DE2855200C2 - Spritzvorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießvorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff, mit einer Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von plastifiziertem Kunststoff in mindestens eine gegenüber der Einspritzvorrichtung bewegbare Spritzgießform mit einem eine Einspritzöffnung und den Formhohlraum verbindenden Einspritzkanal und mit einer in den Einspritzkanal nach Trennung von der Einspritzvorrichtung einführbaren, angetriebenen Druckstange zum Aufbringen eines Nachdrucks auf den in die Spritzgießform eingespritzten Kunststoff.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR-PS 14 32 150 bekannt geworden. Eine Einspritzvorrichtung ist einem Drehtisch zugeordnet, auf dem mehrere Spritzgießformen angeordnet sein können. An den Spritzgießformen ist eine Zusatzvorrichtung angeordnet, welche aus einem von einem Verstellzylinder betätigbaren Absperrschieber und einer Druckstange besteht. Die Druckstange ist ebenfalls als druckmittelbetätigter Kolben ausgeführt. Nachdem die Spritzeinrichtung das Material in die Form eingespritzt hat, wird diese mit der Form außer Eingriff gebracht. Gleichzeitig fährt der Absperrschieber über die Einspritzöffnung, um diese zu verschließen. Der Absperrschieber fährt so weit vor die Einspritzöffnung, bis die Druckstange mit der Einspritzöffnung ausgerichtet ist. Danach fährt die Druckstange über eine Öffnung im Absperrschieber in die Einspritzöffnung, um einen Nachdruck aufzubringen. Gleichzeitig ist die Relativbewegung zwischen Spritzgießform und Spritzeinrichtung soweit fortgeschritten, daß die Spritzgießformen weiterbewegt werden können.

Bei der bekannten Vorrichtung ist jeder Spritzgießvorrichtung eine Druckstange mit zugehörigem Verstellzylinder zugeordnet. Ferner enthält jede Spritzgießform auch eine Verstellvorrichtung für die Druckstangenanordnung. Daher ist der apparative Aufwand bei der bekannten Vorrichtung erheblich. Durch die Zusatzanordnungen an den Spritzgießformen wird deren Gewicht erheblich erhöht, weshalb der Drehtisch entsprechend stabiler ausgeführt werden muß, um die Spritzgießformen aufzunehmen und zu bewegen. Bei der bekannten Vorrichtung ist ferner die Spritzeinnchtung beweglich gelagert Bekanntlich sind Spritzeinrichtungen verhältnismäßig schwere Gegenstände, so daß

ίο deren Lagerung und Mechanismus zum Verstellen einen erheblichen Aufwand verursachen.

Bei der bekannten Vorrichtung sind ferner verhältnismäßig große Taktzeiten notwendig. Es bedarf erst des Auseinanderfahrens von Drehtisch und Spritzeinrichtung und des Wiederzusammenfahrens, bevor eine neue Spritzgießform gefüllt werden kann. Bei der bekannten Vorrichtung wird die Einspritzöffnung vor dem Einführen der Druckstange vorübergehend durch einen Absperrschieber abgeschlossen, bevor sich die Spritzeinrichtung entfernt. Dadurch verbleiben Spritzgußform und Spritzeinrichtung nach dem Einspritzen des plastifizierten Kunststoffmaterials verhältnismäßig lange zusammen. Es kommt daher zu einer unerwünschten Erwärmung der Spritzgießform, was demzufolge die Kühlzeit des Materials in der Spritzgießform verlängert. Umgekehrt kann die gekühlte Spritzgießform sich ungünstig auf das Material in der Spritzvorrichtung auswirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießvorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff zu schaffen, die mit einem verhältnismäßig geringen apparativen Aufwand auskommt, gleichwohl hohe Taktzeiten zuläßt.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Einspritzvorrichtung und die Druckstange an getrennten Arbeitsstationen der Spritzgießvorrichtung angeordnet sind, zwischen denen die mindestens eine Spritzgießform verschiebbar ist.

Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß es nicht erforderlich ist, unter verhältnismäßig hohem Druck das plastifizierte Kunststoffmaterial in die Spritzgießform einzupressen, sondern daß bereits relativ ein geringer Druck den Anforderungen genügt.

Aus diesem Grunde kann ohne die Verwendung einer Verschlußvorrichtung für die Einspritzöffnung die Spritzgießform von der Einspritzvorrichtung entfernt und zur Station bewegt werden, in der sich die Druckstange befindet. Während dieses Transports der Spritzgießvorrichtimg liegt mithin die Einspritzöffnung frei. Mit Hilfe der Druckstange kann dann der Nachdruck in gewünschter Höhe aufgebracht und auch während des gesamten Abkühlvorganges geregelt werden. Vorzugsweise ist der Nachdruck höher als der Einspritzdruck beim Einpressen des plastifizieren Materials. Der verhältnismäßig niedrig wählbare Einspritzdruck hat ferner den Vorteil, daß Spritzgrate reduziert werden.

Ein weiterer Vorteil der erlindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der minimalen Taktzeit. Dadurch, daß die Spritzgießform sofort von der Einspritzvorrichtung entfernt werden kann, ist die Kühlzeit minimal, da die Spritzgießform sofort nach beendetem Einspritzen des Materials zur Station der Druckstange verfahren werden kann. Eine Relativbewegung zwischen einem die Spritzgießform tragenden Drehtisch und der Einspritzvorrichtung ist hierfür nicht erforderlich.
Schließlich ist der apparative Aufwand bei der

Vorrichtung nach der Erfindung minimal, da besondere Vorrichtungen, z. B. zum Abschließen der Einspritzöffnung an den Spritzgießformen nicht erforderlich sind und die Einspritzvorrichtung ihrerseitr stationär angeordnet sein kann. Aufwendige Spannvorrichtungen zwischen Einspritzvorrichtung und den jeweiligen Spritzgießiormen können infolge des verhältnismäßig niedrigen Einspritzdruckes ebenfalls in Fortfall kommen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Spritzgießvorrichtung nach der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

F i g. 1 bis 3 zeigen schematisch diese Vorrichtung während unterschiedlicher Phasen eines Formtaktes.

Die Spritzgießvorrichtung enthält einen umlaufenden Revolverkopf 10, an dem getrennte Spritzgießformen 40 und 50 angeordnet sind, die zwischen einer Spritzgießstation mit Einspritzvorrichtung 60 und einer Nachdruckstation 70 hin- und herbe-vegt werden können.

Der umlaufende Revolverkopf 10 ist an einer Welle 12 gelagert, die an einer Grundplatte 13 befestigt ist. Ein einstückig mit der Welle 12 geformtes Ritzel 14 kämmt mit einer Zahnstange 16, die von einem Kolben 18 einer hydraulischen Verstellzylinderanordnung 20 betätigt wird.

Die Spritzgießformen 40 und 50 sind identisch, und es wird daher in der nachfolgenden Beschreibung hauptsächlich auf die Spritzgießform 40 Bezug genommen.

Die Spritzgießformen 40 und 50 enthalten einen unteren Formkörper 41,51, die an einer Umfangsiiäche des Revolverkopfes 10 befestigt sind. Der untere Formkörper 41 enthält einen zylindrischen, senkrechten Formhohlraum 42, welcher in eine Einspritzöffnung 43 am oberen Ende übergeht. Ein senkrecht bewegbarer Formkörper 44 weist einen langgestreckten senkrechten Formdorn 45 auf, welcher mit dem Formhohlraum 42 zusammenwirkt. Der Formkörper 44 wird durch einen langgestreckten Kolben 46 eines hydraulischen Verstellzylinders 47 in senkrechter Richtung betätigt.

Der untere Formkörper 41 enthält Kühlkanäle 48, durch welche ein Strömungsmittel zum Kühlen des Kunststoffmaterials innerhalb des Formhohlraums 42 umgewälzt wird. Ebenso kann der Formdorn 45 ein inneres Kühlsystem (nicht gezeigt) enthalten, wie in der Spritzgieötechnik allgemein üblich ist. Zur thermischen Isolierung ist an der Oberseite des Formkörpers 41 sowie des Formkörpers 51 eine Isolierschicht 49 bzw. 59 befestigt.

Eine erste Arbeitsstation mit der Einspritzvorrichtung 60 enthält einen fest angeordneten erwärmten Sammler 61, der eine Sammelkammer 62 und einen Einspritzkanal 63 aufweist, mit welchem die Einspritzöffnung 43 ausgerichtet wird. Ein geeigneter Plastifizierer 64 mit einer Schnecke 66 liefert Kunststoffmaterial in erwärmtem, fließfähigem Zustand in die Sammelkammer 62. Ein langgestreckter zylindrischer Stößel 67 schließt das gegenüberliegende Ende der Sammelkammer 62 ab und wird von einem Kolben 68 eines hydraulischen Verstellzylinders 69 betätigt.

Eine Nachdruckstation 70 enthält einen fest angeordneten hydraulischen Verstellzylinder 71 und eine senkrecht hin- und herbewegbare Dmckstange 72, die wahlweise in die darunter angeordneten Spritzgießformen 40, 50 hinein vorgeschoben werden kann, um das Kunststoffmaterial während der Verfestigungskühlung zu verdichten. Die Drucksiange 72 hat vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 12,7 mm und paßt sich eng an den Durchmesser der Einspritzöffnung 43, 53 der Spritzgießform 40,50 an.

Im Betrieb wird der Formtakt eingeleitet durch Zurückziehen des Stößels 67 aus der Sammelkammer 62 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung. Infolgedessen wird erwärmtes, fließfähiges Kunststoffmaterial von dem Plastifizierer 64 in die Sammelkammer 62 hineingefördert Wie in F i g. 1 gezeigt, ist dieser Takt gerade eingeleitet worden, während in F i g. 2 der Takt bis zu

ίο einem Punkt fortgeschritten ist, wo die Sammelkammer 62 im wesentlichen mit Kunststoffmaterial gefüllt ist. Etwa zu dem in Fig.2 dargestellten Zeitpunkt des Taktes oder sehr kurz danach wird der hydraulische Verstellzylinder 69 betätigt, um den Kolben 68 und den Stößel 67 in die Sammelkammer 62 bis in die in F i g. 3 gezeigte Stellung hinein vorzuschieben, um Kunststoffmaterial durch die Einspritzöffnung 43 in den Formhohlraum 42 einer Spritzgießform 40, 50 hinein einzuspritzen. Es ist ersichtlich, daß im Bereich des Einspritzkanals 63 wahlv/eise eine Ventilanordnung (nicht gezeigt) vorgesehen werden kann, um den Fluß des Kunststoffmaterials von der Sammelkammer 62 zur Spritzgießform 40,50 zu regeln.

Das Kunststoffmaterial wird vom Plastifizierer 64 in die Sammelkammer 62 und dann bei relativ niedrigen Spritzgießdrücken von der Sammelkammer 62 in den Formhohlraum 42 einer Spritzgießform 40, 50 eingespritzt. Infolgedessen können die Spritzgießtemperaturen auf einen relativ geringen Wert gehalten werden. Es

jo ist ersichtlich, daß natürlich Drücke in der Größenordnung bis 351 bar an dem durch Fig.3 dargestellten Punkt des Taktes aufgebaut werden können. Selbst wenn dies eintritt, wird dies als eine beiläufige Wirkung des Spritzgießtaktes angesehen und beeinträchtigt nicht die Vorzüge der gezeigten Vorrichtung.

Der Einspritzkanal 63 und die Einspritzöffnung 43 sind beide relativ weit, beispielsweise in der Größenordnung von etwa 12,7 mm. Infolgedessen werden Scherbeanpruchungeü in dem Kunststoffmaterial bedeutend vermindert.

Nach dem in F i g. 3 gezeigten Punkt des Faktes wird der hydraulische Verstellzylinder 20 betätigt, um den Kolben 18 und die Zahnstange 16 vorwärtszuschieben und um den Revolverkopf 10 zu drehen und die Spritzgießform 40 in eine Stellung unterhalb der Druckstange 72 zu verstellen, entsprechend der Stellung der Spritzgießform 50 in Fig. 1. Etwa zu der gleichen Zeit wird der Stößel 67 durch den Kolben 68 in die in F i g. 1 gezeigte Stellung zurückgezogen. Das Zurückziehen des Stößels 67 führt dazu, daß in dem Einspritzkanal 63 befindliches Kunststoffmaterial in die Sammelkammer 62 zurückgezogen und weiteres Kunststoffmaterial in die Sammelkammer 62 gepreßt wird.
Wie in der Technik bekannt, wird kühlendes Strömungsmittel fortlaufend durch die inneren Kühlkanäle der Spritzgießformen 40, 50 umgewälzt. Somit beginnt der Kühltakt, sobald das Kunststoffmaterial in einen Formhohlraum hineingedrückt worden ist. Jedoch befindet sich das Kunststoffmaterial noch in einem erwärmten, nicht abgebundenen Zustand, wenn die Spritzgießformen 40, 50 von der Einspritzvorrichtung 60 zu der Nachdruckstation 70 gedreht werden.

Es wird nunmehr insbesondere auf die Spritzgießform 5C Bezug genommen, um den Betrieb in der

b5 Nachdruckstation 70 zu erläutern. Die Drehbewegung des Revolverkopfes 10 bringt die Einspritzöffnung 53 des unteren Formkörpers 51 über den bewegbaren Formkörper 54 in senkrechte Fluchtlage mit der-

Druckstange 72. Danach wird der hydraulische Verstellzylinder 71 betätigt, um die Druckstange 72 in die Einspritzöffnung 53 hineinzuschieben und um während des Verfestigungskühlvorganges einen Druck auf das in dem Formhohlraum 52 befindliche Kunststoffmaterial auszuüben.

Der durch die Druckstange 72 aufgebrachte Druck kann geregelt werden. Beispielsweise kann entweder ein konstanter niedriger oder hoher Druck auf das Material ausgeübt werden, um ein Schrumpfen auszugleichen. Wahlweise kann der durch die Druckstange 72 aufgebrachte Druck verändert werden. Beispielsweise kann ein geringer Anfangsdruck aufgebracht werden, um den Austrieb auf ein Mindestmaß herabzusetzen, wobei nach dem Abkühlen des Materials ein höherer Druck aufgebracht wird.

Der Druck kann auch zur Steuerung der Eigenschaften thermoplastischer Materialien, beispielsweise der Kristallisation von Polyethylenterephthalat, verändert werden.

Nachdem das Kunststoffmaterial in dem Formhohlraum 52 bis zu einem selbsttragenden Zustand abgekühlt ist, wird eine Kolbenstange 56 eines hydraulischen Verstellzylinders 57 zurückgezogen, um einen Formdorn 55 aus dem Formhohlraum 52 herauszuziehen, wie in F i g. 3 gezeigt. Danach kann das

ίο thermoplastische Material von dem Formdorn 55 in der üblichen Weise abgestreift und dann in einem Blasvorgang zu einem Behälter aufgeblasen werden. Als nächstes wird die Kolbenstange 56 betätigt, um den Formdorn 55 in dem Formhohlraum 52 wieder in Stellung zu bringen. Der Revolverkopf 10 wird gedreht, um das Verfahren zu wiederholen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spritzgießvorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff, mit einer Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von plastifiziertem Kunststoff in mindestens eine gegenüber der Einspritzvorrichtung bewegbare Spritzgießform mit einem eine Einspritzöffnung und den Formhohlraum verbindenden Einspritzkanal und mit einer in den Einspritzkanal nach Trennung von der Einspritzvorrichtung einführbaren, angetriebenen Druckstange zum Aufbringen eines Nachdrucks auf den in die Spritzgießform eingespritzten Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzvorrichtung (60) und die Druckstange (72) an getrennten Arbeitsstationen der Spritzgießvorrichtung angeordnet sind, zwischen denen dio mindestens eine Spritzgießform (40, jO) verschiebbar ist.

2. Spritzgießvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei Spritzgießformen (40,50) nach einer Formverschiebung sich jeweils eine Spritzgießform (40, 50) an einer der beiden Arbeitsstationen befindet.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzöffnung (43, 53) der Spritzgießform (40, 50) während des Transports zur die Druckstange (72) enthaltenden Nachdruckstation (70) frei bleibt.