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Einrichtung zum Spritzgießen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zum Spritzgießen thermoplastischer Kunststoffe, mit mehreren gleichzeitig
mittels gesonderter Hydraulikeinheiten zu öffnenden und zu schließenden Einspritzdüsen,
insbesondere Nadelverschlußdüsen.
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Derartige Einrichtungen werden insbesondere dazu verwendet, mit Treibmitteln
versehene thermoplastische Kunststoffe zu verarbeiten. Das Spritzgießen mit verschiedenen
Treibmitteln versehener Thermoplasten hat in letzter Zeit zunehmend an Bedeutung
gewonnen, da es die Verwendung relativ dünnwandiger Formen erlaubt, die lediglich
für die Aufnahme des in der Größenordnung von 50 atü liegenden Blähdruckes ausgelegt
sein müssen. Auch der Schließdruck der Spritzgießmaschine kann beim Spritzgießen
von mit Treibmitteln versehenen Thermoplasten vergleichsweise niedrig gehalten werden.
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Schwierigkeiten ergeben sich bei solchen Einrichtungen zur Herstellung
von sogenanntem Strukturschaum dadurch, daß der Einspritzdruck, unter welchem der
plastifizierte Kunststoff den Verschlußdüsen der Formhohlräume zugeführt wird, sehr
hoch
sein muß, um ein vorzeitiges Blähen der Masse zu verhindern, Dieser Druck liegt
in der Brößenordnung von 200 bis 800 atü und es muß mit Sicherheit verhindert werden,
daß er im Inneren der Form voll wirksam wird. Die Form muß also geschlossen werden
bevor der Innendruck sich in unzulässiger Weise dem Einspritzdruck angenähert hat.
Würde der Kunststoff nur einer Hohlform über nur eine Einspritzdüse zugeführt könnte
das Problem einfach durch Mengendosierung gelöst werden, Anders liegen die Verhältnisse,
wenn mehrere Einspritzdüsen vorgesehen sind, denen der Kunststoff aus einem gemeinsamen
Vorrat zugeführt wird0 Hier genügt es nicht, die Gesamtmenge zu dosieren, die den
Einspritzdüsen zugeführt wird. Es muß zudem sichergestellt werden, daß nicht durch
eine oder mehrere der Einspritzdüsen eine überproportionale Kunststoffmenge in das
Innere der Form gelangt.
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Bei bekannten Einrichtungen kam es mitunter dadurch zu einer ungleichmäßigen
Verteilung des plastifizierten Kunststoffes, auf die den einzelnen Einspritzdüsen
zugeordneten Formräume, daß die Hydraulikeinheiten der Einspritzdüsen gemeinsam
mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wurden. Leichtgängige Nadelverschlüsse öffneten
sich dabei sofort, während verklebte Nadeln mitunter überhaupt nicht aus der Düsenöffnung
entfernt werden könnten. wegen der Massenträgheit des Einspritzsystems erfolgte
eine Meldung des abnormalen Zustandes im allgemeinen zu spät, um Zerstörungen der
über die rechtzeitig geöffneten Einspritzdüsen beschickten Formen noch verhindern
zu können.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit ein absolut gleichzeitiges Öffnen
und Schließen mehrerer Einspritzdüsen sicherzustellen.
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Eine mechanische Verbindung der zum Öffnen und Schließen der Düsen
dienenden Hydraulikeinheiten wäre dabei im allgemeinen nicht zielführend, da diese
Hydraulikeinheiten nicht notwendigerweise in einer Geraden angeordnet sind. Es ist
nicht einmal notwendig, die Einspritzdüsen in einer Ebene anzuordnen und es kann
zudem wünschenswert sein, am Formträger verschiedene Anbringungsstellen für die
einzelnen Einspritzdüsen vorzusehen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wenigstens beim Öffnungshub der
Hydraulikeinheiten der Einspritzdüsen die Druckmittelzufuhr zu jeder Einheit aus
einer gesonderten Vorkammer erfolgt, in der ein Druckkolben beweglich angeordnet
ist, und daß die Druckkolben aller Vorkammern starr miteinander verbunden sind.
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Die erfindungsgemäße Maßnahme kann natürlich auch auf den Schließhub
angewendet werden, doch ist sie hier im allgemeinen überflüssig, da ein Verkleben
und Steckenbleiben der Verschlußnadeln nur bei geschlossener Düse zu befürchten
ist.
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Anschließend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der
Erfindung und Fig. 2 eine erfindungsgemäß betätigte Nadelverschlußdüse teilweise
im Schnitt.
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Die Einspritzdüse 16 ist in dem Balken 17 gehalten, durch den auch
der einzuspritzende Kunststoff über den Heißkanal 18 zugeführt wird. Die Verschlußnadel
15 der Einspritzdüse 16 ist mit der Kolbenstange 14 der Hydraulikeinheit 1 starr
verbunden. Auf der Kolbenstange 14 sitzt der doppelseitig beaufschlagbare Kolben
20, der die Öffnungskammer 9 von der Schließkammer 10 der Hydraulikeinheit 1 trennt.
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Die Schließkammern 10 sind über eine gemeinsame Schließleitung 7 mit
dem Schieber 6 verbunden, während die Öffnungskammern 9 über eigene Öffnungsleitungen
8 mit jeweils einer Vorkammer 2 der Steuereinheit 19 verbunden sind. Die Steuereinheit
19 weist eine der Anzahl der Hydraulikeinheiten 1 entsprechende Anzahl an Vorkammern
2, deren Volumina durch Verschieben der mit einer entsprechenden Anzahl an Steuerkolben
3 versehenen Kolbenstange 4 veränderbar sind, sowie einen doppelseitig beaufschlagbaren
Betätigungskolben 5 auf, der den vorderen
Zylinderraum 11 vom hinteren
Zylinderraum 12 trennt, die beide über Leitungen mit dem Schieber 6 verbunden sind.
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In der dargestellten Stellung des Schiebers 6 ist die Druckleitung
mit dem hinteren Zylinderraum 12 und der gemeinsamen Schließleitung 7 verbunden.
Die Schließkammern 10 der Hydraulikeinheiten 1 sind daher druckbeaufschlagt und
die Verschlußnadeln 15 halten die Einspritzdüsen 16 geschlossen.
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Außerdem ist der hintere Zylinderraum 12 druckbeaufschlagt und der
Betätigungskolben 5 in seiner linken Endstellung, wodurch sich auch die Steuerkolben
3 in ihrer linken Endstellung befinden und die Vorkammern 2 ihr größtes Volumen
aufweisen.
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Wird nun der Schieber 6 umgesteuert, so wird der vordere Zylinderraum
11 druckbeaufschlagt und der Betätigungskolben 5 wandert nach rechts. Dabei werden
auch die über die Kolbenstange 4 mit dem Betätigungskolben 5 verbundenen Steuerkolben
3 nach rechts gezogen, wodurch sich das Volumen jeder Vorkammer 2 verringert und
die Hydraulikflüssigkeit über die Öffnungsleitungen 8 in die Öffnungskammern 9 der
Hydraulikeinheiten 1 gepreßt wird und die Verschlußnadeln 15 zurückgezogen werden.
Öffnet nun eine Verschlußnadel 15 nicht und blockiert daher die Bewegung des Kolbens
20, so kann die Hydraulikflüssigkeit nicht aus der entsprechenden Vorkammer 2 abströmen,
so daß auch die weitere Bewegung der Kolbenstange 4 blockiert ist. Damit wird verhindert,
daß Hydraulikflüs#igkeit zu den Öffnungskammern 9 der übrigen Hydraulikeinheiten
1 strömen kann und die übrigen Verschlußnadeln 15 zurückgezogen werden.
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Um Volumsänderungen des aus Öffnungskammer 9, Öffnungsleitung 8 und
Vorkammer 2 bestehenden geschlossenen Systems, beispielsweise auf Grund von Temperaturänderungen
bzw. Beckverluste
ausgleichen zu können sind die Vorkammern 2 über
Rückschlagventile 13 mit dem Tank verbunden.
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Statt der dargestellten Steuereinheit 19 mit Betätigungskolben 5 kann
auch eine gleichartige Einheit ohne Betätigungskolben verwendet werden, In diesem
Falle müssen jedoch an der, den Vorkammern 2 abgewandten Seite der Steuerkolben
3 Leitungsanschlüsse vorgesehen werden, die über eine gemeinsame Leitung versorgt
werden, die über den Schieber 6 wahlweise mit der Druck- oder der Retourleitung
verbindbar ist. Diese gemeinsame Leitung muß jedoch so angeschlossen sein, daß sie
bei gleicher Stellung des Schiebers 6 mit der Druckleitung verbunden ist, während
die gemeinsame Schließleitung 7 mit der Retourleitung verbunden ist.