DE2905685A1

DE2905685A1 - Spritzgiessmaschine und verfahren zum betreiben derselben

Info

Publication number: DE2905685A1
Application number: DE19792905685
Authority: DE
Inventors: Robert E Farrell
Original assignee: Package Machinery Co
Current assignee: Package Machinery Co
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1979-02-14
Publication date: 1980-04-03
Also published as: BR7901720A; JPS5549239A; ES482618A1; ES477925A1; FR2437927A1; NL7901524A; GB2030917A; US4256447A; CA1118975A; IT7967391A0; GB2030917B

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine, in welcher ein Chargierstempel ein härtbares Material in den Hohlraum einer zugeordneten Form spritzt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein regeneratives Speisesystem, welches den Stempel während des Spritzvorganges verschiebt.

Bei bekannten Spritzgießmaschinen, wie sie beispielsweise in den US-PSen 2 786 234 und 3 509 600 beschrieben sind, werden gewisse Parameter eines Spritzgießprozesses kontrolliert und beeinflußt, um den Spritzgießprozeß in einer besonderen Weise auszuführen. Beispielsweise ist es bei einer Spritz-

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gießmaschine mit einem Schneckenspeiser oder einem Schnekkenstempel, der innerhalb eines Zylinders gedreht wird, um eine Charge härtbaren Materials an einem Ende des Zylinders vorderhalb des Stempels zu bilden, bekannt, den Stempel mit einem gesteuerten Speisesystem zu verschieben und die Charge in einen Formhohlraum mit veränderlichen Geschwindigkeiten und Drücken einzuspritzen. Während der Füllphase des Stempelhubes kann die Stempelgeschwindigkeit oder der Stempeldruck beeinflußt werden, um die Geschwindigkeit zu steuern, mit welcher das härtbare Material in die Form fließt. Am Ende der Füllphase des Hubes kann es erwünscht sein, den Stempelpreßdruck zu erhöhen, damit das Material den Formhohlraum einschließlich einzelner Vertiefungen und einschließlich jedweder Taschen oder Hohlräume, die durch Schrumpfen des Materials verursacht werden, vollständig ausfüllt.

Die Druck- und Geschwindigkeitsbeeinflussung wird im allgemeinen mit Hilfe eines Hydrauliksystems gesteuert, welches eine Kolben-Zylinder-Anordnung betätigt, die den Stempel verschiebt. Der Druck des Hydrauliköls, welches zu der Kolben-Zylinder-Anordnung gefördert wird, kann reguliert werden und eine Änderung dieses Druckes ergibt eine entsprechende Änderung des Druckes, welcher durch den Stempel auf das plastifizierte Material in der Form ausgeübt wird.

Es ist außerdem bekannt, die Speisegeschwindigkeiten des Stempels zu verändern, indem eine oder mehrere Pumpen oder Füllventile in dem Hydrauliksystem, das den Stempel betätigt, benutzt werden. Durch Vergrößern des Durchflusses durch ein System mit mehreren Pumpen oder Ventilen kann eine höhere Geschwindigkeit der Stempelverschiebung und dementsprechend eine kürzere Chargierzeit erreicht werden. Selbstverständlich erfordert die Verwendung von mehreren Pumpen oder Ventilen ein zugeordnetes Steuersystem zum Verändern der Stempelverschiebung. Das Verändern der Geschwindigkeit der Stempelverschiebung in einer Zwischenphase des Chargierhubes ergibt einen zusätzlichen Grad an Komplexität.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues und verbessertes Verfahren sowie eine neue und verbesserte Vorrichtung in einer Spritzgießmaschine zum Steuern der Geschwindigkeit oder des Druckes, mit welcher bzw. welchem der Spritzstempel arbeitet, zu schaffen.

Die Erfindung geht von einer Spritzgießmaschine aus, die eine Form mit einem Formhohlraum hat, welcher mit Hilfe eines beweglichen Stempels mit einem härtbaren Material gefüllt wird.

Der Stempel wird während des Formfüllvorganges durch Betätigen einer Vorrichtung verschoben, die eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem unsymmetrischen (d.h. unabgeglichenen) Kolben enthält. Eine erste Seite des unsymmetrischen Kolbens hat eine kleinere effektive Druckfläche als die zweite, entgegengesetzte Seite, und zwar insgesamt aufgrund einer Kolbenstange, die sich von der ersten Seite aus durch den Zylinder erstreckt. Der unsymmetrische Kolben wird in dem Zylinder mit Hilfe eines unter Druck gesetzten Fluids, bei welchem es sich typischerweise um Hydrauliköl handelt, verschoben, das in den Zylinder eingeleitet wird.

Eine Fluidsteuereinrichtung zum Einleiten von unter Druck gesetztem Fluid in den Zylinder und gegen den Kolben und zum Ableiten aus dem Zylinder enthält ein Regenerationsabsperrorgan (Rückkupplungsabsperrorgan) , das Fluidverbindungen über den Zylinder sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Seite des Kolbens hat. Das Absperrorgan ist zwischen einem ersten, nichtregenerativen (nichtrückkuppelnden) Zustand, in welchem es die Fluidverbindung zwischen den beiden Seiten des Kolbens wirksam unterbricht, und einem zweiten, regenerativen (rückkuppelnden) Zustand, der eine Fluidverbindung zwischen den beiden Seiten gestattet, betätigbar. Wenn unter Druck gesetztes Fluid der zweiten Seite des Kolbens zugeführt wird,

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beispielsweise in Form von Hydrauliköl aus einer Hydraulikpumpe, wird Fluid auf der ersten Seite des Kolbens entweder über das Absperrorgan bei niedrigem Druck in einen Tank abgelassen oder das Fluid wird regenerativ unter Druck gesetzt und zu der entgegengesetzten Seite des Kolbens zusammen mit anderem Fluid, das unter einem erhöhten Druck steht, gefördert.

Durch wahlweises Verstellen des Regenerationsabsperrorgans in den einen oder in den anderen Zustand kann demgemäß die Kolben-Zylinder-Anordnung entweder in einer regenerativen oder in einer nichtregenerativen Betriebsart betätigt werden. Für einen gegebenen Druck und eine gegebene Fluidströmungsgeschwindigkeit entwickelt die Kolben-Zylinder-Anordnung einen maximalen Stempeldruck oder eine maximale Stempelkraft in der nichtregenerativen Betriebsart und eine maximale Geschwindigkeit der Stempelverschiebung in der regenerativen Betriebsart. Durch Verändern der Stellung des Regenerationsabsperrorgans kann die Geschwindigkeit der Verschiebung des Spritzstempels oder der Druck, welcher durch den Stempel entwickelt wird, entsprechend geändert werden. Die Änderung kann entweder während eines Spritzhubes oder zwischen Spritzzyklen ausgeführt werden. Die regenerative Steuereinrichtung vermeidet Energieverluste aufgrund von zusätzlichen Pumpen, welche während Intervallen, in denen der Fluidzufuhrbedarf niedrig ist, im Leerlauf arbeiten würden. Die regenerative Steuereinrichtung bietet außerdem eine praktische Alternative zu erhöhten Pumpenförderleistungen. Beispielsweise sind in vielen Fällen, wenn höhere Füllgeschwindigkeiten gewünscht werden, die niedrigeren Spritzdrücke und eine höhere Strömungsleistung, welche mit der regenerativen Speisung verbunden sind, beide ausreichend, um den Formhohlraum mit den erhöhten Geschwindigkeiten zu füllen, an die anschließend die nichtregenerative Speisung zum Zusammenpressen unter hohem Druck benutzt wird. Demgemäß bietet die Fluidsteuereinrichtung, die ein Regenerationsabsperrorgan enthält, die Viel-

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seitigkeit eines Systems mit mehreren Pumpen und Ventilen oder von Systemen, die mit mehreren Drücken und Fluidzufuhrleistungen arbeiten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Form eine Spritzgießmaschine mit einem hydraulischen Stellantrieb für den Spritzstempel und mit Hydrauliksteuereinrichtungen für den Stellantrieb, welche ein Regenerationsabsperrorgan nach der Erfindung enthalten.

Die in der Zeichnung insgesamt mit 10 bezeichnete Spritzgießmaschine ist eine herkömmliche Maschine insoweit, als sie einen Schnecken- oder Spritzstempel 12 aufweist, der in einem beheizten Zylinder 14 angeordnet ist, welcher an einem Ende mit einer teilbaren Spritzform 16 verbunden ist. Ein Fülltrichter 18 ist mit dem zu der Form entgegengesetzten Ende des Zylinders 14 verbunden und empfängt ein in Wärme aushärtendes oder anderes härtbares Material in Form von Körnern oder Tabletten. Dieses Material schmilzt bei erhöhten Temperaturen.

Der Trichter 18 leert das körnige Material in die Bohrung des beheizten Zylinders an einem Ende desselben. Das Material wird dann mittels des Stempels durch den Zylinder zu der Form 16 gezogen und mehrere elektrische Heizbänder 22 oder andere Heizelemente, die den Zylinder umschließen, bewirken, daß das Material schmilzt und einen für das Einspritzen in den Formhohlraum geeigneten plastifizierten Zustand annimmt. Zu diesem Zweck ist der Stempel mit Schraubenstegen 24 verbunden, die eng in die Bohrung des Zylinders passen, und der Stempel ist über den hydraulischen Stellantrieb 30 eines gesteuerten Speisesystems mit einem Drehantriebsmotor 32 an dem zu der Form 16 entgegengesetzten Ende der Maschine verbunden.

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Der Stellantrieb 30 besteht aus einer Kolben-Zylinder-Anordnung, die einen Zylinder 34 und einen beweglichen Kolben 36 enthält. Der Kolben 36 ist auf seiner Rückseite durch eine Keilnutverzahnung mit der Antriebswelle 38 des Motors 32 drehbar gekuppelt, während das vordere Ende des Kolbens direkt mit dem Stempel 12 verbunden ist, so daß der Motor 32 den Stempel drehen und eine Charge plastifizierten Materials in das Ende des Zylinders an der Form 16 drücken kann.

Eine Hydrauliksteuereinrichtung, die unten noch ausführlicher beschrieben ist und eine Hydraulikpumpe 40 mit fester Verdrängung oder Förderleistung enthält, ist mit dem Stellantrieb 30 gekuppelt, um die Verschiebung des Kolbens 36 und dementsprechend den Spritzkolben 12 während des Spritzvorganges zu steuern. Wenn eine Charge plastifizierten Materials sich vor dem Stempel befindet, wird der Stellantrieb 30 durch die Hydrauliksteuereinrichtung betätigt, so daß er den Stempel zu der Form 16 hin verschiebt, damit das Material in den Formhohlraum 20 gespritzt wird.

Es ist, wie oben bereits erwähnt, erwünscht, in der Spritzgießmaschine die Geschwindigkeit, mit welcher der Stempel verschoben wird, und die Drücke zu steuern, die der Stempel auf das plastifizierte Material ausübt, wenn das Material eingespritzt wird und während des Intervalls, in welchem das Material härtet. In dem hier beschriebenen Beispiel ist das System, welches die Speisegeschwindigkeit des Stempelantriebes 30 steuert, eine mit unter Druck gesetztem Hydrauliköl arbeitende Steuereinrichtung, die in der Lage ist, sowohl regenerativ als auch nichtregenerativ zu arbeiten.

Die Hydrauliksteuereinrichtung, die in der Zeichnung dargestellt ist, enthält hauptsächlich eine Zeitsteuereinheit 50 und ein Hydrauliksystem, welches die Verdrängerpumpe 40 mit fester Verdrängung und einen Tank 52 enthält, aus welchem die Pumpe Hydrauliköl bei niedrigem Druck absaugt und an den die

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ORIGINAL INSPECTED

Pumpe überflüssiges Hydrauliköl über ein Druckregulier- oder überdruckventil 48 abgibt. Ein Hauptdurchflußsteuerschieber 54, der zwischen den Stellantrieb 30 und die Pumpe 40 geschaltet ist, spricht auf die Zeitsteuereinheit 50 über Elektromagnete 56 an, welche den Schieberkolben verschieben. Der Steuerschieber 54 ist gemäß der Darstellung in der Zeichnung ein Vierwegschieber, der den Strom von Hydrauliköl zu dem Stellantrieb umkehrtund eine pendelnde Mittelposition hat, in welcher Betätigungsdruck auf beiden Seiten des Kolbens 36 abgebaut wird. Selbstverständlich ist es nicht wesentlich/ daß der Steuerschieber 54 mittels Elektromagneten betätigt wird, da eine hydraulische, pneumatische oder sogar eine manuelle Betätigung unter verschiedenen Umständen geeignet sein kann.

Die Zeitsteuereinheit 50 betätigt den Schieber 54 zu vorgewählten Zeiten in dem Betriebszyklus der Spritzgießmaschine 10. Die Zeitsteuereinheit kann zusätzliche Information aus der Maschine empfangen, wie beispielsweise Kolbenpositionsoder Drucksignale, um die Steuerfunktionen auszuführen, und enthält eine Uhr oder einen Zeitgeber, um festzulegen, wann besondere Vorgänge und Funktionen in dem Hydrauliksystem auftreten sollten.

Der Hauptsteuerschieber 54 ist über einen Regenerativspeisungs- oder Regenerationsschieber 62 mit der Einlaßöffnung 58 des Zylinders 34 auf einer Seite des Kolbens 36 verbunden. Die Öffnung 58 ist derjenigen Seite des Kolbens zugeordnet, deren effektive Druckfläche aufgrund der Befestigung der Kolbenstange 64 kleiner als die der anderen Seite ist.

Der Steuerschieber 54 ist außerdem mit der Öffnung 60, welche der anderen, die große Druckfläche aufweisenden Seite des Kolbens 36 zugeordnet ist, über Drosselvorrichtungen verbunden, die während verschiedener Phasen der Stellantriebsbetätigung wirksam sind. Wenn beispielsweise der Kolben 36

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den Stempel 12 in einem Spritzschritt zu der Form 16 hintreibt, wird Hydrauliköl von dem Schieber 54 über ein Rückschlagventil 66 und eine Drosselöffnung 68 zu der Öffnung 60 und in den Zylinder 34 geleitet. Die Drosselöffnung 68 kann verstellt werden und dadurch kann die Geschwindigkeit, mit der der Kolben und der Stempel verschoben werden, und dementsprechend die Geschwindigkeit, mit welcher der Formhohlraum 20 mit dem plastifizierten Material gefüllt wird, gesteuert werden.

Ein einstellbares Rückschlagventil 70 ist in den Hydraulikleitungen zwischen der Öffnung 60 und dem Steuerschieber parallel zu der Drosselöffnung 68 und dem Rückschlagventil 66 so gerichtet angeordnet, daß es Hydrauliköl gestattet, aus dem Zylinder 3 4 um das Rückschlagventil 66 herum zurück in den Tank 52 zu fließen. Das Ventil 70 entwickelt jedoch einen geringen Gegendruck in dem Zylinder, welcher dem Zurückverschieben des Stempels 12 entgegenwirkt, wenn der Stempel gedreht wird und eine neue Charge plastifizierten Materials zu der Chargierkammer an der Vorderseite der Maschine zwischen dem Rückhaltschieber 44 und dem benachbarten Ende des Zylinders bewegt wird. Der Gegendruck, der durch das Ventil 70 entwickelt wird, wird zum Steuern des Ausmaßes an mechanischer Arbeit und/oder Vermischung benutzt, die für das Material aufgewandt wird, wenn es plastifiziert und zu der Chargierkammer bewegt wird.

Normalerweise bleiben die Einstellung der Drosselöffnung und des Rückschlagventils 70 für besondere Formen und Spritzmaterialien fest.

Der Regenerationsschieber 62 ist als ein Dreiwegschieber dargestellt, der durch einen Elektromagneten 72 betätigt wird und in einer Stellung eine Hydraulikölverbindung zwischen dem Steuerschieber 54 und der öffnung 58 und in der anderen Position eine Verbindung zwischen den öffnungen 58 und 60

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über eine Leitung 74 und ein Rückschlagventil 76 herstellt. In letzterem Fall schließt die Leitung 74 einen Regenerativspeisekreis, was bedeutet, daß durch die Seite mit kleiner Fläche des Kolbens unter Druck gesetztes Hydrauliköl aus dem Zylinder 34 über die Öffnung 58, das Ventil 62 und die Leitung 74 zurück in den Zylinder über die Öffnung 60 fließt, welche der die größere Fläche aufweisenden Seite des Kolbens zugeordnet ist.

Das Hydrauliksystem wird in der regenerativen Betriebsart durch den Regenerationsschieber 62 und die Zeitsteuereinheit 50 aktiviert, wenn der Stempel 12 in einem Spritzvorgang durch unter Druck gesetztes Hydrauliköl, welches aus dem Hauptdurchflußsteuerschieber 54 kommt und durch die Drosselöffnung 68 hindurchgeht, zu der Form hingetrieben wird. Wenn vorausgesetzt wird, daß die Keilnutverzahnung an der Motorwelle 38 aus Keilwellennuten und zwischen diesen stehengebliebenen Rücken besteht, welche dem Hydrauliköl gestatten, in die keilnutverzahnte Bohrung in dem Kolben 36 einzudringen, steht die gesamte Fläche der der Öffnung 60 zugeordneten Seite des Kolbens zur Verfügung, um das Hydrauliköl auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens, die der öffnung 58 zugeordnet ist, unter Druck zu setzen. Demgemäß wird zusätzliches, unter Druck gesetztes Hydrauliköl erzeugt, wenn der Regenerationsschieber 62 in die regenerative Stellung bewegt wird, in welcher er die Öffnungen 58 und 60 miteinander verbindet. Dieses Hydrauliköl vereinigt sich mit dem durch die Drosselöffnung 68 hindurchfließenden Hydrauliköl über die Leitung 74 und führt somit zu einer erhöhten Hydraulikölzufuhr zu der Öffnung 60 und zu einer entsprechenden Erhöhung der Geschwindigkeit, mit welcher der Stempel 12 zu der Form 16 hin verschoben wird. Es kommt zwar zu einer entsprechenden Abnahme der Gesamtausgangskraft des Stellantriebs 30, es hat sich jedoch gezeigt, daß wenigstens in gewissen Spritzgießmaschinen die maximale Ausgangskraft während des gesamten Spritzschrittes, wenn die Charge plastifizierten

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Materials in den leeren Formhohlraum 20 gespritzt wird,, nicht benötigt wird.

Das Hydrauliksystem kann während der Zusammenpreßphase des Spritzschrittes, nachdem der Hohlraum gefüllt worden ist und höhere Zusammenpreßdrücke benötigt werden, in der nichtregenerativen Betriebsart getrieben werden. Bei dem dargestellten Hydrauliksystem wird der höhere Zusammenpreßdruck erzeugt, indem der Regenerationsschieber 62 in die dargestellte nichtregenerative Stellung gebracht wird, in welcher er die Hydrauliköffnung 58 über den Schieber 54 mit dem Tank 52 verbindet. In der nichtregenerativen Stellung ist deshalb der Druck auf der die kleinere Fläche aufweisenden Seite des Kolbens 36 der Tank- oder Rückförderdruck, während der Druck auf der die große Fläche aufweisenden Seite des Kolbens, die der öffnung 60 zugeordnet ist, der maximale Auslaßdruck oder eingestellte Druck der Pumpe 40 ist. Es herrscht demgemäß eine maximale Druckdifferenz an dem Kolben 36, wobei die die große Fläche aufweisende Seite des Kolbens voll wirksam ist, und es werden eine maximale Zusammenpreßkraft und ein maximaler Druck durch den Stempel in dem Formhohlraum 20 entwickelt.

Anhand einer Beschreibung eines beispielhaften Spritzgießmaschinenzyklus wird das regenerative Hydrauliksystem noch besser verständlich.

Am Beginn des Maschinenzyklus ist der Formhohlraum 20 leer und der Stempel 12 sowie der Kolben 36 befinden sich in der dargestellten Position. Der Antriebsmotor 32 wird betätigt, um den Kolben und den Stempel zu drehen, so daß eine Charge plastifizierten Materials durch den beheizten Zylinder 14 in eine Position vor dem Stempel vorgeschoben wird. Gleichzeitig wird der Stempel entgegengesetzt zu dem Gegendruck, welcher in dem Zylinder 34 aufgrund des Ventils 70 aufgebaut wird, nach rückwärts verschoben. Während dieser Zeit ist der Steuerschieber 54 in der dargestellten

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Mittelstellung und der Regenerationsschieber 62 ist in seiner nichtbetätigten, nichtregenerativen Stellung, die in der Zeichnung dargestellt ist.

Wenn eine vorbestimmte Charge Material sich vor dem Stempel 12 befindet, die durch Stempelpositionsmessungen oder andere Chargenmeßvorrichtungen ermittelt wird, wird der Antriebsmotor 32 angehalten und das Hydrauliksystem wird betätigt, um den Stempel 12 in der Spritzphase des Maschinenzyklus zu verschieben. Der Schieberkolben des Steuerschiebers 54 wird durch die Zeitsteuereinheit 50 nach links verschoben, so daß unter Druck gesetztes Hydrauliköl über die Drosselöffnung 68 zu der Hydrauliköffnung 60 gefördert wird. Es wird angenommen, daß eine schnelle Verschiebung des Stempels während der Anfangsphase des Stempelhubes gewünscht wird. Demgemäß wird der Regenerativspeisungsschieber 62 durch die Zeitsteuereinheit 50 ebenfalls betätigt und in die Regenerativstellung gebracht. Es besteht dann eine Verbindung für Hydrauliköl zwischen den Zylinderöffnungen 58 und 60 und Hydrauliköl fließt durch das Rückschlagventil 76 in der Leitung 74 hindurch und vereinigt sich mit dem unter Druck gesetzten Hydrauliköl aus der Pumpe 40, das über die öffnung 60 in den Zylinder 34 eintritt.

Unter diesen Umständen wird eine maximale Geschwindigkeit der Stempelverschiebung erzielt, um den Formhohlraum 20 in der kürzesten Zeitspanne zu füllen. Wenn beispielsweise die Seiten des Kolbens 36 ein Druckflächenverhältnis von 2 : 1 haben, könnte erwartet werden, daß die Stempelverschiebungszeit auf die Hälfte verringert wird, wenn das Hydrauliksystem regenerativ statt nichtregenerativ betrieben wird. Tatsächlich ist in der Praxis festgestellt worden, daß sogar eine noch kürzere Spritzzeit erzielt wird. Der genaue Grund dafür, daß die Verringerung größer als erwartet ist, ist nicht bekannt. Es ist jedoch anzunehmen,

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daß die schnellere Einspritzung die Zeit verringert, in der sich das plastifizierte Material nach dem Verlassen des beheizten Zylinders 14 abkühlen kann, und daß deshalb das Material eine niedrigere Viskosität behält und leichter in den Formhohlraum 20 fließt.

Wenn sich der Formhohlraum 20 füllt und der Stempel 12 sich dem Ende des Spritzhubes nähert, beendigt die Zeitsteuereinheit 50 nach einer abgemessenen Zeitspanne die Betätigung des Regenerationsschiebers 62, welcher daraufhin sofort wieder die dargestellte nichtregenerative Stellung einnimmt. In dieser Stellung ist die Hydrauliköffnung 58 des Zylinders 34 mit dem Tank 52 verbunden, während die Hydrauliköffnung 60 mit der Pumpe 40 verbunden ist. Die Geschwindigkeit, mit welcher der Stempel verschoben wird, nimmt schnell ab, was aufgrund der nichtregenerativen Speisung mit einer entsprechenden Zunahme der Drücke und Kräfte verbunden ist, mit denen der Stempel arbeitet. Die hohen Drücke werden benutzt, um das plastifizierte Material in der Form fest zusammenzudrücken. Demgemäß wird während der Anfangsphase des Hubes der Stempel aufgrund der regenerativen Speisung mit Hydrauliköl mit hoher Geschwindigkeit verschoben, und während der Endphase des Hubes drückt der Stempel das Material aufgrund des nichtregenerativen Betriebes des Hydrauliksystems mit hohen Kräften zusammen.

Nachdem dem plastifizierten Material in der Form 16 kurzzeitig zu härten gestattet worden ist, verschiebt die Zeitsteuereinheit 50 den Schieberkolben des Steuerschiebers 54 in die Mittelstellung, in welcher der Hydrauliköldruck auf beiden Seiten des Kolbens 36 abgebaut wird. Der Drehantriebsmotor 32, der dann erregt wird, dreht sowohl den Kolben 36 als auch die Schnecke oder den Stempel 12, um eine neue Charge von Material durch den Zylinder 14 hindurch zu der Chargieroder Füllkammer vorderhalb des Stempels zu bringen. Gleichzeitig verschiebt sich der Stempel gegen einen leichten Ge-

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gendruck, der auf den Kolben 36 wirkt, nach rückwärts, bis eine abgemessene Charge gebildet worden ist. Die Zeitsteuereinheit 50 verschiebt dann den Steuerschieber 54 kurz nach rechts, um den Stempel etwas zurückzuziehen und auf die plastische Charge einv/irkenden Druck abzubauen, da die Charge sonst an dem vorderen Ende des Zylinders heraustropfen könnte, wenn die Form 16 und der Zylinder 14 voneinander getrennt werden. Anschließend wird die Form 16 gelöst und ein fertiger Gegenstand wird durch eine herkömmliche Ausstoßvorrichtung ausgeworfen. Die Form wird wieder geschlossen und die Maschine 10 kann dann einen weiteren Spritzgießzyklus beginnen.

Die neue Betätigungsvorrichtung zum Verschieben des Stempels 12 ist zwar an einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben worden, es ist jedoch klar, daß im Rahmen der Erfindung eine Vielzahl von Abwandlungsmöglichkeiten besteht. Beispielsweise ist eine Zeitsteuereinheit nur eine Einrichtung zum Betätigen des Regenerationsschiebers 62 und des Steuerschiebers 54. In anderen Maschinen kann es angebracht sein, die Stempelverschiebung in verschiedenen Positionen seines Hubes zu messen und die Schieber entsprechend zu betätigen. Ebenso können Druckmessungen des Hydrauliköls oder des plastifizierten Materials Signale zum Auslösen der Schieberbetätigung liefern. Der Regenerationsschieber 62 kann zu verschiedenen Zeiten während des Spritzhubes des Stempels 12 betätigt werden, um die Stempelgeschwindigkeit oder den Stempeldruck nicht nur nahe der Endphase des Hubes, wie in der obigen Beschreibung, zu steuern. Weiter kann der Schieber 62 wahlweise betätigt werden, um einfach die Geschwindigkeit des Stempels während des gesamten Spritzhubes und nicht bloß zwischen aufeinanderfolgenden und ununterbrochenen oder benachbarten Phasen des Spritzhubes zu steuern. Umgekehrt kann der Schieber als Drucksteuereinrichtung be nutzt werden, um den maximalen Druck einzustellen, bei wel-

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chem der Stempel während des gesamten Spritzhubes oder nur während einer Phase des Spritzhubes arbeitet. Der Schieber bringt einen neuen Grad an Flexibilität für eine Spritzgießmaschine mit sich, da er gestattet, verschiedene Geschwindigkeitenoder Drücke zu verwenden, ohne die Pumpenleistung der Maschine zu erhöhen.

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Claims

Patentansprüche :

1. Spritzgießmaschine mit einer Form, welche einen Formhohlraum enthält, der mit einem härtbaren Material mittels eines beweglichen Stempels gefüllt werden kann, mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung, die mit dem Stempel zum Verschieben desselben verbunden ist und einen unsymmetrischen Kolben enthält, der in der Anordnung mittels unter Druck gesetzten Fluids in dem Zylinder bewegbar ist, wobei eine erste Seite des unsymmetrischen Kolbens eine kleinere effektive Druckfläche als die entgegengesetzte, zweite Seite hat, und mit einer Fluidsteuereinrichtung zum Einleiten von unter Druck gesetztem Fluid in den Zylinder und zum Ableiten aus dem Zylinder auf jeder Seite des unsymmetrischen Kolbens, gekennzeichnet durch ein Regenerationsabsperrorgan (62), das Fluidverbindungen mit dem Zylinder (34) auf der ersten und auf der zweiten Seite des Kolbens (36) hat und zwischen einer ersten Stellung, in welcher es

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die Fluidverbindung zwischen den beiden Seiten des Kolbens effektiv unterbricht, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in welcher es die Fluidverbindung zwischen den beiden Seiten des Kolbens gestattet, um wahlweise den unsymmetrischen Kolben regenerativ zu betätigen.

'2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerationsabsperrorgan (62) in der ersten Stellung außerdem eine Fluidverbindung über das Absperrorgan herstellt, um Fluiddruck auf der ersten, kleineren Seite des Kolbens (36) abzubauen.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Fluidsteuereinrichtung eine Quelle für unter Druck gesetztes Fluid und ein Strömungssteuerabsperrorgan enthält, das mit dieser Quelle und mit der Kolben-Zylinder-Anordnung verbunden ist, um inter Druck gesetztes Fluid entweder zu der ersten oder zu der zweiten Seite des Kolbens zu leiten, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerationsabsperrorgan (62) zwischen das Strömungssteuerabsperrorgan (54) und die erste, kleinere Seite des Kolbens (36) geschaltet ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Zeitsteuereinheit (50) zum Umschalten des Regenerationsabsperrorgans (62) zwischen der ersten und der zweiten Stellung während des Füllhubes des Stempels (12).

5. Verfahren zum Betreiben einer Spritzgießmaschine, die einen Stempel hat, der durch eine Anordnung aus einem unsymmetrischen Kolben und einem Zylinder verschoben wird, um härtbares Material in einen Formhohlraum zu spritzen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Regeneratives Steuern der Zufuhr eines unter Druck gesetzten Fluids zu der Kolben-Zylinder-Anordnung während einer Phase der Stempelverschiebung; und

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Nichtregeneratives Steuern der Zufuhr des unter Druck gesetzten Fluids zu der Kolben-Zylinder-Anordnung während einer anderen Phase der Stempelverschiebung.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem sich der Stempel durch eine erste Phase der Stempelverschiebung bewegt, während der Formhohlraum mit härtbarem Material gefüllt wird, und durch eine zweite Phase der Stempelverschiebung, während das härtbare Material in dem Formhohlraum zusammengepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des regenerativen Steuerns während der ersten Phase der Verschiebung ausgeführt wird und daß der Schritt des nichtregenerativen Steuerns während der zweiten Phase ausgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte des regenerativen und des nichtregenerativen Steuerns aufeinanderfolgen und zeitlich nicht unterbrochen sind.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Schritt des regenerativen Steuerns der Schritt des nichtregenerativen Steuerns anschließt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des regenerativen Steuerns ein zeitgesteuerter Schritt ist.

10. Verfahren zum Betreiben einer Spritzgießmaschine mit einem Stempel, welcher ein härtbares Material in einen Formhohlraum spritzt, und einer Kolben-Zylinder-Anordnung mit unsymmetrischer Kolbenfläche zum Verschieben des Stempels während des Spritzhubes des Stempels, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Verschieben des Stempels während eines Intervalls mit einer Geschwindigkeit durch Zuführen von unter Druck gesetztem Fluid zu der Kolben-Zylinder-Anordnung in einer regenerativen Be-

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triebsart; und

Verschieben des Stempels während eines anderen Intervalls und mit einer anderen und langsameren Geschwindigkeit durch Zuführen von unter Druck gesetztem Fluid zu der Kolben-Zylinder-Anordnung in einer nichtregenerativen Betriebsart.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Verschiebens durch Zuführen von Fluid in einer regenerativen Betriebsart während eines Teils des Spritzhubes ausgeführt wird und daß der Schritt des Verschiebens durch Zuführen von Fluid in einer nichtregenerativen Betriebsart während eines anderen Teils des Spritzhubes ausgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte des Verschiebens in der regenerativen und in der nichtregenerativen Betriebsart nacheinander ohne ein zwischengeschaltetes Zeitintervall ausgeführt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Verschiebens in einer regenerativen Betriebsart während eines Spritzhubes des Stempels ausgeführt wird und der Schritt des Verschiebens in einer nichtregenerativen Betriebsart während eines anderen Spritzhubes des Stempels ausgeführt wird.

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