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"Spritzdüse für kunststoffbearbeitende Spritzgießmaschine" Zusatz
zu Patent ... (Patentanmeldung P 23 36 099.8) Die Erfindung bezieht sich auf eine
Weiterbildung der vom Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 23 36 009.8) unter Schutz
gestellten Erfindung.
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Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Spritzdüse für eine kunststoffverarbeitende
Spritzgießmaschine, deren Düsenmund durch eine Kappe gebildet ist, und deren Düsenkörper
in einer zentralen Bohrung die den Düsenmund in Verschlußstellung verschließende
Düsennadel aufnimmt, die mittels einer Hydraulikeinrichtung über einen Hebel steuerbar
ist. Der im Düsenkörper schwenkbar gelagerte Hebel steht dabei über eine Ausnehmung
im Düsenkörper mit der Düsennadel in kraftschlüssiger Verbindung.
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Die Spritzdüse gemäß dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben der die Düsennadel steuernden Hydraulikeinrichtung gemeinsam mit dem
Kolben der den Einspritzhub vollziehenden Hydraulikeinrichtung von der gleichen
Druckquelle her beaufschlagbar ist.
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Die Spritzdüse gemäß dem Hauptpatent ist nun erfindungsgemäß in Richtung
einer wesentlichen Brweiterung ihres Einsatzbereiches dadurch weitergebildet, daß
der Hebel, an welchem das antreibende Glied der Hydraulikeinrichtung ansetzt, wahlweise
durcheine die Düsennadel mit vorbestimmt er Kraft in Verschlußstellung drückende
Feder belastbar ist (Verschlußbelastung).
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Bei einer solchen Wahlmöglichkeit ist die Spritzdüse auch unter Arbeitsbedingungen
einsetzbar, bei welchen ein hydraulischer Anschluß für die Verschlußbelastung an
derbetreffendenSpritzgießmaschine nicht zur Verfügung steht oder nur unter größerem
Aufwand realisierbar ist
In diesem Falle wird die Düsennadel durch
die Federlast in Verschlußstellung gehalten. Die Düse öffnet, wenn der Druck im
plastischen Material, bei beginnendem Einspritzhub eine bestimmte obere Grenze überschreitet,
die gleichbedeutend mit der tiberwindung der Federkraft ist; Beim Gegenstand des
Hauptpatentes kann vorgesehen sein, daß die Verschlußbelastung der Düsennadel ausschließlich
hydraulisch bewirkt wird, indem der Kolben der Hydraulikeinrichtung über die Druckseite
des Hydraulikkreisesbcaufschlagbar ist, welcher für die Rotation der Plastifizierschnecke
verantwortlich ist.
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Wird der Düsenverschluß und die Verschlußbelastung in diesem Sinne
ausschließlich durch gegensätzliche Beaufschlagung des Kolbens der Hydraulikeinrichtung
herbeigeführt, so unterliegt die bedienende Person bei der Gestaltung des Spritzzyklus
bestimmten Beschränkungen, weil die Verschlußbelastung im wesentlichen nur solange
wirksam ist, wie die Plastifizierschnecke rotiert. Zwischen den Einspritzhüben dürfen
demzufolge keine wesentlichen Pausen liegen während welcher ein einwandfreier Düsenverschluß
nicht gewährleistet wäre.
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Dieser Nachteil wird dadurch beseitigt, daß die Feder den Kolben der
die Düsennadel steuernden Hydraulikeinrichtung belastet.
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Eine solche Federbelastung hat außerdem den Vorteil, daß die entgegen
der Last der Feder erfolgende Aufsteuerung der Düse in erwünschter Weise geringfügig
verzögert wird, so daß der Einspritzhub mit vollem Spritzdruck beginnt Weitere Ausgestaltungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen»-Nachstehend wird die Erfindung anhand einer
Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert:
Es zeigen: Fig.
1 die Spritzdüse im Längsschnitt im geschlossenen Zustand und Fig. 2 die schematische
Darstellung der hydraulischen Einrichtung zur Steuerung der Düsennadel der Spritzdüse.
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Der zylindrische Düsenkörper läuft vorder- und rückseitig in einen
Abschnitt 1' bzw. 1" geringeren Durchmessers aus. Der vorderseitige Abschnitt 1'
steht über ein Außengewinde mit dem Innengewinde der Kappe 20 in Verbindung, die
den Düsenmund bildet. Ein zylindrischer Anpassungskörper 80 mit zentralem Durchflußkanal
82, 83 ist über einen in den Düsenkörper 1 eintauchenden Gewindeabschnitt 84 geringeren
Durchmessers mit dem Innengewinde 90 des Düsenkörpers verbunden.
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Ein hülsenförmiger Anpassungskörper 81 mit Außengewinde 85 für die
Befestigung am Plastifizierzylinder iat zwischen einer Ringschulter 93 des Düsenkörpers
1 und einer Ringschulter 94 des Anpassungskörpers 80 angeordnet.
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In einer zentralen Bohrung 6 des Düsenkörpers ist die Düsennadel 7
axial verschiebbar gelagert. Der Düsenkanal 8 der einstückigen Düsennadel 7 mündet
über zwei diametral gelegenen Auslässe in die Vorkammer 10 und endet stirnseitig
an einer planen Begrenzungsfläche 70. Die kegelförmige Spitze der Düsennadel 7 liegt
bei geschlossener Düse an der am Eingang des Düsenkanales 23 liegenden und als Ventilsitz
wirkenden Ringkante 35 auf, die am Übergang zum unteren konischen Abschnitt der
Vorkammer 10 gebildet ist.
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Für den Ansatz von Schraubenschlüsseln sind sowohl der hülsenförmige
Anpassungskörper 81 als auch der Anpassungskörper 80 als auch die Kappe 20 mit Kantenflächen
versehen.
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Der Durchflußkanal 82, 83 des Anpassungskörpers 80 weist im mittleren
Abschnitt die lichte Weite des Düsenkanals 8 auf und geht über einen trichterförmigen
Eingangsabschnitt 97 des Düsenkanäls 8 über. In einer Ausnehmung in der Wandung
des Düsenkörpers 1 ist ein zweiarmiger Hebel 18 auf der Schwenkachse 17, die vom
Düsenkörper aufgenommen ist, schwenkbar gelagert. Der Hebel läuft in einen Mitnahmenocken
77 aus, der in eine entsprechende Ausnehmung 78 der Düsennadel 7 eingreift. Dieser
Nocken ersetzt die Verzahnung beim Gegenstand des Hauptpatentes. Der Nocken hat
sich im Dauerbetrieb wesentlichbelastbarer erwiesen und gewährleistet eine höhere
Lebensdauer der Spritzdüse.
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Am freien Ende des Hebels 18 ist das antreibende Glied einer Hydraulikeinrichtung
26 bis 29 oder wahlweise' an einer Feder angelenkt. Die Feder 73 ist nach Größe
und Vorspannung so bemessen, daß die Spritzdüse bei Überschreiten eines bestimmten
Grenzdruckes des plastischen Materials öffnet.
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Der Düse kann ein Satz von wahlweise einsetzbaren Ledern 73 unterschiedlicher
Stärke zugeordnet sein, so daß der Grenzdruck bei welcher die Düse öffnet, nach
den praktischen Erfordernissen variierbar ist.
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Der doppelt beaufschlagbare Kolben 26 des Hydraulikzylinders 29 ist
von zwei Zylinderkammern 27, 28 begrenzt. Die Zylinderkammer 27 kann unmittelbar
mit der Druckseite 30' des Hydraulikkreises 30 des als Rotationsantrieb für die
Plastifizierschnecke dienenden Hydraulikmotors 31 in Verbindung stehen.
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Die Zylinderkammer 28 steht mit der Druckseite 32' des Hydraulikkreises
32 der den Axialhub der Förderschnecke bewirkenden Hydraulikeinrichtung 33 in Verbindung.
In der Zylinderkammer 27 ist eine Spiralfeder angeordnet, die den Kolben 26 belastet.
Diese Feder wirkt über den Kolben 26 und die Kolbenstange#71 auf den Hebel 18 und
hält die Düsennadel mit konstanter Kraft in Verschlußstellung. Da die von der Feder
95 auf den Kolben 26 ausgeübte Last etwas größer ist als der über die Druckleitung
30' auf den Kolben 26 ausgeübte Druck werden gewisse Druckschwankungen des Druckmediums
in der Druckseite der Beitung 30' überspielt, so daß die Düsennadel mit konstantem
Druck in Verschlußstellung gehalten wird. Insoweit ist die Beaufschlagung des Kolbens
26 über die Leitung 50' im Falle des Vorliegens einer Feder 95 entbehrlich.
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Das hydraulische System der Düse arbeitet wie folgt: Die Einspritzung
des plastischen Materials in die Gießform sei zu Ende. Die Düse ist noch offen.
Der Schieber 48 (Fig.2) wird (in der Zeichnung) nach unten gesteuert, so daß die
Zufuhrleitung 36 mit der Druckleitung 30' in Verbindung kommt und über die Druckleitung
den hydraulischen Rotationsmotor 31 für die Plastifizierschnecke anzutreiben vermag.
Der Abfluß vom hydraulischen Motor zum Tank erfolgt über die Leitungen 30, 37. Mit
dem Aufbau des Druckes in der zeitung 30' wird gleichzeitig die Zylinderkammer 27
des Hydraulikzylinders 29 gespeist. Der Zufluß des Drucköls in die Kammer 27 bewirkt
eine Unterstützung der auf dem Kolben 26 lastenden Feder 95.
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Das bedeutet, daß die Düsennadel in dem Augenblick schließt, in welchem
der Schieber 45 umgesteuert und die Druckseite 32' des Hydraulikkreises der Hydraulikeinrichtung
33, 43, 44 drucklos
wird. Der Verschluß der Düse erfolgt in diesem
Falle sowohl unter der Wirkung der Feder 95 als auch durch den Druck des in die
Kammer 27 einströmenden Drucköls.
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Der Düsenverschluß kann auch allein durch die Federlast 95 bewirkt
werden. In jedem Falle wird durch die Bewegung des Kolbens 26, die parallel zur
Düsenachse verläuft der an der Kolbenstange 71 des Kolbens 26 in der Achse 19 angelenkte
Hebel 18 nach oben verschwenkt, was bedeutet, daßdie Düsennadel 7 in Verschlußstellung
überführt wird. Diese Überführung erfolgt am Ende des Einspritzhubes der Plastifizierschnecke.
Durch die Rotation der Plastifizierschnecke wird ein vorbestimmtes Quantum an plastischer
Masse von der Plastifizierschnecke angereichert, wobei die Plastifizierschnecke
unter dem Staudruck des sich anreichernden Materials rückweicht. Ist das vorbestimmte
Quantum an Material erreicht so wird die Einspritzung des plastischen Materials
eingeleitet. Der Schieber 45 steuert die den axialen Einspritzhub der Plastifizierschnecke
uollziehende Hydraulikeinrichtung 33, 43, 44. Dabei bewegt sich der Schieber 45
aus der Stellung gemäß Figur 2, die einen druckfreien Zustand im Hydraulikkreis
gewährleistet nach oben, so daß die das Druckmedium zuführende Leitung 46 mit der
Druckseite 32' zum Vollzug des Einspritzhubes in Verbindung gesetzt wird. Dabei
wird der Kolben der Hydraulikeinrichtung 33 von der Zylinderkammer 43 her beaufschlagt.
Das in der Kammer 44 befindliche Öl wird über die Leitungen 32, 41 in den Tank abgeleitet.
Gleichxeltig mit der Beaufschlagung des Kolbens 50 der Hydraulikeinrichtung 33 wird
der Kolben 26 der Hydraulikeinrichtung 29 über die Leitens 40 und die Kammer 28
beaufschlagt. Durch den dadurch erfolgenden Abwärtshub des Kolbens wird der Hebel
18 nach unten verschwenkt und die Düse geöffnet. Die Öffnung der Düse erfolgt im
Augenblick des Druckaufbaues in der Zylinderkammer 43 und somit unmittelbar vor
Beginn des Einspritzhubes.
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Durch die erfindungsgemäße Einspritzdüse wird eine wesentliche Erweiterung
des Einsatzbereiches erreicht und eine freizügigere Gestaltung des Spritzzyklus
möglich. Einmal kann die Düse wahlweise als rein mechanische Düse eingesetzt werden,
indem der Hebel 18 an seinem freien Ende 19 unmittelbar von einer Feder 73 vorbestimmten
Druckes belastet -wird. Zum anderen ist es nicht mehr erforderlich, daß die zeitliche
Phase der Rotation der Plastifizierschnecke unmittelbar nach Beendigung des Einspritzhubes
beginnt und bis zum Beginn des nächsten Einspritzhubes andauert.