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Spritzkopf für zwei hunststoff-Komporlenten Die Erfindung betrifft
einen Spritzkopf für zwei Funststoff-Komponenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Ein derartiger Spritzkopf ist aus der DT-OS 2 241 002 bekannt. Er
dient dazu, zwei Kunststoff-Komponenten nacheinander in den Formhohlraum einzuspritzen,
und zwar so, daß das eine Material zentral und das andere Material durch einen koaxialen
Ringkanal eingespritzt wird. Insbesondere kann der Spritzkopf dazu benutzt werden,
daß zuerst ein eine glatte Oberfläche ergetenaes itantelmaterial und danach ein
in erstarrtem Zustand Poren aufweisendes Kernmaterial oder ein Rernmaterial zusamwien
mit dem Mantelmaterial eingespritzt wird. Als dritte Stufe kann sich ein weiteres
Linspritzen von Mantelmaterial anschließen.
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Der bekannte Spritzkopf ist so ausgebildet, daß beim Linspritzen des
zweiten Kunststoffes dessen Zurückströmen in den Zuführungskanal des ersten Kunststoffes
vermieden wird. hierzu wird für das zweite material ein zentral angeordneter Kolbenzylinder
mit einem im Spritzzylinder
verschiebbar angeordneten Spritzkolben
verwendet, wobei am vorderen Ende des i:olbenzylinders eine verschieL-bare Düse
gelagert ist. Diese steuert je nach ihrer Endlage den Zufluß der zweiten Runststoff-Romponente.
Die Betätigung der Schiebedüse wird bewirkt durch die Bewegung des Kolbenzylinders
durch einen Anschlag am Spritzzylinder im Sinne einer Öffnung einerseits und durch
den Druck der zweiten Kunststoff-Koinponente im Sinne einer Absperrung andererseits.
Nachteilig bei dieser Ausfülirung ist der Umstand, daß die Schiebedüse nicht sicher
genug in die Sperrstellung gebracht werden kann. Im übrigen ist die Bauart wegen
der Anordnung eines im Spritzzylinder gelegenen Kolbenzylinders und des Spritzkolbens
kompliziert und aufwendig.
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Ein demgegenüber einfacher gestalteter Spritzkopf, bei dem zwei verschieden
eingefärbte Lunststoffe über Zufuhr in leitungen zugeführt und unter dem Druck/den
~ufuhrleitungen eingespritzt werden, sist in der DT-OS 1 944 474 beschrieben. Eine
Schiebedüse ist so ausgebildet, daß sie bei der Zufuhr des einen der beiden ltunststoffe
ein Zurückfließen des einen Tunststoffes in die Zufuhrleitung des anderen kunststoffes
verhindert; bei der Zufuhr des anderen Kunststoffes tritt sinngemäß dasselbe ein.
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In diesaiiall wird die Verschiebung der Schiebedüse sogar in beiden
Richtungen vom Kunststoff selbst gesteuert, was eine erhöhte Unsicherheit in der
Funktion der Schiebedüse zur Folge und ferner zur Voraussetzung hat, daß die Zufuhr
beider Kunststoffe von außen gesteuert werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spritzkopf so auszubilden,
daß die Steuerung der Zufuhr der zweiten Kunststoff-Komponente sicher und unbeschadet
der Druckverhältnisse, mit denen diese Komponente zugeführt wird, erfolgt.
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Die Aufgabe wird durch die maßnahmen gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs
1 gelöst. Gemäß der Lrfindung wird die Sufuhr der zweiten Komponente durch die Bewegung
des Düsenkopfes gegenüber dem übrigen Teil des Spritzkopfes, somit in einer zwangsläufigen
Weise, gesteuert. Zunächst wird der Spritzkopf vor dem Linspritzen mit seinenl Düsenkopf
an der Angußbuchse des Formwerkzeugs mit einer bestimmten Kraft dichtend angepreßt.
Die Zuführung.der ersten Komponente erfolgt dann, wenn der Düsenkopf mit solchem
Druck an die Angußbuchse angepreßt wird, daß der gegenüber dem übrigen Teil des
Spritzkopfes verschiebbare Düsenkopf die Zwischenstellung erreicht hat. In der hinteren
Endstellung
des Düsenkopfes gegenüber dem übrigen Teil des Spritzkopfes wird die zweite Komponente
in den Formhohlraum gedrückt. Ist die Zuführung beider Komponenten beendet, wird
der Spritzkopf zurückgefahren. Noch bevor sich der Düsenkopf von der Angußbuchse
abhebt, stellt sich der Steuerschieber auf Absperren der zweiten Komponente dadurch
ein, daß das Druckelement den Düsenkopf in seine Zwischenstellung und danach in
seine vordere Endstellung gegenüber dem übrigen Teil des Spritzkopfes bringt. Das
Lrreichen dieser Stellungen ist nicht vom Druck der Komponenten abhängig, sondern
von einem Druckorgan, dessen Kraftentfaltung so gewählt wird, daß ein sicheres Steuern
der Endstellung erfolgt. Zweckmäßigerweise weraen hierfür Tellerfedern vorgesehen.
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Die Bewegung des Spritzkopfes kann mittels eines hydraulischen Aggregates
bewirkt werden, das auch die Zwischenstellung erlaubt. Nach einer Weiterbildung
der Erfindung wird jedoch die Maßnahme nach Anspruch 3 vorgesehen.
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Das bedeutet, daß das hydraulische Aggregat (oder ein anderes Druck-Aggregat>
lediglich auf "ein" und "aus" ausgelegt zu werden braucht und daß die Zwischenstellung
auf einfachere weise mittels des wirksamen Anschlages und üie hintere Endstellung
durch Unwirksamniachen des Anschlags erreichbar ist. Zweckmäßigerweise ist hierbei
ein mit
einem Druckmittel beaufschlagbarer Anschlag nach Anspruch
4 vorgesehen. Für die Zwischenstellung wird der als Anschlag dienende Kolben von
dem Druckmittel beaufschlagt, das nach Absperrung der Druckmittelzufuhr infolge
des Rückschlagventils nicht zurückfließen kann; für die hintere Endstellung wird
das Rückschlagventil wirkungslos gemacht, so daß der kolben drucklos ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Ansprüchen 5 bis 8
beschrieben. Eine zweckmäßige Bauart eines den Steuerschieber enthaltenden Spritzkopfes
ist in der den Spritzkopf in einem Längsschnitt zeigenden Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden erläutert.
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Der mit 1 bezeichnete Spritzkopf weist am vorderen (linken) Ende einen
gegenüber dem rechten Teil 3 axial verschiebbaren Düsenkopf 2 auf. Der mit einer
zentralen Bohrung 4 für die eine (zweite) Komponente und mit einer diese umgebenden
Ringöffnung 5 für die andere (erste) Komponente versehene Düsenkopf 2 ist an seinem
vorderen Ende so ausgebildet, daß er an einer Angußbuchse 6 dichtend zur Anlage
gebracht werden kann, derart, daß beide Komponenten über einen Zuführungskanal 7
in den wohlraum eines Formwerkzeugs b gelangen können. Dabei fließt die andere Komponente
über eine Zuführungsleitung 9, eine Querbohrung 10 und einen Ringkanal 11 zur Ringöffnung
5.
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Die zentrale Bohrung 4 ist in einem hülsenteil 12 vorge-Eehen, das
im Düsenkopf 2 fest gegen einen Anschlag 13 verschraubt ist (Gewinde 14) und unter
Verbreiterung seines Durchmessers im rechten Teil 3 des Spritzkopfes 1 längsverschieblich
angeordnet ist. Der rechte Teil des Hülsenteils 12 weist ferner einen Bund 15, ein
dichtend gelagertes Zwischenstück 16 und einen Federteller 17 auf.
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Der Bund 15 setzt mit einer konischen Anlagefläche 18, der eine entsprechende
konische Fläche am Teil 3 des Spritzkopfes 1 entspricht, die linke Endstellung des
Hülsenteils 12 fest und damit die vordere Endstellung des Düsenkopfes 2 im Hinblick
auf den Teil 3. Die rechte Endstellung des Bundes 15 ist durch dessen Anlage an
der rückwärtigen Stirnseite 19 einer kreisförmigen Ausnehmung 20 im rechten Teil
3 des Spritzkopfes 1 vorgegeben.
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In dieser Lndstellung liegen Querbohrungen 21 am rechten Ende der
zentralen Bohrung 4 frei zur Ausnehmung 20 hin, so daß die über eine Zufuhrleitung
22 zuführbare eine (zweite) Komponente über die Ausnehmung 20, die Querbohrungen
21 und die zentrale Bohrung 4 in den Formhohlraum gelangen kann.
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Die vordere Lndstellung des Düsenkopfes 2 im Hinblick auf den Teil
3, d.h. die linke Endstellung des Sülsenteils 12,
wird bewerkstelligt
durch die Kraft mehrerer Tellerfedern v 23, die in einem Raum 24 des rechten Teiles
3 des Spritzkopfes 1 zwischen dem Federteller 17 des Hülsenteils 12 und einer mittels
eines Gewindes 26 eindrehbaren Widerlagerscheibe 25 untergebracht ist.
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Damit der Düsenkopf 2 an der Angußbuchse 6 zur Anlage kommt, wird
der rechte Teil 3 des Spritzkopfes 1 nach links bewegt. Fie diese Bewegung zustandekommt,
ist in der Zeichnung lediglich im Prinzip wiedergegeben, d.h., das dargestellte
Hydraulikaggregat 27 mit dem Zylindergehäuse 28 und dem über eine kolbenstange 30
und eine Konsole 31 mit dem rechten Teil 3 des Spritzkopfes 1 verbundenen Kolben
29 müßte in Wirklichkeit größer ausgebilmindestens det sein und sollte an/zwei Seiten
des Spritzkopfes 1 angreifen.
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bie irbeitsweise des Spritzkopfes 1 ist folgende: Wenn der Düsenkopf
2 an der Angußbuchse 6 zur Anlage gekommen ist, wird der rechte Teil 3 des Spritzkopfes
vom liydraulikaggregat 27 gegen die Kraft der Tellerfedern 23 noch weiter nach links
bewegt, und zwar zunächst soweit, bis er durch die Anlage der rückwärtigen Stirnseite
des Düsenkopfes 2 an einem Stift 32 zum Halten kommt. Der
Stift
32 befindet sich in der Zeichnung in seiner linken Endstellung, in der er durch
Beaufschlagung eines mit dem Stift 32 verbundenen Kolbens 33 mit einem über eine
Leitung 34 zugeführten Druckmittel gehalten wird, und zwar dadurch, daß das Druckmittel
auf Grund des geschlossenen Rückschlagorgans 36 eines steuerbaren Rückschlagventils
35 nicht entweichen kann. Die Zuführung des Druckmittels war vorher über eine Leitung
38 unter Abheben des Rückschlagorgans 36 (Kegel) gegen die Kraft einer Feder 37
erfolgt. Der somit als starrer Anschlag wirkende Stift 32 läßt den Düsenkopf im
Hinblick auf den rechten Teil 3 des Spritzkopfes eine Position einnehmen, die durch
die gestrichelte Linie bei 42 angedeutet ist. In dieser Position liegen die Querbohrungen
noch nicht frei zur Ausnehmung 20 hin, sondern im Bereich der Führung des iiülsenteils
12. Auch wenn die Zufuhrleitung 22 unter dem Druck der einen Komponente steht, ist
deren Verbindung zum Formhohlraum somit noch nicht freigegeben, während die andere
Komponente nun über die Zufuhrleitung 9 in diesen eintreten kann.
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Lrst dann, wenn durch Beaufschlagung eines mit dem #~Jickschlagorgan
36 über eine Verbindungsstange 40 verbundenen Kolbens 41 über eine Leitung 39 das
Rückschlagorgan 36 von seinem dichtenden Sitz abgehoben wird, kann das
am
Kolben 33 anstehende Druckmittel auf Grund der nach rechts gerichteten Kraft des
Düsenkopfes 2 über die Leitung 38 entweichen und der Stift 32 in seine rechte Endstellung
gelangen, und zwar dadurch, daß auf Grund des an der rechten Seite des Kolbens 29
des Hydraulikaggregats 27 über eine Leitung 44 anstehenden Druckes der rechte Teil
3 des Spritzkopfes 1 weiter nach links bewegt wird. In dieser Endstellung wird der
Stift 32 dann von einer Feder 43 gehalten. Die nun erreichte Position des Spritzkopfes
1 hat zur Folge, daß die eine Komponente über die Zufuhrleitung 22, die Ausnehmung
20, die Querbohrungen 21 und die zentrale Bohrung 4 in den Formhohlraum eintreten
kann. Dabei kann die andere Komponente gleichzeitig weiter zugeführt werden oder
aber abgesperrt sein. Sie kann auch nach Eeendigung des Zuführens der einen Koritponente
noch einmal in den Formhohlraum eingespritzt werden.
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Die Steuerung der Zufuhr der anderen Isortponente über die Zufuhrleitung
9 erfolgt mittels eines nicht dargestellten Absperrventils. Diese Komponente enthalt
meist kein Treibmittel und ist daher für die äußere Schicht des Spritzlings geeignet
(Mantelmaterial), ,wogegen die über die Zufuhrleitung 22 zugeführte Komponente meist
ein Treibmittel
enthält und den Kern des Spritzlings bilden soll
(Kernmaterial), Eine solche-Komponente muß nicht nur stets unter einem gewissen
Druck stehen, damit sich das Treibmittel noch nicht entfalten kann, sondern auch
in diesem Zustand möglichst nahe an das Formwerkzeug herangeführt werden. Der erfindungsgeträße
Spritzkopf 1 gestattet dies dadurch, daß diese Komponente unter dauerndem Druck
im absperrbaren Raum der Ausnehmung 20 anstehen kann und mittels einer einfachen
und sicheren Steuerung in den Formhohlraum einleitbar ist. Während dieses Einleitens
wird der Druck, unter dem diese Komponente steht, üblicherweise erhöht.
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Ist der Spritzvorgang beendet, wird durch Beaufschlagung der linken
Seite des kolbens 29 des liyaraulikaggregats 27 über eine Leitung 45 der Spritzkopf
nach rechts in seine Ausgangslage verfahren.