Nachfüllen des ersten Formhohlraumes zuläßt. Auch diese Vorrichtung verlangt eine hohe
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Paßgenauigkeit der Abdichtflächen mit den vorerwähnten wesentlichen Nachteilen, wenn unzulänglich gespritzte und damit fehlerhafte Spritzllnge vermieden werden sollen. Erwähnt werden muß noch, daß zumindest Wärroespannungen innerhalb der Angußverteilervorrichtung Maßänderungen hervorrufen können, die trotz genauester technischer Vorbearbeitung der- Angußverteiler mit Düsenköpfen in den Dichtungsbereichen »ehr oder weniger große Lecksteilen verursachen und damit die abdichtenden Wirkungen und die Güte der Spritzlinge trotz hohen fertigungstechnischen Aufwandes empfindlich beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Mängel zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Andruckorgane zum Bewegen der die Dichtflächen aufweisenden Teile in Abhängigkeit von einem steuerbaren Kraftübertragungemittel, z.B. einer hydraulischen Anlage, einzeln nacheinander oder gleichzeitig zu mehreren, z.B. Insgesamt, betätigt werden. Dabei sind nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die die Dichtflächen aufweisenden Teile als gesonderte gegenüber dem Angußverteiler in Abdichtrichtung bewegliche Teile ausgebildet. Mitder Erfindung wird ein besonderer Vorteil noch dadurch vermittelt, daß die Düsenköpfe, an denen die Dichtflächen angeordnet sind, als Andruckorgane dienen, die mit ihren den Formen abgewandten Stirnflächen im Zuströmbereich der Kanäle als Kolbenflächen ausgebildet sind derart, daß die Anpreßkraft zu jedem einseinen Düsenkopf vom Spritzgut selbst aufgebracht
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Mit der erfind^ngsgemäfien Einrichtung werden preiswertere Her» stellimgsinittel und billigere Erzeugnisse erreicht. Es wird eine Beeinflussung der Abdichtungen durch Toleransen vermieden und eine sichere Abdichtung gewährleistet. Weitere wesentliche Vorteile, werden noch dadurch vermittelt, daß die AnguSverteiler¥€>rrichtung nicht mehr mit der bisher üblichen erheblichem M©Bgenauigk@it hergestellt werden muß, und die Düsenkopf® bzw. die Einspritzvorrichtungen ohne Nacharbeit austauschbar &tnd. Zuletzt können mit den erfindungsgemäfien Einrichtung©!! Ausschußspritzlinge vermieden werden. Schließlich 1st ein wesentlicher Vorteil noch dadurch gegeben, daß als AnpreSmedium das unter Druck stehende Spritzgut selbst verwendet und damit besondere technische Anlagen für ein besonderes Anpreßmedium vermieden werden können.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung im Grundzuge dargestellt und zwar zeigen
Fig. 1 einen Angußverteilerträger der Angußverteilervorrichtung zum Beschicken von vier Formen mit Kunststoff,
Fig. 2 einen Angußverteilerträger der Angußverteilervorrichtung zum Beschicken von sechs Formen Bit Kunststoff,
Fig. 3 eine mit einem Angußverteilerträger nach Fi.g. 1
oder 2 fest verbundene einzelne Foraeinspritzvorrlchtung,
Fig. 4 eine gestaltungsmäßig von der Einrichtung nach Fig.3 abweichende einzelne Formeinspritxvorrlehtung, die mit dem AngußverteilertfBger nach Fig. 1 oder 2 verbunden ist und deren Düsenkopf in Richtung seiner Achse im Angußverteilerträger beweglich ist und
Fig. 5 eine weitere von der Einrichtung nach Fig. 3 abweichende Formeinspritzvorrichtung, die im Angufiverteilerträger sitzt und in Achsenrichtung des Düsenkopfes beweglich ist.
Auf einem Angußverteiler 1 oder 2 (Fig. 1,2,3) sind einzelnen Formen 3 zugeordnete Einspritzvorrichtungen 4 angeordnet. Diese Einspritzvorrichtungen bestehen jeweils aus einem Düsenkopf 5, dessen äußeres die Düsenöffnung 6
° aufweisendes Ende in eine Formvorkammer 7 der Fomboden-
^. platte 8 der Form 3, einen Abstand 9 bildend, eingreift.
^* Eine Einspritzöffnung 10 der Formbodenplatte 8 verbindet ο
J^ die DUsenöffnung 6 bzw. die Formvorkammer 7 mit dem Form- ° hohlraum 11. Der Düsenkopf 5 liegt mit einer Stirnfläche auf der Außenfläche 13 der Formbodenplatte 8 auf.
Bei dec Ausführung*form nach Pig. 3 let dec Düsenkopf 5 in die forraseitige Stirnfläche 14 des Angusverteilerc 1 oder 2 (Fig. 1 bis 3) eingeschraubt. Der eingeschraubte Düsenkopf umechlieSt ein in ihn eingesetstee Führung·- stück 15 und klesnt dieses auf dem AnguAverteiler fest. Der vom hier nicht gezeigten Anschlug des Plastlfislerextruders kommende Kanal 16 des AnguEverteilers 1 oder 2 mündet in Verteilerkanäle 17,18., 19,20 et«, tu einseiften . Einspritzvorrichtungen 4» Je einer dieser Verteilerfeanlle, die sämtlich im AnguSverteiler enthalten sind, mündet in den Düsenhohlraum 21, der von der Duseniäad@l Zt9 @mm Düsen* kopf 5 und dem dazu längs ausgespartem Fitur^MfeetQek IS begrenzt ist.
Die Düsennadel 22 einer jeden Einspritzvorrichtung 4 durchragt, mit Diohtungsrillen versehen, noch eine Büchse 23, die von der formenabgwwandten Stirnseite 25 des Angutverteilers 1 oder 2 ausgehend in eine Bohrung 24 desselben * eingesetst ist. Diese Bohrung steht mit dem Düsenhofalrau* 21 und einem Verteilerkanal 17 od. dgl. in Verbindung. Die Büchse 23 liegt mit ihrem Bund 26 an der Stirnseite 25 des AnguBverteilers 1 oder 2 an.
Das abgerundete Ende der Düsennadel 22 ragt aus dem Bund der Büchse 23 heraus und steht dort mit dem ebenfalls abgerundeten Ende des Kolbenschaftes 27 eines Kolbens 28 in
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ßtoßberührung. Der »it Dichtunggrillen versehene Xolbenschaft 27 1st wiederum in einer Buch·« 29, die «in· sentrale Aus-Senkung 30 «in«· Kolben· 31 ausfallt, der seinerseits In einer zylindrischen Ausnehmung 32 des Fornelnspritsdüsennadel-'Steuerungsteils 33 der kompletten Angufiverteilervorrichtung verschiebbar sltst. Xn den svlsehen der Bodenfläch· 34 der zylindrischen Ausnehmung 32 und der Stirnflache 35 des Kolbens 31 freien Sylinderraum 36 kenn Drueköl? β.B. mit einem Druck von 140 »tu. Ober eine Leitung 39 eingelassen werden.
Der Kolben 28 ist in einer der Büchse 29 gegenüber im Kolben 31 angeordneten sylindriechen Ausnehmung 37 geführt, In deren freien Zylinderraum 38 z.B. ebenfalls unter einem Druck von 140 atü stehendes Drucköl über eine Leitung 40 eingelassen werden kann. Zum Kühlen des Formeineprltsdüsennaäel-Steuerungsteils 33 im vorstehend erläuterten Bereich dient ein Kühlwasserstromkreis 41.
Soll in den Formhohlraum 11 Kunststoffschmelze elngespritst werden, dann drückt die unter beispielsweise 160 bis 200 atü stehende Kunststoffschmelze, durch die Hohlräume 16,17,21 fliefiend, auf den Düsenkeg^l 42 der Düsennadel 22, öffnet die Düsenöffnung und schießt in den Formhohlraum der Form 3 ein. Dabei durchströmt die Kunststoffschmelze die Düsenöffnung 6 der Formbodenplatte 8 und füllt den durch den Abstand zwischen Düsenkopf 5 und Formvorkammer 7 gegebenen freien
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Raum aus. Dadurch wird «wischen der geheizten Einspritzvorrichtung 4 mit dem Düsenkopf 5 und der hier in nicht weiter gezeigten Weise gekühlten Formbodenplatte β eine Wärmedämmung erzeugt.
Der Ponseinspritzdüsennadel-Steuerungsteil 33 ist auf der festen«, d.h. nicht beweglichen, Formhalterplatte 43 der Formschließvorrichtung zentriert und festgelegt.
Wie bereits eingangs angedeutet, kann die Angußverteilervorriehtung beispielsweise vier oder sechs Einspritzvorrichtungen 4 mit Kolben 28 und 31 besitzen. Diese Einspritzvorrichtungen können, am besten in Abhängigkeit von einem an sich bekannten Programmwerk, einzeln nacheinander, zu zweien, z.B. sich gegenüberliegend, oder aber auch gemeinsam zum Füllen entsprechend vieler Form-Hohlräume 11 veranlaßt werden. Dabei wird, jeweils nach Beendigung eines derartigen Füll- oder Einspritzvorganges, der Kolben 28 der jeweiligen Einspritzvorrichtung hydraulisch betätigt und die Düsennadel 22 zum Verschließen der Düsenöffnung 6 veranlaßt. Bei jedem Tätigkwerden einer, zugleich mehrerer oder aller Einspritzvorrichtungen wird Drucköl zu allen Zylinderräumen 36 aller Einspritzvorrichtungen 4 freigegeben und die Kolben 31 pressen unter Mitnahme der Teile 30,29,23, 1 (2), 5 die Stirnflächen 12 der Düsenkopfe 5 auf die Außenfläche der Formbodenplatte 8. Auf diese Weise wird insbesondere
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auch im Flächenberührungsbereich 12,13 der Einspritzvorrichtungen 4, die vom Programmwerk zum Einspritzen von Kunststoffschmelze in Formhohlräume 11 veranlaßt wurden, ein abdichtender Druck erzeugt, der ein Eindringen von Kunststoffschnelle in die Flächenberührungsbereiche verhindert.
Besitzen die Düsenköpfe S keine Schultern, an denen Stirnflächen 12 angearbeitet sein können, dann können die Stirnflächen 12 sinngemäß auch an dem Angußverteiler 1,2 selbst angearbeitet sein.
Wird jeder Kolben 31 (Fig. 3) mit der ihm vorgeordneten Einspritzvorrichtung 4 unter sonstiger Aufrechterhaltung der räumlichen und funktioneilen Verhältnisse der Teile untereinander so zu einer starren baäichen Einheit zusammengefügt, daß eine jede dieser baulichen Einheiten in je einer Führung 60 (Fig. 5, deren sonstige dargestellte Teile diejenigen der Fig. 3 sind) im Angußverteiler 1 oder 2 (auch Fig. 1 bis 3) um das notwendige Maß quer zu dem Angußverteiler verschiebbar ist, dann brauchen abändernd jeweils zum Abdichten in den Flächenberührungsbereichen 12, 13 nur diejenigen Kolben 31 über die Leitung 39 unter Öldruck gesetzt zu werden,zu denen die zugehörigen Einspritzvorrichtungen zum Einspritzen der Kunststoffschmelze in Formhohlräume 11 veranlaßt wurden.
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In Figur 4, die «in weiteres Ausführungebeispiel der Erfindung darstellt, sind alle Teile, die nach der Benennung, Bauweise, Anordnung und Wirkung denen der Fig. 3 im wesentlichen gleichartig sind, ait den gleichen Bezugszelchen versehen. Damit ■tue das Wesen dieser Teile nur dann von neuem erläutert werden, wenn diese verändert ausgebildet sind.
Bei der Auefuhrungsform nach Fig. 4 sind Düsenkopf 4 und Büchse 23 alt zylindrischen Teilen gleichen Durchmessers in der Bohrung 24 des Angufiverteilers 1 oder 2 so geführt, da8 die Büchse 23 fest ei tat und der Düsenkopf 5 quesr sum AnguÄ-verteller ttm ein gewisses MaB längsverschi«blleh 1st. Die den Flansch 44 des Düsenkopfes 5 auf dem Angufiverteilerkanalträger 1 oder 2 (vgl. auch Flg. 1,2) zusätzlich führender hier nur angedeuteten Schraubbolzen 45 lassen diese Längebeweglichkeit zu.
Der Kolben 28 sitzt in einem seiner Bewegungsrichtung angepaflten zylindrischen Raum 38p einer Büchse 46, die Susannen mit ihrem Flansch 47 in eine entsprechend abgestufte Aussparung des Formeinspritzdüsennadel-Steuerungsteils 33 eingesetzt und mit diesem verschraubt ist. Der Boden 48 dieser Aussparung ist zugleich der Zylinderboden durch den mit einer Leitung 49 Drucköl, z.B. mit einem Druck von 140 atü, vor den Kolben 28 geführt werden kann. Die Stirnseiten der Büchsen und 23 liegen im übrigen aneinander an.
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Die im Bereich der Bohrung 24 des Angufiverteilers 1 oder 2 sitzenden Teile 23 und 5 (Büchse und Düsenkopf) liegen in einem durch die Mündungsweite des Verteilerkanals 17 od. dgl. in der Bohrung 24 gegebenen Abstand voneinander. Die sich gegenüberliegenden Stirnflächen 50, 51 von Büchse und Düsenkopf sind zur Düsennadelspitze hin etwa kreiskegelförmig ansteigend ausgebildet. Dadurch hat die Stirnfläche 50 eine angenähert vollkreiskegelige und die Stirnfläche 51 eine angenähert hohlkreiekegelige Form.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 hat den Vorteil, daß nur noch die Düsennadel 22 mit Drucköl schließend betätigt werden muß. Der abdichtende Anpreßdruck im Flächenberührungsbereich 12, 13 wird hingegen durch die Bohrung 24 und Düsenhohlraum 21 der Einspritzvorrichtung 4 unter öffnung der Düsennadel 22 über dem Düsenkegel 42 durchfließende Kunststoffschmelze erzeugt. Dabei wirkt die Kunststoffschmelze auf die projizierte Stirnfläche 51 des Düsenkopfes 5. Der Düsenkopf 5 ist im Angußverteilerträger 1,2 axial verschiebbar und wirkt als durch die Spritzmasse in Bohrung 24 beaufschlagter Kolben. Die Anpreßkraft zur Erzeugung der Dichtwirkung im Bereich der Fläche 12 ist damit direkt proportional abhängig von dem Spritz-Massedruck in den Verteilerkanälen.
Auch mit der Vorrichtung nach Fig. 4 kann z.B. nach den Fig. 1 und 2 die Angußverteilervorrichtung durch wiederholte Anordnung dieser Vorrichtung beliebig viele Formen mit Kunst-
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stoffschmelze versorgen* Dabei können die Vorrichtungen nach Fig. 4 ebenfalls einzeln nacheinander, zu mehreren zugleich oder insgesamt auf einmal zum Füllen der Formhohlräume 11 veranlaßt werden. Bei einem jeden Einspritzvorgang einer jeden Einspritzvorrichtung 4 wird durch die Verschiebung des Düsenkopfes 5 {51) die Abdichtung im Flächenberührungebereich 12,13 voll wirksam.
In der Ebene des AngußVerteilers 1 oder 2 auftretende Ausdehnungen oder Zusammenziehungen des Angußverteilers sind immer kleiner als der Abstand 9 des Düsenkopfes 5 von der Wandung de? Formvorkammer 7. Dadurch können bei allen Aueführ ungsformen nach Fig. 3 bis 5 in der Ebene des Angußverteiiors auftretende Kräfte nicht auf die Formbodenplatte 8 übertragen werden.
Abändernd kann auf die Formvorkaznmer 7 (Fig. 3 bis 5) dann verdichtet werden, wenn die Wärmeisolation zwischen Düsenkopf 5 und Formbodenplatte 8 durch ausreichende technische Maßnahmen gewährleistet ist und die Verschiebbarkeit der Düsenkopf© auch parallel zur Außenfläche 13 der Formbodenplatte bestehen bleibt. Dazu kann in zeichnerisch hier nicht welter dargestellter Weise das der jeweiligen Form 3 zugewandte vorderste Ende eines jeden Düsenkopfes 5 als die Einspritzöffnung 10 der Formbodenplatte 8 mit größerem Abstand umfassender, in sich geschlossener, wallartiger Vorsprung ausgebildet sein, dessen Kronenfläche die Dicht-
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fläche (ähnlich 12) 1st, die auf der Außenfläche 13 der Formbodenplatte aufliegt oder aufgepreßt werden kann. Der wallartige Vorsprung schließt dabei zumindest eine verhältnismäßig flache Aussparung in sich ein, die gegenüber der Dichtfläche (12), der Form 3 abgewandt/ zurückspringt und in die die Düsenöffnung 6 mündet. Der aus der Düsenöffnung herausschießende Strahl des Spritzgutes durchdringt im Bereich seines Querschnittes die flache Aussparung, durcheilt die gegenüberliegende Einspritzöffnung IO der Formbodenplatte 8 und füllt die flache Aussparung im übrigen mit dem Spritzgut, dort eine Wärmeisolationsschicht zwischen Düsenkopf 5 und Formbodenplatte 8 bildend, aus. Diese Wärmeisolationsschicht verbleibt, Teilnachfüllungen nicht ausgeschlossen, an ihrer Stelle zumindest während eines HersteIlvorganges der Spritzlinge in den Formen 3. Der Teil der Formbodenplatte 8, auf dem der jeweilige wallartige Vorsprung mit seiner Dichtfläche (12) aufliegt, kann als die Formbodenplatte in ganzer Stärke durchdringende, fest in dieser sitzende und mit dieser bündige, Buchse ausgebildet sein, die dann die Einspritzöffnung 10 enthält. In den Umfang dieser Buchse kann dann zumindest eine breite umlaufende Rille oder Nute eingearbeitet sein, die gegenüber der eigentlichen Formbodenplatte wenigstens eine ringförmige Kammer bildet, welche als weiterer Wärmeisolator das wesentliche Übertreten von solchen kleinen Wärmemengen in die Formbodenplatte verhindert, die von dem Düsenkopf aus noch in die Buchse gelangt sein können.
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Der vorerwähnt· walfertige Vorsprung kann abändernd auch Teil eine« Düsenkopfes sein, der mit den Angufiverteilerträger 1,2 eine stoffliche Einheit bildet und damit von An* guflverteilerträger unmittelbar ausgeht. Der wallartige Vorsprung kann auch am Anguflvertellerträger (Stirnfläche 14) allein angearbeitet oder befestigt sein» während der jeweilige Düsenkopf inmitten des Vorsprunges als besonderer Teil in den Angufiverteilerträger s.B. durch Einschrauben eingesetzt ist. In jedem Fall dieser besonderen abändernden Gestaltungen springt - wie oben erwähnt - die flache Aussparung des Düsenkopfes gegenüber der Dichtfläche (12) des wallartigen Vorsprungs zurück*
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Claims (4)

  1. Patentanspruch·
    Ί1)| AnguSverteilervorrichtung su einer Sprltsgiefimaschine, insbesondere zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunstiitoffen, die einerseits an die Spritzvorrichtung und andererseits über Düsenkopfe an mehrere Formen anschließbar ist derart, daß die Düsenkopfe gegenüber der Forsbodenplatte zumindest an den Seiten berührungsfrei sind, das Spritsgut von der Spritsvorrichtung über in dem Angufiverteiler befindliche Kanäle in die Formhohlraune geleitet wird, die Abdichtung der ausmündenden Kanäle an Fliehen erfolgt, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung, in der der Angußverteiler von den Formen lösbar ist, vorgesehen sind und die zur Abdichtung notwendige, die Dichtflächen bewegende,Kraft durch vorzugsweise in den Düsenkopfachsen wirksame Andruckorgane erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckorgane (31, 5-51) zum Bewegen der die Dichtflächen (12) aufweisenden Teile (5,1,2) in Abhängigkeit von einem steuerbaren Kraftübertragungen)! ttel , z.B. einer hydraulischen Anlage (39, 17-2o), einzeln nacheinander oder gleichzeitig zu mehreren, z.B. insgesamt, betätigt werden.
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  2. 2) Angußverteiiarvorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dichtflächen (12) aufweisenden Teile als gesonderte, gegenüber dem Angußverteiler (1,2) in Abdichtrichtung bewegliche Teile (5) ausgebildet sind.
  3. 3) Angußver te Hervor dichtung nach Anspruch Jl oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenköpfe (5), an denen die Dichtflächen (12) angeordnet sind, als Andruckorgane dienen, die mit ihren den Formen (3) abgewandten Stirnflächen (51) im Zuströmbereich der Kanäle (17, 18, 19, 20, ..,....) als Kolbenflächen ausgebildet sind derart, daß die Anpreßkraft zu jedem einseinen Düsenkopf vom Spritzgut selbst aufgebracht wird.
  4. 4) Angußverteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit Nadelversdiüssen der Düsenköpfe, dadurch gekennzeichnet, daß cu einem jeden Andruckorgan (31, 5-51) koaxial ein Andruckorgan (27, 28) für den Düsennadel Verschluß (6, 22) des Düsenkopfes (5) zugeordnet ist.
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