DE2940044C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Spritzgießeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei der aus dem DE-GM 77 39 899 bekannten Spritzgießvorrichtung sitzen auf dem Heißkanalverteiler Einzelantriebe, die als einseitig wirkende Schubkolbenmotoren ausgebildet sind. Sie enthalten einen in einem Zylinder axial beweglichen Kolben. Der Kolben dient dazu, die Ventilnadel einer in Verlängerung des Einzelantriebes angeordneten Eingußbuchse in die Schließstellung zu bringen. Die Ventilnadel führt hierzu durch eine entsprechende Bohrung in dem Heißkanalverteiler und von dort in den die Kunststoffmasse führenden Kanal, an den die Eingußbuchse angeschlossen ist.

Da der Einzelantrieb lediglich in einer Richtung arbeiten kann, erfolgt das Öffnen der Eingußbuchse ausschließlich infolge des Druckes der Spritzgußmasse beim Anspritzen. Lediglich das Schließen geschieht gesteuert durch den Einzelantrieb.

Da der Einzelantrieb unmittelbar auf dem Heißkanalverteiler sitzt, hat er ohnehin dessen Temperatur und die Wärme, die über die Ventilnadel zu dem Einzelantrieb hin übertragen wird, spielt deswegen keine Rolle. Schließlich können bei der bekannten Anordnung keine unterschiedlichen thermischen Längenausdehnungen auftreten, die zu einer Verklemmung der Ventilnadel in der zugehörigen Bohrung führen könnten.

Bei der bekannten Angußverteilervorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach der DE-OS 21 21 895 sind Maßnahmen vorhanden, um den Antrieb für die Ventilnadeln auf einer möglichst niedrigen Temperatur zu halten. Der Einzelantrieb ist bei dieser bekannten Vorrichtung mit einer Kühleinrichtung versehen, die den Zylinder umgibt. Der Kolben trägt eine Kolbenstange, die lediglich ein Stück weit aus dem Zylinder herausragt und mit einem balligen Ende versehen ist. Das ballige Ende der Kolbenstange wirkt mit einer ebenfalls an dem hinteren Ende ballig gestalteten Ventilnadel zusammen, um beim Spritzvorgang gezielt die Ventilnadel in die Schließstellung zu bringen.

Infolge der nur punktförmigen Berührung zwischen der Kolbenstange und der Ventilnadel wird einerseits dafür gesorgt, möglichst wenig Wärme über die Ventilnadel und die Kolbenstange auf den Einzelantrieb zu übertragen und andererseits können unterschiedliche thermische Ausdehnungen, die zu einem Fluchtungsfehler zwischen dem Einzelantrieb und der Ventilnadel führen, nicht die Ventilnadel in ihren Führungen verklemmen.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spritzgießvorrichtung zu schaffen, bei der einerseits die Ventilnadel mit dem Kolben verbunden ist und andererseits über die Ventilnadel wenig Wärme auf den Einzelantrieb übertragen wird, wobei auch Fluchtungsfehler zwischen dem Einzelantrieb und der Ventilnadel keine Probleme hervorrufen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Spritzgießwerkzeug mit einer in der Öffnungsstellung befindlichen Verschlußstange und einer in der Schließstellung befindlichen Verschlußstange im Querschnitt,

Fig. 2 einen zweiseitig wirkenden druckmediumsbetätigten Schubkolbenmotor für eine Verschlußstange in einer geschnittenen, vergrößerten Teildarstellung,

Fig. 3 den Schubkolbenmotor nach Fig. 2, geschnitten entlang der Linie 3-3 nach Fig. 2, in einer Seitenansicht,

Fig. 4 eine Steuerschaltung des Spritzgießwerkzeugs und

Fig. 5 die Schaltung eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei der für die individuelle Steuerung an den Spritzgußhohlräumen ein Zähler vorgesehen ist.

In Fig. 1 ist ein insgesamt mit 11 bezeichnetes Spritzgießwrkzeug veranschaulicht, das einen Kernteil 12 und ein Gesenkteil 13 aufweist. Das Spritzgießwerkzeug 11 kann beispielsweise vier Spritzgußhohlräume aufweisen, von denen zwei in Fig. 1 teilweise dargestellt und mit den Bezugszeichen 14 und 15 versehen sind. Die Hohlräume 14 und 15 können sich, wenn dies erwünscht ist, voneinander unterscheiden und unterschiedliche Volumina aufweisen.

An dem Gesenkteil 13 ist eine Gesenkstützplatte 16 vorgesehen, wobei in der Stützplatte 16 und dem Gesenkteil 13 zwei absperrbare, mit 17 und 18 bezeichnete Eingußbuchsen angeordnet sind. Die absperrbaren Eingußbuchsen 17 und 18 öffnen sich in die Spritzgußhohlräume 14 bzw. 15, während der Teil der Eingußbuchsen 17 und 18, der den Spritzgußhohlräumen 14 und 15 abgekehrt ist, zwischen der Stützplatte 16 und einem Heißkanalverteiler 19 derart angeordnet ist, daß er auf die Verteilerbohrungen 21 und 22 ausgerichtet ist. Zwischen der Stützplatte 16 und dem Heißkanalverteiler 19 ist eine Abstandsplatte 23 vorgesehen. Der Heißkanalverteiler 19 enthält einen einzigen Einlaß 24, der die in gestrichelten Linien teilweise veranschaulichte Spritzdüse 25 aufnimmt. Eine von dem Einlaß 24 abgehende Bohrung 26 bringt das Material zu Verzweigungsbohrungen 27 und 28, die zu den Bohrungen 21 bzw. 22 führen.

Jede Eingußbuchse 17 und 18 enthält einen äußeren Mantel 29, der den Buchsenkörper 31 umgibt, sowie eine Heizung 32, die zwischen diesen beiden Teilen angeordnet ist. Eine mittig angeordnete Bohrung 33 für das Spritzgußmaterial verläuft durch den Buchsenkörper 31, wobei sich ihr vorderes Ende 34 kegelig verjüngt und in eine Auslaßöffnung 35 übergeht. Eine Vorderfläche 36 des Buchsenkörpers 31 schließt eben mit dem Spritzgußhohlraum 14 bzw. 15 ab. Die Bohgrung 33 ist mit der Bohrung 21 bzw. 22 des Heißkanalverteilers 19 verbunden.

In der Bohrung 33 sitzt eine Verschlußstange 37, deren vorderes Ende 38 so abgeschrägt ist, daß in ihrer Verschlußstellung, wie sie bei der Eingußbuchse 18 zu sehen ist, die Auslaßöffnung 35 verschlossen ist. Die Verschlußstange 37 verläuft durch die Bohrung 21 bzw. 22 sowie durch eine Dichtung 39 in dem Heißkanalverteiler 19 zu einem Einzelantrieb, der als in zwei Richtungen wirkender, druckmediumsbetätigter Schubkolbenmotor ausgebildet ist, der insgesamt mit 41 bezeichnet und im einzelnen in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist.

Jeder Schubkolbenmotor 41 enthält ein zweiteiliges Gehäuse 42, das durch Schrauben 43 zusammengehalten und durch Schrauben 45 an der Unterseite einer Ölverteilereinrichtung 44 befestigt ist. Die Ölverteilereinrichtung 44 enthält eine Anzahl von Bohrungen 46 und 47, die mit Schläuchen 48 bzw. 49 verbunden sind. Die Bohrung 46 führt zu einer Vorschubkammer 51, während die Bohrung 47 mit einer Zurückziehkammer 52 in dem Zylinder verbunden ist. In dem Zylinder ist ein Kolben 53 verschiebbar gelagert und trägt eine nach beiden Seiten hervorstehende Kolbenstange 54, 55. Der Kolbenstangenabschnitt 54 ist in einem Lager 56 verschiebbar, während der Kolbenstangenabschnitt 55 in einem Lager 57 verschiebbar aufgenommen ist.

In dem Kolben 53 sowie der Kolbenstange 54, 55 ist eine mittige Bohrung 58 angebracht, die an ihrem rückwärtigen Ende 59 ein Gewinde trägt. Die Verschlußstange 37 sitzt in der Bohrung 58, wobei ihr rückwärtiges Ende 60 in das Gewinde 59 der mittigen Bohrung 58 eingeschraubt ist. Das rückwärtige Ende 60 trägt einen Kopf und einen Schlitz 61 für eine Schraubenzieherbetätigung. Auf diese Weise kann die Verschlußstange 37 durch Verdrehen des rückwärtigen Endes 60 in Längsrichtung eingestellt werden.

Die Rückwärtsbewegung des Kolbens 53 und somit der Verschlußstange 37 ist durch einen Bund 62 an einem Ende der Vorschubkammer 51 begrenzt. Der zu der Öffnung 35 führende Spalt 63 (Fig. 1) kann abhängig von der Einstellung der Verschlußstange 37 gesteuert werden, wenn die Verschlußstange 37 zurückgezogen ist. Eine Veränderung dieses Spaltes kann durch einzelne Formen oder in Übereinstimmung mit anderen Spritzgießbedingungen erwünscht sein. In der Ölverteilereinrichtung 44 ist eine Betätigungsöffnung 64 vorgesehen, um die Verschlußstange 37 einstellen oder zum Austausch entfernen zu können, wobei die Betätigungsöffnung 64 gleichzeitig einen Freiraum für den Kolbenstangenabschnitt 54 bildet. Aufgrund des Umstandes, daß die Verschlußstange 37 mit Ausnahme ihres äußersten, rückwärtigen Endes 60 nicht mit der Kolbenstange 55 in Berührung steht, ist die Wärmeübertragung von dem geschmolzenen Material auf den Schubkolbenmotor 41 minimiert. Darüber hinaus nimmt der Spalt zwischen der Verschlußstange 37 und der Kolbenstange 54, 55 eine seitliche Verschiebung auf, die aufgrund einer Wärmeausdehnung des Heißkanalverteilers 19 während des Betriebes auftreten kann. Der Aufbau und die endseitige Montage des Schubkolbenmotors 41 an der Ölverteilereinrichtung 44 bewirkt, daß alle Schläuche 48 und 49 an die Ölverteilereinrichtung 44 anstatt unmittelbar an den Schubkolbenmotor 41 angeschlossen werden können. Dies verringert den Platzmangel um die Schubkolbenmotoren und gestatten es, daß die Schubkolbenmotoren, wenn notwendig, dicht beieinander befestigt werden.

Fig. 4 veranschaulicht eine Schaltung mit den Einrichtungen zur individuellen Steuerung der Öffnung und des Schließens der Verschlußstange 37. Die Schaltung enthält einen Begrenzungsschalter 65, der abhängig von dem Schließen der Formteile 12 und 13 geschlossen wird. Ein Kontakt 66 dieses Schalters 65 ist mit einem Anschluß 67 einer Stromquelle 68 verbunden. Weiterhin sind vier Schalter 1, 2, 3 und 4 vorgesehen, die jeweils drei Stellungen "Auto", "Aus" und "Offen" aufweisen. Wenn sich die Schalter 1 bis 4 in ihrer "Auto"-Stellung befinden, stehen die Koantaktbrücken der vier Schalter 1 bis 4 auf der linken Seite. Jeder Schalter 1 bis 4 ist mit einem Elektroventil 69 verbunden, um den Druckmittelstrom jeweils zu und von einer speziellen Eingußbuchse 17 bzw. 18 zu steuern. Die Verbindung erfolgt über einen Zeitschalter 71. Es sind ferner zur Anzeige des Automatikbetriebes Anzeigelampen 72 und insgesamt bei 73 dargestellte Anzeigelampen für die Betriebszustände des Ventils veranschaulicht, jedoch nicht im einzelnen beschrieben.

Wenn beim Betrieb eine Anfangsstellung angenommen ist, in der die Schalter 1 bis 4 in der "Auto"-Stellung sind und die Formteile 12 und 13 voneinander getrennt sind, ist der Begrenzungsschalter 65 geöffnet. Ein Schließen der Formteile 12 und 13 bewirkt ein Schließen dieses Begrenzungsschalters 65 und einen Stromfluß durch die Leiter 74 zu dem Zeitschalter 71 und ein Schließen von dessen Schalter 75. Der Strom fließt ferner durch die Leiter 76 und 77 zu dem Elektroventil 69 und bewirkt, daß das Ventil 69 betätigt wird und das zugehörige Ventilverschlußglied zurückzieht. Da die von dem Begrenzungsschalter 65 kommende Leitung 78 mit allen Schaltern 1 bis 4 verbunden ist, werden alle vier Zeitschalter 71 betätigt und somit alle absperrbaren Eingußbuchsen 17, 18 geöffnet. Das Maß der Öffnung jeder Eingußbuchse 17, 18 hängt jedoch von der vorhergehenden Einstellung der Verschlußstange ab, wie dies oben anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben ist.

Die Zeitschalter 71 beginnen alle zu laufen, wenn das Spritzgußmaterial in alle vier Hohlräume einfließt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Verschlußstangen 37 nicht durch den Druck des Spritzgußmaterials zurückgezogen werden, sondern durch die positive Betätigung des jeweils zugehörigen Schubkolbenmotors 41, so daß das Spritzgußmaterial in alle Hohlräume unter verhältnismäßig geringem Einspritzdruck einfließen kann.

Wenn der erste Hohlraum mit der optimalen Spritzgußmenge gefüllt ist, wie es durch die Einstellung entweder des zugehörigen Zeitschalters oder anderer Einrichtungen, beispielsweise (nicht dargestellter) druckabhängiger Fühler, festgelegt ist, wird das zugehörige Elektroventil 69 in seine andere Stellung gebracht, so daß der Kolben 53 des Schubkolbenmotors 41 vorgeschoben wird und die zugehörige Verschlußstange 37 in ihre Schließstellung gebracht wird. Von diesem Zeitpunkt an kann das in den einzigen Einlaß 24 einfließende Spritzgußmaterial die übrigen offenen Hohlräume ausfüllen. Wenn alle Hohlräume richtig gefüllt sind, wie dies in der oben beschriebenen Weise kontrolliert wird, sind alle Verschlußstangen in der Schließstellung, und die Spritzgußform kann geöffnet werden.

Fig. 5 zeigt schematisch ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem für jede Verschlußstange 37 ein Zykluszähler 79 vorgesehen ist, wobei für jede Verschlußstange 37 der Zähler 79 bei 81 mit dem Timer 71 verbunden ist. Der Zähler 79 kann durch eine Voreinstellung dazu verwendet werden, den zugehörigen Timer 71 zu sperren, nachdem eine vorgegebene Anzahl von Öffnungsvorgängen der Verschlußstange erfolgt ist. Diese Verschlußstange 37 bleibt dann geschlossen, während die übrigen Verschlußstangen 37 arbeiten. Auf diese Weise kann für die einzelnen Hohlräume einer Spritzgußform mit mehreren Hohlräumen eine Benutzungskontrolle erzielt werden. Gleichzeitig kann der Zähler die elektrische Verbindung zu der Heizung 32 der zugehörigen absperrbaren Eingußbuchsen 17 mittels einer Temperatursteuerung 82 unterbrechen. Hierdurch wird eine Qualitätsminderung des Spritzgußmaterials in der inaktiven Eingußbuchse vermieden.

Im einzelnen zeigt Fig. 5 Spritzgießformhälften 12 und 13 mit einem Schalter 83, der, abhängig von dem Schließen der Form, geschlossen wird. Dieser Schalter 83 ist mit den Zählern 79 und 79a für die Eingußbuchsen 17 bzw. 18 verbunden. Die Zähler 79 und 79a sind Rückwärtszähler, die mit vorgegebenen Zählerständen vorbesetzt sind und den zugehörigen Zeitschalter sperren, wenn der Zählerstand Null wird. An den Zählern 79, 79a können Schalter 84 vorgesehen sein, die, wenn sie in ihre "Aus"-Stellung gebracht sind, den Zähler 79 bzw. 79a überbrücken. Ein Gesamtzähler 85 kann dazu dienen, die Gesamtzahl der Spritzgußzyklen zu zählen. Die Zeitschalter 71 und 71a steuern, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, ihre jeweils zugehörigen Elektroventile 69 über die Schalter 1 und 2. Die Zähler 79 und 79a sind ferner über die Temperatursteuerungen 82 mittels Leitungen 86 und Schaltern 87 mit den Heizungen der Eingußbuchsen 17 und 18 verbunden. Diese Schalter 87 können einzeln in die "Auto"-Stellung gebracht werden, damit die Zähler 79 und 79a die Temperatursteuerung 82 sperren können oder sie können auch in die "Ein"- Stellung geschaltet sein, in der die Heizungen immer an die Stromquelle 88 angeschlossen sind. Die Stromquelle 88 speist auch über einen Schalter 91 und eine Temperatursteuerung 92 die Heizer 89 für den Heißkanalverteiler 19. Die Stromversorgung für die Elektroventile 69 ist mit 93 bezeichnet.

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 entspricht der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 mit der Ausnahme, daß bei aktiven Zählern 79 diese die vorgegebene Anzahl von Zyklen rückwärts zählen und dann den entsprechenden Zeitschalter 71, 71a sperren. Hierdurch wird ein Schließen der zugehörigen Verschlußstange und ein Abschalten der zugehörigen Heizung bewirkt.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung die Verwendung üblicher Spritzgießmaschinen ermöglicht, wobei die einzelnen absperrbaren Eingußbuchsen in der Spritzgießform in jeder gewünschten Länge und jedem Abstand zueinander angebracht sein können, anstatt durch die Anforderungen einer Spezialmaschine vorgegeben zu sein. Die Erfindung ist deshalb nicht nur für Spritzgießformen mit mehreren Hohlräumen zweckmäßig, sondern auch für Spritzgießformen mit einem einzigen Hohlraum, bei der mehrere Eingußbuchsen zum Füllen des Hohlraumes nötig sind. Ein Beispiel hierfür könnte ein Hohlraum für ein asymmetrisches Teil sein, bei dem ein Teil des Hohlraumes mit einer abweichenden Geschwindigkeit gefüllt werden muß oder das eine Eingußbuchse mit einer unterschiedlichen Länge als ein anderer Teil des Hohlraumes erfordert.

Claims (7)

1. Zweiteiliges, zu öffnendes und zu schließendes Spritzgießwerkzeug mit einem einen einzigen, an einer Spritzgießmaschine anzuschließenden Einlaß aufweisenden Heißkanalverteiler für das zu spritzende Material, der Kanäle enthält, die den Einlaß mit einer Vielzahl von Eingußbuchsen des Spritzgießwerkzeuges verbinden, von denen jede Eingußbuchse eine verschieblich gelagerte Ventilnadel enthält, und mit Zylindern aufweisenden Einzelantrieben, von denen jeweils einer mit einer Ventilnadel versehen ist, die mit einem Kolben des jeweiligen Einzelantriebes gekuppelt ist, und durch den die jeweilige Ventilnadel unabhängig von den übrigen Ventilnadeln in die Schließstellung zu überführen ist, damit das zu spritzende Material von der einzigen Materialquelle durch die jeweils offenen Eingußbuchsen gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einzelantrieb (41) eine hohle Kolbenstange (55) aufweist, in der die jeweils zugehörige Ventilnadel (37) mit ihrem rückwärtigen Ende (60) befestigt ist, und daß die Ventilnadel (37) mit Ausnahme ihres rückwärtigen Endes (60) unter Ausbildung eines radialen Spaltes durch die Kolbenstange (54, 55) hindurchführt.

2. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Hubbewegung jeder Ventilnadel (37) diese in der Kolbenstange (41) individuell axial verstellbar befestigt ist.

3. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ventilnadel (37) mit einem Gewinde (59, 60) in die Kolbenstange (54, 55) eingeschraubt ist.

4. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von der Spritzgießform (11) abgewandten Seite des Heißkanalverteilers (19) eine Ölverteilereinrichtung (44) für das Druckmedium vorgesehen ist, an der die Schubkolbenmotoren befestigt sind, und daß die jeweiligen Ventilnadeln durch den Heißkanalverteiler (19) hindurch in die absperrbaren Eingußbuchsen (17, 18) führen.

5. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (59, 60) der Ventilnadel (37) so gestaltet ist, daß diese rückwärts aus der Kolbenstange (54, 55) herausziehbar ist.

6. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (54) mit ihren von der Eingußbuchse (17,18) abliegenden Ende aus dem Zylinder (42) vorsteht.

7. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilereinrichtung (44) eine mit dem rückwärtigen Ende einer jeweiligen Ventilnadel (37) fluchtende Öffnung (64) enthält, durch die hindurch eine jeweilige Ventilnadel (37) zugänglich und/oder entnehmbar ist.