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Spritzgußmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgußmaschine.
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Übliche maschinen dieser Art arbeiten gewöhnlich mit elektrisch gesteuerten
und hydraulisch betätigten Pumpen, Ventilen und Zylindern zum Einspritzen eines
verflüssigten Kunststoffmaterials in einen Formhohlraum. Zum Betrieb solcher Anlagen
ist eine beträchtliche Energie erforderlich. Die Anlagen sind in ihrem Bau und ihrer
Arbeitsweise ziemlich kompliziert und neigen dadurch vielfach zu Störungen. Bei
manchen Anlagen wird auch nicht immer kontinuierlich ein im wesentlichen gleichförmiger
Formungsdruck aufrechterhalten, der
erforderlich wäre, um die herzustellenden
Gegenstände genau zu formen.
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Formschienan, die mit mechanischen Verbindungsgliedern, wie Winkelhebeln,
Kurbeln, Getrieben und zugehörigen Kupplungen arbeiten, zeigen auch vielfach eine
unregelmäßige Leistung.
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Solche Anlagen sind oft dadurch unzuverlässig, daß sie nicht fortlaufend
in einem gleichförmigen Formungszyklus arbeiten, wodurch sich entsprechend hohe
Formungs- und Unterhaltungskosten ergeben. Auch ist bei Einspritzen des verflüssigten
Kunststoffes in den Formungshohlraum nicht ständig eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit
gewährleistet, wodurch oft fehlerhafte Gegenstände entstehen.
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Die Erfindung bezweckt, die hier kurz erläuterten Schwierigkeiten
dadurch zu überwinden, daß eine wirtschaftliche und wirksam arbeitende Spritzgußmaschiene
geschaffen wird, die fortlaufend hintereinander Formungszyklen ausführt, die sich
durch Çleichmäßigkeit auszeichnen.
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Die Erfindung sieht eine Formunge- oder Spritzgußmaschine vor, die
mit einem ersten und einem zweiten Formteil ausgestattet ist, die voneinander trennbar
sind und einen geteilten Formhohlraum zwischen sich begrenzen. Während eines Forrnungszyklusses
wird der zweite Formteil unter dem Einfluß von Federmitteln in Eingriff mit dem
ersten Formteil bewegt,
um dadurch einen im wesentli-#hen gleichförmigen
Druck auf den ersten Formteil auszuüben.
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Im einzelnen weist eine erfindungsgemäße Spritzgußmaschine einen feststehenden
Träger auf, auf dem ein erster und ein zweiter Formteil gegeneinander beweglich
angeordnet sind, so daß sie zwischen sich einen geteilten Formungshohlraum begrenzen.
Ein Betätigungshebel ist mit seinem oberen Ende an dem zweiten Formteil und mit
seinem unteren Ende an einem unter Federspannung stehenden Gleitblock schwenkfähig
befestigt. Eine fortlaufend sich drehende Kurbel greift an dem Hebel an, um den
zweiten Formteil gegenüber dem ersten Formteil während eines Formungszyklusses hin-
und herzubuwegen. Der unter F derspannung stehende Gleitblock ist so eingestellt,
daß er einen im wesentlichen gleichförmigen Formungsdruck auf die Formteile und
zugehörigen Bauteile bei Drehung der Kurbel ausübt.
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Weitere Vorzüge und merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung
ausführlich erläutert und darges#tellt ist. Es zeigen Fig. 1 eine vereinfacht gezeichnete
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Maschine, Fig. 2 einen Schnitt entlang der
Linie II - II der Fig. 1, und
Fig. 3 bis 5 der Fig. 2 entsprechende
Darstellungen einer erfindungsgemäßen maschine in verschiedenen Arbeitstakten.
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Eine erfindungsgemäße Spritzgußmaschine 10, siehe Fig. 1 und 2, weist
ein feststehendes maschinenbett oder Trägerrahmen 11 auf, auf dem parallel zueinander
aufragende Halterungen 12 und 13 befestigt sind. Ein Paar waagerecht liegender,
zueinander paralleler Führungsstangen 14 und 15 sind zwischen den Halterungen befestigt
und dienen zur Hin- und Herbewegung der Anordnung einer kombinierten Füll-, Heiz-
und Einspritzeinheit 16, einer ersten Formeinheit 17 und einer zweiten Formeinheit
18. Auf den Stangen 14 und 15 sind in Längsrichtung mit Abstand voneinander Anschlagvorrichtungen
befestigt, die hier als Kragen 14a, 14b, 15a und 15b ausgebildet sind.
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Zur Einheit 16 gehört ein Vorratstrichter 19, der auf einer Halterung
20 befestigt ist, die auf den Stangen 14 und 15 hin- und herbeweglich angeordnet
ist. Ein zylindrischer Einspritzkolben 21 ist an einem Träger 13 befestigt und ragt
mit seinem freien Ende in einen gut passenden zylindrischen Kanal 22 hinein, der
in die Halterung 20 eingearbeitet ist.
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Vier Kompressionsfedern 23 bilden Federmittel, die zwischen der Halterung
20 und dem Träger 13 angeordnet sind und gewöhnlich die Einheit 16 auf die in Fig.
2 gezeigte Stellung
vorspannen, in der die Halterung 20 an den Anschlägen
14b und 15b anstößt.
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Ein übliches zerkleinertes Kunststoffmaterial, das in den Trichter
19 gegossen wird, fließt in den Kanal 22 und wird anschließend durch den Kolben
21 in die Zweigkanäle 24 ausgestoßen, die in einem zylindrischen metallischen Kernstück
25 ausgebildet sind. Um das Kernstück sind Heizelemente 26 herumgewickelt und mit
einer nicht gezeigten elektrischen Kraftquelle verbunden, um -nach Wahl das Kernstück
25 auf eine ausreichende Höhe zu erwärmen und dadurch das zerkleinerte Kunststoffmaterial
zu verflüssigen, das während eines Formungszyklusses durch die Zweigkanäle 24 ausgestoßen
wird.
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Eine rohrförmige Einspritzdüse 27 ist durch Verschraubung an ihrem
ersten Ende am Kernstück 25 angeordnet. Die Düse 27 hat einen zentral liegenden
Durchgangskanal 28, der an die Zweigkanäle 24 angeschlossen ist.
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Das andere, zweite Ende der Düse endet in einem konischen Düsenkopf
29. Der Düsenkopf 29 liegt gewöhnlich in einem Abstand X von einer entsprechend
geformten, konischen Ausnehmung, die in einer Halterung 30 ausgebildet ist. Die
Halterung 30 ist hin- und herbeweglich auf den Führungsstangen 14, 15 angeordnet
und stößt gewöhnlich an den Anschlagkragen 14a, 15a an.
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Ein erster Formteil 31 ist an der Vorderseite der Halterung 30 befestigt
und mittig mit einer divergierenden Düse 32 ausgebildet. Diese Venturi-artige Düse
steht in Verbindung mit dem Kanal 28 und mündet in einem Formungshohlraum oder Matrize
33, die geeignet ist, einen gegenüberliegenen patrizenartigen Formteil 34 zu überdecken.
Der matrizenartige und der patrizenartige Formhohlraum können daher einen geteilten
Formungshohlraum begrenzen, in dem ein Gegenstand geformt werden kann.
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Der patrizenartige Formhohlraum ist an der Stirnseite eines zweiten
Formteiles 35 ausgebildet, der an einer Halterung 36 befestigt und mit dieser auf
den Stangen 14, 15 hin- und herbeweglich angeordnet ist. Das hintere Ende der Halterung
36 ist durch einen Bolzen oder Stift 37 schwenkfähig mit einem Lenker 38 verbunden.
Das Verbindungsglied 38 ist durch einen Stift oder Bolzen 39 schwenkfähig am oberen
Ende eines Hebels 40 angeordnet. Das erste Ende eines Lenkers 41 ist durch einen
Stift oder Bolzen 42 schwenkfähig am mittelabschnitt des Hebels 40 angeordnet. Das
andere, entgegengesetzte Ende des Lenkers 41 ist mit einer Kurbel 43 durch einen
Bolzen 44 schwenkfähig verbunden.
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Die Kurbel 43 ist an einer Welle 45 einer Scheibe 46 befestigt, die
durch einen 6ndlos-Riemen 47 angetrieben werden kann. Der Riemen 47 läuft ferner
über eine Riemenscheibe 48,
die das Abtriebsende einer nach Wahl
betätigten Transmission 49 bildet, die durch einen Elektromotor 50 angetrieben wird.
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Diese Antriebsvorrichtung bildet eine Betätigungsvorrichtung, die
mit dem zweiten Formteil 35 verbunden ist, der wahlweise mit dem ersten Formteil
31 in. Berührung gebracht und diesen dadurch, bezogen auf Fig. 2, axial nach links
bewegt.
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Das untere Ende des Hebels 40 ist durch einen Bolzen 51 schwenkfähig
an einem Block 52 angeordnet, der gleitfähig zwischen parallelen Führungsschienen
53 liegt, von denen eine in Fig. 2 gezeigt ist und die auf einer feststehenden Trägerplatte
54 befestigt sind. Die Trägerplatte weist einen hochragenden Flansch 55 auf, der
an dem einen Ende der Platte angeformt ist und die Bewegung des Gleitblockes 52
nach rechts begrenzt. Am gegenüberliegenden anderen Ende der Trägerplatte 54 ist
ein nach oben ragender zweiter Flansch 56 ausgebildet und dient zur Anordnung eines
Gewindebolzens 57.
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Das freie Ende des Bolzens 57 steht in Eingriff mit einer Platte 58,
die gleitfähig zwischen den parallelen Führungsschienen 59 angeordnet ist, von denen
eine in Fig. 2 dargestellt ist. Eine Spiralfeder 60 ist zwischen dem Block 52 und
der Platte 58 angeordnet und spannt den Block gewdhnlich in Richtung nach rechts
gegen den Flansch 55 vor. Diese Feder bildet eine Federvorrichtung, die in Verbindung
mit
der oben beschriebenen Betätigungsvorrichtung steht, um einen
im wesentlichen gleichförmigen Preßdruck auf die Formteile 31 und 35 auszuüben,
wie noch erläutert wird. Anstelle der Spiralfeder 60 kann auch eine andere geeignete
Federvorrichtung verwendet werden, wie zum Beispiel ein entsprechend eingestellter
Akkumulator oder dergleichen.
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Für den Betrieb wird der Trichter 19 mit entsprechend zerkleinertem
Kunststoffmaterial gefüllt, das in die Kanäle 22 und 24 fließt. Die maschine kann
nach dem Anlassen so betätigt werden, daß sichergestellt ist, daß die miteinander
in Verbindung stehenden Kanäle 22, 24 und 28 vollständig mit dem Kunststoffmaterial
gefüllt sind. Das Volumen des materials, das durch den linearen Hub des Kolbens
21 im Kanal 22 verschoben wird, ist im wesentlichen gleich der menge des Kunststoffmaterials,
die während jedes Formungsvorganges dem geteilten Formhohlraum 33, 34 zugeführt
wird.
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Der motor 50 wird wahlweise über das Getriebe 49 an die Riemenscheibe
46 gekuppelt, um die Abtriebswelle 45 bei jedem vollständigen Formungszyklus der
maschine um eine Drehung zu drehen. Ein typischer Zyklus kann in sechs Sekunden
ausgeführt werden, so daß die Kurbel 43 ständig mit zehn Umdrehungen pro minute
gedreht wird.
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Die Fig. 3 bis 5 veranschaulichen drei aufeinanderfolgende Stufen
des Formungszyklusses.
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Fig. 3 zeigt die Kurbel 43 in einer im wesentlichen senkrechten Stellung,
um die gegen den Uhrzeiger gehende Bewegung des Hebels 40 um den Schwenkpunkt 51
zu beginnen. Die weitere Drehung der Kurbel auf ihre Stellung nach Fig. 4 bewirkt,
daß der zweite Formteil 35 in Eingriff mit dem ersten Formteil 31 bewegt wird und
diesen überdeckt. Der geteilte Formhohlraum 33, 34 ist dadurch vollständig geschlossen.
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Durch die vollständige Zusammenfassung der Federvorrichtung 23 wird
der dem gegenüber feststehende Einspritzkolben 21 im Kanal 22 nach rechts vorbewegt,
so daß ein vorbestimmtes Volumen am Kunststoffmaterial in den geteilten Formhohlraum
eingespritzt wird, veranlaßt durch den Hub des Kolbens. Dieser Hub kann durch nicht
dargestellte mittel nach Wahl so eingestellt werden, indem die axiale Lage des freien
Endes des Kolbens 21 im Kanal 22 verändert wird. Die Heizspulen 26 sind entsprechend
bemessen, um eine vollständige Verflüssigung des Kunststoffmaterials zu gewährleisten,
bevor es in den Kanal 28 gelangt und durch die Düse 29 austritt.
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Wenn der Druck des eingespritzten Materials eine vorbestimmte Höhe
übersteigt, welche eine vollständige Füllung des geteilten Formungshohlraumes gewährleistet,
wird durch die Federvorrichtung
60 eine gesteuerte, im wesentlichen
gleichmäßige Kraft auf das untere Ende des Hebels 40 über den Schwenkbolzen 51,
Fig. 5, ausgeübt. Diese Kraft bewirkt ihrerseits, daß ein im wesentlichen gleichförmiger
Druck auf den Block 36 und die Formteile 31 und 35 ausgeübt wird; während die Kurbel
43 über ihre obere Totpunktstellung TDC hinwegbewegt wird.
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Nach weiterer Drehung der Kurbel entgegen dem Uhrzeiger auf die Stellung
nach Fig. 2 lösen sich die Formteile voneinander, und die Federn 23 bewirken, daß
die Halterungen 20 und 30 sich nach rechts bewegen, bis sie mit den Anschlägen 14b,
15b und 14a, 15a in Eingriff treten, siehe Fig. 1.
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Der Schwung oder das Moment der Halterung 30 bewegt diese nach rechts,
bis die Düse 28 von der entsprechend geformten konischen Ausnehmung in der Halterung
30 getrennt ist. Diese Trennung wird durch den Abstand X in Fig. 2 veranschaulicht,
der zum Beispiel 1,6 mm betragen kann. Eine weitere Drehung der Kurbel entgegen
dem Uhrzeigersinn und über die in Fig. 2 gezeigte Stellung hinaus bewegt die Halterung
36 in ihre äußerste rechte Stellung und bewirkt, daß die Form vollständig geöffnet
wird, so daß der geformte Gegenstand leicht entfernt werden kann.
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Falls erwünscht, können die Formteile 31, 35 in üblicher Weise gekühlt
werden, um die Verfestigung des flüssigen, geformten materials in der Form zu beschleunigen.
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- PATENTANSPRÜCHE -