DE2802480A1

DE2802480A1 - Vorrichtung zum dosierten einspritzen eines elastomers in eine spritzgussform

Info

Publication number: DE2802480A1
Application number: DE19782802480
Authority: DE
Inventors: Bernard Fernique
Original assignee: SOMIFRA SOC OUTILLAGE MEC
Current assignee: SOMIFRA SOC OUTILLAGE MEC
Priority date: 1977-01-27
Filing date: 1978-01-20
Publication date: 1978-08-03
Also published as: IE780173L; IT7819460A0; ES466417A1; PT67589B; AT368444B; FR2394386A1; CH618380A5; NL7801025A; DK39478A; GB1576178A; LU78903A1; ZA78397B; BE862914A; US4153180A; PT67589A; JPS5396081A; IE46034B1; BR7800484A; FR2394386B1; ATA36578A

Description

VORRICHTUNG ZUM DOSIERTEN EINSPRITZEN EINES ELASTOMERS IN EINE SPRITZGUSSFORM

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum dosierten Einspritzen eines Elastomers in eine Spritzgußform, mit einem geheizten Einspritzzylinder, einem Einspritzkolben und einem Elastomervorrat. Die Erfindung ist insbesondere in Spritzgußmaschinen für gummiähnliche Materialien anwendbar.

Vielfach werden in bekannten Spritzgußmaschinen Elastomerrohlinge in einen geheizten Einspritzzylinder gebracht und anschließend mit einem Einspritzkolben komprimiert, so daß die pastenförmige Masse in die Gußform gelangt. Bei Verwendung von Gummi muß man die bei jedem Einspritzvorgang neu zuzuführende Elastomermenge genau festlegen, damit diese nicht vorzeitig im Zylinder vulkanisiert. Daher muß ein möglichst kleiner Elastomervorrat im Inneren des Zylinders verbleiben. Der Nachteil bekannter Einspritzmaschinen beruht oft auf der Schwierigkeit, die genau richtige Menge von Elastomernachschub zu bestimmen. Ziel der Erfindung ist es also, automatisch den Einspritzzylinder derart zu laden, daß die genau richtige Elastomermenge jeweils dort vorhanden ist.

Dieses Ziel wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Einspritzkolben von einem hydraulischen zweistufigen Multipliziersystem bewegt wird, dessen erste Stufe eine Druckmultiplizierstufe

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ist und in Arbeitsrichtung beim Erreichen eines Druckschwellwerts eines Druckmittels in der zweiten Stufe ausgelöst wird, und daß der Elastomervorrat in Form einer Spule vorliegt, von der das Elastomerband durch einen elektrischen Antrieb in den Einspritzzylinder befördert wird, während der Einspritzkolben sich gegen die Arbeitsrichtung bewegt, wobei Mittel zum Zurückholen der ersten und zweiten Stufe und des Einspritzkolbens aus der Arbeitsstellung vorgesehen sind.

Bezüglich bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteranspräche verwiesen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Hilfe der einzigen Figur näher erläutert, die im Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt.

Die Einspritzvorrichtung gemäß der Figur besteht aus drei Hauptteilen, nämlich einem Einspritzzylinder 1, einer Hydraulikstufe 2 und einer Multiplizierstufe 3, die pneumatisch sein kann. Der Einspritzzylinder 1 endet in einer abnehmbaren Einspritzdüse 4, die von einer Heizmanschette 5 mit elektrischer widerstandsheizung umgeben ist. Der Nachschub an Elastomermaterial erfolgt über einen elektrischen Bandantrieb 6 mit Rollen von einer Spule 7 und zwar direkt durch einen Spalt 8 in den der Düse 4 abgewandten Teil des Einspritzzylinders 1. Eine Spritzguß form befindet sich jenseits der Düse 4, ist jedoch in der Figur nicht dargestellt.

Die Hydraulikstufe besitzt einen Hydraulikkolben 9 und damit fest verbunden einen Einspritzkolben 10· Der Multiplikationsfaktor der hydraulischen Stufe ist gleiche dem Verhältnis der Querschnittsfläche des Hydraulikkolbens 9 zur Querschnittsfläche des Einspritzkolbens 10. Dieser Faktor ist

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beispielsweise gleich zwölf. Der Hydraulikzylinder wird mit Öl versorgt, das über einen Einlaß 11 mit einem maximalen Druck von 5 Bar zugeführt wird. Der Einlaß 11 führt über einen ortsfesten Zwischenblock 12 in den Zylinderraum. Am Ende des Hydraulikkolbens 9 ist der Einspritzkolben 10 schwimmend befestigt. Das Zurückholen des Hydraulikkolbens wird durch Druckluft von z.B. 5 Bar bewirkt, die über einen Einlaß 14 im rechten Moment zugeführt wird. Ein Meßfühler 15, dessen Stellung bezüglich des Gehäuses der Hydraulikstufe 2 regelbar ist, wird von einem Vorsprung der Stange des Hydraulikkolbens 9 betätigt. Dieser Meßfühler steuert die elektrische Versorgung des Bandantriebs 6. Ein Druckmesser 16 ist in der Ölzuleitung angeordnet und liefert auf pneumatischen Wege "in hier nicht dargestellter Weise ein Signal an ein Einlaßventil für den Lufteinlaß 19, wenn der genessene Druck in der Ölleitung z.B. 5 Bar überschreitet.

Die Multiplizierstufe 3 weist einen pneumatischen Kolben 17 und einen Tauchkolben kleinen Durchmessers 18 auf. Diese Stufe 3 wird mit Luft unter einem Druck von z.B. IO Bar über den Einlaß 19 versorgt. Der Multiplikationfaktor ist gleich dem Verhältnis der Querschnitte des Luftdruckkolbens 17 und des Tauchkolbens 18 und ist beispielsweise gleich sechzehn. Der Luftdruckkolben 17 wird durch den Druckmesser 16 gesteuert. Das Zurückholen der Multiplizierstufe 3 erfolgt mittels Druckluft (z.B. 6 Bar), die Über einen Einlaß 20 zugeführt wird. Der Kolbenhub der Multiplizierstufe wird durch einstellbare Anschläge 21 begrenzt, die außerhalb des Gehäuses auf einem mit dem Luftdruckkolben verbundenen Stößel 24 sitzen. Zu diesen

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einstellbaren Anschlägen gehört auch eine Rändelschraube 22 zur Peineinstellung. Ein Fühler für das Ende der Einspritzbewegung des Kolbens 10 sitzt ebenfalls auf dem Stößel 24 und steuert nach einer leichten Zeitverzögerung das Zurückholen der Multiplizierstufe 3 und der Hydraulikstufe 2, indem Druckluft auf die Einlasse 14 und 20 gegeben wird. Der eingestellte Hub des Stößels 24 definiert die Verschiebung einer vorgegebenen Menge Öl, welche wiederum die Verschiebung des Hydraulikkolbens 9 und des Einspritzkolbens 10 festlegt. Dadurch ist auch das Volumen des einzuspritzenden Elastomermaterxals festgelegt.

Der Tauchkolben 18 ist in dem Zwischenblock 12 geführt, wobei Dichtringe 13 vor und hinter dem Öleinlaß 11 der Abdichtung dienen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen : Der Einspritzzylinder 1 ist vorab mit einer gewissen Menge Elastomermaterials gefüllt (z.B. 8 cm ), die von früheren Einspritzvorgängen stammt. Das Elastomerband ragt in den Zylinder 1.

In einer ersten Phase wird nur die Hydraulikstufe betätigt : Aufgrund des Öldrucks bewegen sich die Zylinder 9 und IO in Arbeitsrichtung, d.h. in der Figur nach rechts, und scheren den in den Einspritzzylinder ragenden Teil des Elastomerbandes ab. Dieser Teil wird dann gegen das bereits im Zylinder befindliche Elastomermaterial gedrückt und mit etwa 60 Bar komprimiert. Der Druck ist so gewählt, daß er nicht ausreicht, um das Material durch die Düse zu drücken.

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Wenn der Kolben 10 anhält, dann steigt der Öldruck an, was im Druckmesser 16 festgestellt wird und zur Abgabe eines pneumatischen Signals führt, durch das der Lufteinlaß 19 beaufschlagt wird.

Nun beginnt die zweite Phase, in der die Multiplizierstufe 3 zusätzlich zur Hydraulikstufe tätig wird. Der Tauchkolben 18 gleitet über die Dichtung 13 und verschließt die Ölzufuhr. Am Ende seiner Bewegung wirkt der Tauchkolben 18 als Pumpe gemäß dem Multiplikationsfaktor. Dadurch steigt der Druck im Einspritzzylinder 1 auf z.B. 1800 Bar und das Elastomermaterial wird in die Form eingespritzt. Die eingespritzte Menge Elastomermaterial ergibt sich aus dem verschobenen ölvolumen (Produkt des Tauchkolbenhubs mit dem Querschnitt dieses Kolbens), wobei das ölvolumen vom Hub des Stößels 24 bis zum Anschlag an der Schraube 22 abhängt. Der Hub des Einspritzzylinders 10 bestimmt also in der Praxis stets dieselbe Menge eingespritzten Materials für eine gegebene Einstellung der Anschläge 21 bzw. 22.

Der Nachschub an Elastomermaterial wird durch Einschalten des elektrischen Antriebs 6 veranlaßt. Der Meßfühler 15, dessen Stellung parallel zur Achse der Vorrichtung regelbar ist, wird durch den Vorsprung des Einspritzkolbens 10 betätigt. Wenn am Ende eines Arbeitsganges die Menge an in dem Zylinder 1 verbleibendem Elastomermaterial größer als ein Grenzwert ist, dann hält der Kolben 10 an, ehe er den Meßfühler 15 betätigt. Dann wird aber das Band durch den Antrieb 6 nicht nachgeschoben, so dmß die nächste Einspritzphase ohne neues Material erfolgt. Wenn

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dagegen die im Zylinder 1 verbleibende Restmenge zu gering ist, dann wird der Fühler 15 betätigt. Durch geeignete Einstellung des Meßfühlers 15 kann also eine genau definierte Elastomermenge im Einspritzzylinder 1 festgelegt werden, derart, daß die Mischung im Zylinder nicht zu lang verbleibt und die Gefahr einer vorzeitigen Vulkanisierung des Materials beseitigt wird.

Eine dritte Phase wird durch ein Signal eingeleitet, das der Meßfühler 23 am Ende des Einspritzvorgangs abgibt. Dieses Signal wird um eine einstellbare Zeitspanne verzögert, während der das Elastomermaterial weiter in die Form strömt. Danach werden die beiden Stufen 2 und 3 in ihre in der Figur dargestellte Ursprungslage zurückgeholt, indem durch die Einlasse 14 und 20 Druckluft zugeführt wird. Der Tauchkolben 18 zieht sich wieder zurück und gibt die Dichtung 13 frei, so daß das in der Vorrichtung befindliche Öl entgegen der dargestellten Pfeilrichtung durch den Einlaß 11 abfließen kann. Der Meßfühler 15, der in der zweiten Phase betätigt worden war, bewirkt nach einer Verzögerung durch ein nicht dargestelltes Seitrelais das Einschalten des Bandantriebs 6. Die Versorgung mit Elastomermaterial erfolgt also während der Rückbewegung des Kolbens 9.

Im Rahmen der Erfindung kann die Multiplizierstufe auch hydraulisch ausgebildet sein.

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Claims

Fo 10 «54

SOMIPRA "(SOCIETE D¹OUTILLAGE ET DE MECANIQUE

DE L¹ILE DE FRANCE) S.A. Rue des Portes Torres, 77410 CLAYE SOUILLY, Frankreich

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zum dosierten Einspritzen eines Elastomers in eine Spritzgußform, mit einem geheizten Einspritzzylinder, einem Einspritzkolben und einem Elastomervorrat, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzkolben (10) von einem hydraulischen zweistufigen Multipliziersystem (2, 3) bewegt wird, dessen erste Stufe (3) eine Druckmultiplizierstufe ist und in Arbeitsrichtung beim Erreichen eines Druckschwellwerts eines Druckmittels in der zweiten Stufe (2) ausgelöst wird, und daß der Elastomervorrat in Form einer Spule (7) vorliegt, von der das Elastomerband durch einen elektrischen Antrieb (6) in den Einspritzzylinder befördert wird, während der Einspritzkolben sich gegen die Arbeitsrichtung bewegt, wobei Mittel (14, 20)- zum Zurückholen der ersten and zweiten Stufe und des Einspritzkolbens aus der Arbeitsendstellung vorgesehen sind.

2 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb (6) des Elastomerbandes von einem Meßfühler (15) gesteuert wird, der die Bewegung des Einspritzkolbens abtastet und bei einer bestimmten Kolbenstellung ein Signal abgibt.

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3 - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (15) über ein Zeitrelais auf den Bandantrieb (6) einwirkt.

4 - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck-Schwellwert in einem Druckmesser (16) ermittelt wird, der in der Zuführungsleitung für das Druckmittel der Hydraulikstufe (2) liegt.

5 - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zurückholen der ersten und zweiten Stufe aus Druckluftquellen bestehen, die über Einlasse (14, 20) an entsprechende Kammern der beiden Stufen angeschlossen sind, wobei diese Quellen durch einen das Ende der Bewegung des Einspritzkolbens in Arbeitsrichtung anzeigenden Fühler (23) gesteuert werden.

6 - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (23) durch einen mit dem Kolben der Multiplizierstufe (3) fest verbundenen Stößel (24) betätigt wird.

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