DE2357583C3

DE2357583C3 - Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE2357583C3
Application number: DE2357583A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Braas GmbH
Current assignee: Braas GmbH
Priority date: 1973-11-19
Filing date: 1973-11-19
Publication date: 1979-04-12
Also published as: DE2357583A1; DE2357583B2; US4036405A; CA1041260A

Description

Bei einer derartigen Einspritz-Einheit (DE-OS 20 10151; Z: »Kunststoffe« 1972, S. 541/543; Z: »Kunststoffe« 1973, S. 2 bis 6) oszilliert ein Stempel oder Stößel im Bereich des Zufuhrtrichters während des gesamten Fertigungszyklus, auch während des Ausspritzen des Materials aus dem Spritzzylinder. Eine derartige Arbeitsweise vermag schon gegenüber konventionellen Schneckenmaschinen, bei denen auch bekannt war, die Schnecke während des gesamten Arbeitzyklus pulsieren zu lassen (DE-AS 11 40 340), die Qualität erzeugter, nicht zu großer Spritzlinge zu erhöh?'"].

Bei der bekannten, den Ausgangspunkt der Erfindung bildenden schneckenlosen Vorrichtung ist besonders nachteilig, daß bei Aufrechterhaltung der Oszillation des Stempels während des Ausspritzen bei jedem Schießbzw. Spritzvorgang, bedingt durch den Anpreßdruck des Schuß- bzw. Spritzmaterials, bereits plastifiziertes Material bei jedem Rückhub des Stößels in den Materialzuführungstrichter am Stößel vorbei zurückgedrängt wird und im Trichterausgang erkaltet, was praktisch nach jedem Schuß den Ausbau des Stößels und eine Reinigung des Trichters notwendig macht

In der Praxis hat sich darüber hinaus gezeigt, daß größere Spritzlinge, insbesondere solche mit größerem Durchmesser, sich mit der bekannten Vorrichtung nicht in ausreichender Qualität herstellen lassen, da die durch die Oszillation des Stößels bewirkten Impulse sich wegen sehr schnell beginnender Erkaltung des Spritzmaterials in der Spritzform nicht in die peripheren Bereiche fortpflanzen können. Daraus resultieren unterschiedliche Qualitätsbereiche des Spritzlings, d. h. dieser wird inhomogen, was für die Gesamtqualität nachteilig ist

Gegenüber dem Bekannten, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lösung zu schaffen, mit welcher die Vorteile schneckenloser Kunststoff-Spritzgießmaschinen mit oszillierenden Zuführstempeln beibehalten werden und Spritzlinge in der erforderlichen Qualität in jeder beliebigen Größe hergestellt werden können, wobei der Rückfluß von bereits plastifiziertem Material in den Zufuhrtrichter vermieden wird.

Bei einer Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der oszillierend einführbare Stempel während des Ausspritzen des Kunststoffes aus dem Spritzzylinder in seiner unteren, in einer in den Verbindungskanal eingeführten Stellung feststellbar ist

Durch die Erfindung ist es möglich, hochwertige Spritzlinge durch entsprechend lange Oszillationszeiträume des Stößels zu erreichen, wobei durch das Stillsetzen des Stößels in einer in den Verbindungskanal eingeführten Stellung während des Schießers bzw. Spritzen alle vorbeschriebenen nachteiligen Folgen der Beibehaltung der Oszillationsbewegung des Stempels während des Spritzen vollständig vermieden werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert Diese zeigt in

is Fig. 1 eine Kunststoff-Spritzgießmaschine gemäß uer Erfindung in einem schematischen Vertikalschnitt und in

Fig.2 einen Hydraulikschaltplan für einen Stempel der Maschine entsprechend F i g. 1.

In einem waagerecht angeordneten, heizbaren Spritzzylinder 1 ist ein kolbenartiges Verdrängerelement 2 angeordnet, mit dem ein Druckbiock 3 in Verbindung steht, in dessen oberem Bereich ein Zufuhrtrichter 4 ausgebildet ist, in den ein hydraulisch angetriebener Stempel 5 oszillierend stößt Dem Zufuhrtrichter 4 wird das Material aus einem Vorratsbehälter 6 über eine Rutsche 7 zugeführt

Der Spritzzylinder i mit kolbenartigem Verdrängerelement 2 und mit diesem verbundener Füllvorrichtung mit Stempel 5 ist mittels eines Hydraulikzylinders 8 horizontal gegen eine nicht gezeigte stationäre Form beweglich, derart, daß eine Austrittsöffnung 9 mit einem Angußstutzen in der Form in dichtenden Kontakt kommt

Das kolbenartige Verdrängerelement 2 mit Füllvorrichtung und dem Stempel 5 ist gegenüber dem Spritzzylinder 1 mittels einer weiteren hydraulischen Presse 10 zum Ausspritzen des Materials in Richtung der Form beweglich.

In dem Druckblock 3 ist ein Vvertelkreisförmiger Verbindungskanal 11 ausgebildet, wobei die Krümmung dieser Leitung an der während seiner Oszillation untersten, in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung des Stempels 5 beginnt und horizontal ausläuft, wobei am Beginn des eigentlichen kolbenartigen Verdrängerelementes 2 ein zentraler Durchtrittskanal 12 im Verdrängerelement 2 ausgebildet ist, der sich in eine Anzahl von nach außen konvergierenden Spritz- bzw. Zufuhrkanälen 13 aufteilt, wobei die Summe der

so Einzelquerschnitte dieser Kanäle 13 etwa dem Querschnitt des Verbindungskanals 11 bzw. des zentrischen Durchtrittskanals 12 entspricht, derart, daß in diesem Bereich plötzliche Druckerhöhungen und Erwärmungen nicht mehr auftreten können,

Durch die Kanäle 13 gelangt das Material in einen vor der Austrittsöffnung 9 angeordneten Warteraum 14 aus dem das Material dann beim Vorschieben des kolbenartigen Verdrängerelementes 2 bei stehendem Spritzzylinder 1 in die Form gespritzt wird.

μ Der Stempel 5 ist mittels eines in einem Zylinder 15 hin- und herbeweglichen Kolben 16 betätigbar. Die Druckmittelzufuhr zum Zylinder 15 erfolgt über eine Leitung 17 mittels einer Pumpe 18, die Druckmittel aus einem Reservoir 19 abzieht und von einem Motor 20 angetrieben wird. In der Leitung 17 ist ein Rückschlagventil 21 sowie ein weiteres gesteuertes Rückschlagventil 22 mit Hubbegrenzung angeordnet.
Ferner führt vom gleichen Zylinderende eine Leitung

23 über ein weiteres gesteuertes Rückschlagventil 24 zum Reservoir 19.

In einem Abzweig 25 der Zufuhrleitung 17 ist ein Druckeinstellventil 26 kombiniert mit einem Mehrwegeventil 27 angeordnet, durch welch letzteres bei 5 entsprechender Umschaltung das von der Pumpe 18 kommende Druckmittel ebenfalls zum Reservoir 19 fließen kann.

Eine weitere Abzweigleitung 28 führt zu einem druckgasbelastetjn Kolbenspeicher 30, durch den to etwaige Druckmittelverluste durch Leckagen od. dgl. ausgeglichen werden und ferner auch bei nicht in Betrieb befindlicher Pumpe der Stempel 5 in unterer Endstellung zu halten ist, wie nachfolgend näher dargelegt wird.

Eine weitere Leitung 31 zweigt vor dem gesteuerten Rückschlagventil 22 von der Leitung 17 ab und führt zu einem Mehrwegeventil 32 und von diesem in der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung desselben zu dem gesteuerten Rückschlagventil 24 und hält dieses in dieser Stellung geschlossen. Ein weiterer Durchtritt in dem Mehrwegeventii 32 verbindet eine Leitung 33 zwischen dem gesteuerten Rückschlagventil 22 und dem Reservoir 19.

Dem Zylinder 15 sind zwei berührungslose Schalter 2s 34 und 35 zugeordnet, die jeder für sich Längsrichtung des Zylinders 15 verstellbar und mit Betätigungsspulen des Mehrwegeventils 32 in der Weise verbunden sind, daß sie jeweils bei Annäherung des Kolbens 16 das Mehrwegeventil 32 umsteuern. Die Schalter 34 und 35 sind fenner mit Betätigungsspulen des Mehrwegeventils 27 verbunden, derart, daß jeweils bei Annäherung des Kolbens 16 dieses Mehrwegeventil 27 umgesteuert wird.

Schließlich mündet in das kolbenstangenseitige Ende des Zylinders 15 eine an einen hydraulischen Druckspeicher 36 angeschlossene Hydraulikleitung 37 ein.

Die Arbeitsweise der Einrichtung ist wie folgt: Bei Inbetriebsetzen der Pumpe 18 gelangt Druckmittel über die Leitung 17 in den Zylinder 15 und bewegt den Kolben 16 mit dem Stempel 5 abwärts, wobei das Rückschlagventil 22 öffnet und das Rückschlagventil 24 geschlossen gehalten ist Beim Erreichen der Stellung des Schalters 34 löst der Kolben 16 einen Schaltimpuls aus, durch den das Mehrwegeventil 32 umgesteuert wird, derart, daß nunmehr das Rückschlagventil 22 schließt und das Rückschlagventil 24 öffnet, so daß unter Ausschieben des im Zylinder 15 befindlichen Druckmittels zum Reservoir 19 der Kolben 16 durch den Druckmitteldruck im Druckspeicher 36 aufwärts bewegt wird. Gleichzeitig wird das Mehrwegeventil 27 umgesteuert, so daß in dieser Phase das von der Pumpe 18 weitergeförderte Druckmittel über das Druckeinstellventil 26 und das Mehrwegeventil 27 über das Reservoir 19 drucklos umgewälzt wird. Erreicht der Kolben 16 die Stellung des oberen Schalters 35, erfolgt durch entsprechende Steuerimpulse eine Umsteuerung der beiden Mehrwegeventile 27 und 32 unter entsprechender Wiederholung des vorbeschriebenen Arbeitszyklus.

Nachdem durch entsprechend viele Hübe des Stempels 5 soviel Material in den Spritzzylinder 1 unter Verflüssigung des Kunststoffmaterials gelangt ist, daß der Warteraum 14 gefüllt ist, wird durch eine geeignete elektrische Schaltung das Mehrwegeventil 32 in der in der Zeichnung dargestellten Stellung gehalten, d.h. beim Erreichen der unteren Endlage des Kolbens 16 eine Umschaltung des Ventils 32 in die andere Stellung verhindert, so daß der Kolben 16 in der unteren Endsteiiung gehalten wird, was bei einem Michtarbeiten der Pumpe 18 auch durch den Kolbenspeicher 30 bewirkt wird. Damit wird beim Ausspritzen des Materials aus dem Spritzzylinder 1 ein Rückfließen des Materials durch den Verbindungskanal 11 in den Zufuhrtrichter 4 verhindert

Wie erkennbar ist, kann der Druck im System durch entsprechende Einstellung des Druckeinstellventils 26 reguliert werden. Ferner kann die Größe des Arbeitshubes des Kolbens 16 sowie die O-Lage bzw. Arbeitsstellung des Kolbens 16 durch entsprechende Verstellung der beiden Schalter 34 und 35 erfolgen, wobei bei der gezeigten und erläuterten Schaltung in Abhängigkeit von dem Abstand der beiden Schalter 34 und 35 voneinander und damit von der Größe des Kolbenweges die Hubfrequenz reziprok verändert wird. Aufgrund dieser Ausgestaltung hat man es daher in der Hand, die X-Lage des Arbeitspunktes des Stempels 5, den Stempelhub, dessen Frequenz sowie die Stärke der Schläge zu verändern, so daß eine ausgezeichnete Anpassung an das jeweils verwendete Spritzmaterial entsprechend dessen Eigenschaften, insbesondere Viskosität und Wärmeleitfähigkeit, möglich ist

Anstelle des Druckspeichers 36 kann auch ein beidseitig von dem pumpengeförderten Druckmittel unmittelbar beaufschlagter Kolben mit zugehörigem Umsteuerventil verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit einem beheizbaren Spritzzylinder und einem in diesem axial verschiebbaren, kolbenartigen Verdrängerelement, mit einem zentralen Durchtrittskanal im kolbenartigen Verdrängerelement, mit einem den Durchtrittskanal und einen Zufuhrtrichter für zu plastifizierenden Kunststoff verbindenden Verbindungskanal und mit einem im Bereich des Zufuhrtrichters in den Verbindungskanal oszillierend einführbaren Stempel, der hydraulisch bei veränderbarem Hydraulikdruck angetrieben ist und dessen Arbeitsstellung, dessen Hub und dessen Oszillationsfrequenz veränderbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der oszillierend einführbare Stempel (5) während des Ausspritzen des Kunststoffes aus dem Spritzzylinder (1) in seiner unteren, in einer in den Verbindungskanal (11) eingeführten Stellung feststellbar ist