DE3214597A1

DE3214597A1 - Materialzufuehrmechanismus

Info

Publication number: DE3214597A1
Application number: DE19823214597
Authority: DE
Inventors: Gregory William 14580 Webster N.Y. Meeker
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1981-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1982-11-04
Also published as: US4397630A; JPS57193308A; FR2504054A1

Description

DIPL. ING. HEINZ BAAaEHUE : *.,'.:.. München, 2 Ο.April 1982 PATENTANWALT

Aktenzeichen: Mein Zeichen: P 3366

Anmelder: USM Corporation

Farmington, Connecticut 06032

Zustelladresse: 181 Elliott Street

Beverly, MA 01915 U.S.A.

Materialzuführmechanismus

Die Erfindung betrifft Spritzgießmaschinen und insbesondere einen Mechanismus zum aufeinanderfolgenden Geben besonderer Materialmengen in die Injektionseinheit einer Spritzgießmaschine.

Das Zuführen von kunststoffartigem Material in abgemessenen Mengen an Maschinen zum nachfolgenden Behandeln wird in der US-PS 2 383 536 beschrieben, in welcher eine Teigunterteilvorrichtung gezeigt ist, bei welcher ein hin und her bewegbarer Kolben in einer Zumeßkammer in einem Trichter angeordnet ist, um eine Teigeinheit abzugeben. Der Kolben ist mittels einer Schraube einstellbar, welche seinen Bewegungsweg begrenzt. Die Zykluszeit ist begrenzt, weil der Teil in die Zumeßkammer fließen muß, bevor sich der Kolben zwecks Chargierens bewegen kann. Eine weitere Vorrichtung zum Formen von plastischem Material umfaßt einen drehbaren Drehtisch, welcher eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, der sich unter einem Trichter bewegt, um Material aufzunehmen und in eine Lage drehbar ist, um einen Nahrungs mittelkuchen zwecks nachfolgenden Behandeins auszuwerfen, welcher in der Öffnung gebildet ist.

In der US-PS 3 421 220 ist eine Vorrichtung zum Formen von Käse gezeigt, in welcher leere Käseformer auf einem Drehtisch angeordnet sind und Käse dareingedriickt wird. Die Former drehen sich in eine Lage, in welcher sie entriegelt und von Hand entfernt werden. Das Entfernen von Hand ist nicht ausreichend.

Die US-PS 4 003 498 erläutert eine Vorrichtung, in welcher sperriges Material einer Piastizierschnecke aus einem oben angeordneten Stoßtrichter mittels eines hin und her bewegbaren Kolbens zugeführt wird. Die Schnecke ist während Spritzgießperioden betätigbar, um Formhälften zu

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füllen und Bremsschuhe und dergleichen tierzustellen.

Die Schnecke ist während der Preßabschnitte des Zyklus durch

Entregung über einen komplizierten elektrischen Schaltkreis anhaltbar. In den US-PS 3 979 488 und 4 168 943 sind Schneckenzuf iihrmechanismen für kontinuierliche Schneckenextruder beschrieben, wobei eine hin und her bewegbare Schnecke angeordnet ist, um das Materialzuführen zu unterstützen. Diese verschiedenen Zuführmechanismen sind ziemlich kompliziert und/oder unausreichend, um aufeinanderfolgende Zuführoperationen abgemessener Einheiten eines Materiales zu einer Spritzgießmaschine durchzuführen.

Demzufolge ist ein Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung, welche die bekannten Nachteile vermeidet.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum aufeinanderfolgenden Zuführen abgemessener Mengen

eines kunststoffähnlichen Materials zu einer Spritzgießmaschine auf wirksame und einfache Weise.

Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum Laden einer Injektionseinheit einer Spritzgießmaschine mit einer abgemessenen Materialmenge durch Pressen bzw. Stoßen. Die Vorrichtung umfaßt vorzugsweise einen Drehtisch, der an einer Welle angeordnet ist und eine Vielzahl von Behältern aufweist oder eine Pendelanordnung, welche einen Behälter einschließt, der zwischen einer Belade- und einer Entladelage gleitet. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Behälter an ihrem oberen Ende offen und können in einer Lage des Drehtisches eine Menge eines kunststoffähnlichen Materials von einem Förderer aufnehmen, der direkt darüber angeordnet ist oder von einer Trichteranordnung, um das Material in den Behälter zu leiten. Der Drehtisch kann dann gedreht werden, um so den Behälter unter einem Kolben und über einer Übergangsleitung oberhalb der Injektionseinheit

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einer SpritzgieBmaschine anzuordnen. Der Kolben umfaßt weiterhin eine Dichtungshülse, die über das obere Ende des Behälters paßt, um den Behälter zu sichern und ihn während des Absenkvorganges an einer Bewegung zu hindern. Wenn einmal die Dichtungshülse um die obere Lippe des Behälters durch eine Anordnung von Antriebszylindern angepaßt ist,

wird der Kolben in den Behälter bewegt, so daß er das darin befindliche Material durch eine Öffnung in dem Drehtisch und in einen Übergangstrichter oberhalb der Injektionseinheit der Spritzgießmaschine drückt. Wenn die Injektionseinheit der Spritzgießmaschine mit der zugemessenen Materialmenge aus dem Behälter darüber gefüllt wird, wird ein anderer Behälter gleichzeitig unter der Trichteranordnung gefüllt, und somit die Zeit zwischen aufeinanderfolgendem Entleeren der gefüllten Behälter in den Übergangstrichter und in die Injektionseinheit der Spritzgießmaschine auf ein Minimum herabzusetzen.

Die Kolbenanordnung umfaßt Grenzschalter, um die Bewegung des Kolbens während seines Zyklus zu regeln, wobei ein erster Schalter an einem Ende des Tauchzylinders in Berührung bringbar ist, um ein weiteres Voreilen anzuhalten und das Zurückziehen des Kolbens in sein Gehäuse zu signalisieren, wobei ein zweiter Schalter mit dem anderen Ende des Zylinders in Berührung bringbar ist, um ein weiteres Zurückziehen anzuhalten und seine Lage zu signalisieren, bevor der Kolben in einen neu gefüllten Behälter bewegt wird. Eine Anordnung von Antriebszylindern ist an einer Plattform angeordnet, welche den Kolbenzylinder stützt. Die Antriebszylinder bewegen die ringförmige Dichtungshülse gegen die obere Lippe einer jeden Behältereinheit, gerade bevor der Kolben dadurch bewegt wird, um den Behälter zu sichern und ein Verschütten und eine Fehlausrichtung des Kolbens auszuschalten. Die Hülse wird von der Lippe des

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Behälters angehoben, nachdem der Kolben aus dem Zylinder zurückgezogen ist. Die Hülse weist eine Schulter längs ihres distalen Randes auf, um den oberen Rand eines jeden Behälters zu überlappen, um ein zweckmäßiges Abdichten und eine Sicherung zu gewährleisten. Ein Antriebsmotor ist unter oder längs des Umfanges des Drehtisches angeordnet, um ein intermittierendes Drehen zu bewirken; er kann mittels einer zweckmäßigen Schalteinrichtung betätigt werden.

Die Pendelanordnung umfaßt einen Behälter, der von einer Pendeleinrichtung zwischen einer Ladelage an einer Plattform und unter einem Förderer oder dergleichen, welcher direkt darüber angeordnet ist, zu einer Entladelage über einer Öffnung in der Plattform und über einer Übergangsleitung oberhalb der Injektionseinheit der Spritzgießmaschine bewegbar ist. Der Kolbenmechanismus, die Antriebszylinder und die Abdichtungshülse kann in dieser Ausführungsform der ähnlich sein, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der- beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Beschickungsvorrichtung, die oberhalb einer Injektionseinheit einer Spritzgießmaschine angeordnet ist,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß der Linie H-II in Fig. 1 und

Fig. 3, 4 und 5 verschiedene Ansichten einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zum Beladen einer Injektionseinzeit einer Spritzgießmaschine.

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Unter Bezugnahme auf insbesondere Fig. 1 ist eine Beschickungsvorrichtung 10 bzw. eine Stoß-Fül !vorrichtung (stuffer loader) in Verbindung mit einer Einheit 12 einer Spritzgießmaschine gezeigt. Diese Beschickungsvorrichtung 10 umfaßt eine Bodenplatte 14, auf welcher ein Drehtisch um eine Achse 18 rotieren kann. Die Achse 18 umfaßt ebenfalls eine Zugstange 20, die zusammen mit verschiedenen anderen Zugstangen 20 eine dreieckförmige Stützanordnung für eine Plattform 22 bilden kann.

Eine Vielzahl von Behältern 24 ist an dem Drehtisch 16 befestigt, wobei in dieser Ausführungsform zwei Behälter vorgesehen sind. Jeder Behälter 24 ist zylindrisch und an jedem Ende offen. Die öffnung im unteren Ende eines jeden Behälters 24 ist mit einer öffnung 26 in dem Drehtisch 16 ausgerichtet. Eine Öffnung 28 ist in der Bodenplatte 14 in Ausrichtung mit dem Behälter 24 in seiner Entleerungslage angeordnet, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Die Plattform 22 ist parallel zu der Bodenplatte 14 angeordnet und kann einen Umleittrichter 30 und einen doppelt wirkenden Tauchzylinder 32 tragen, wobei der Trichter 30 und der Zylinder 32 vorzugsweise voneinander über 180° um die Zugstange 20 angeordnet sind, welche die Achse 18 umfaßt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Der Zylinder 32 umfaßt einen Kolben 33, der an einer Verbindungsstange 34 befestigt ist, welche mit ihrem unteren Ende an einem Hauptkolben 36 festgelegt ist,

Eine ringförmige Dichtungshülse 38 ist unter der Plattform 22 angeordnet und dort von einer Vielzahl von Gewindeschäften 40 gehalten, die jeweils durch einen Kanal 42 in der Plattform 22 hin und her gleiten und je einem Antriebszylinder 46 zugeordnet sind, der an der oberen Seite der Plattform 22 angeordnet ist. Die Antriebszylinder 46 werden durch eine zweckmäßige unter Druck setzbare nicht

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gezeigte Einrichtung betrieben, urn jeden der Gewindeschäfte 40 hin und her zu bewegen. Der Tauchzylinder ist betreibbar, um den Hauptkolben 36 durch Verbindung mit einer Druckquelle 48 hin und her zu bewegen, welche nur teilweise gezeigt ist. Die ringförmige Dichtungshülse 38 weist eine abgestufte Schulter 50 an ihrem distalen Rand auf, welche so angeordnet ist, daß sie den oberen Rand eines jeden Behälters 24 überlappt, wenn die Antriebszylinder 46 unter Druck gesetzt werden, um ihre Schäfte 40 auszufahren. Ein oberer Grenzschalter 52 ist an der Oberseite des Zylinders 32 angeordnet und weist einen Stift 54 auf, der sich in den Zylinder 32 erstreckt. Der Stift 54 wird entriegelt, wenn der Kolben 33 in den-? Zylinder 32 in seine aufwärtige Lage zurückgezogen ist. Eine untere Grenzschalteranordnung 56 weist ebenfalls einen Stiftmechanismus 54 auf, der sich innerhalb des Zylinders 32 erstreckt und durch Kontakt ausgelöst wird, wenn der Kolben 33 in seine abwärts gerichtete Lage getrieben wird. Die Grenzschalteranordnungen 52 und 56

sind mittels eines zweckmäßigen nicht gezeigten Schaltkreises mit einer nicht gezeigten Druckeinrichtung für den Zylinder 32 verbunden, um entsprechend aufeinanderfolgend diese Vorrichtungen zu betätigen.

Der Drehtisch 16 kann durch einen Schrittmotor 60 ge-,dreht werden, der unter der Bodenplatte 14 angeordnet ist und mit einem Zahnradtrieb 62 oder einem Reibrad in Eingriff bringbar ist, welches sich durch die Bodenplatte 14 und in Eingriff mit einer gekrümmten Oberfläche 64 oder einem Zahnrad erstreckt, das wenigstens teilweise in einem kreisförmigen Kanal 66 im Boden des Drehtisches angeordnet ist.

Im Betrieb der bevorzugten Ausführungsform kann, wie dies

in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, eine gewünschte Materialmenge in den Trichter eingegeben werden. Der Schrittmotor 60 wird durch eine Signaleinrichtung betätigt, um den Drehtisch 16 mit den darauf befindlichen Behältern 24 um 180° um die Achse 18 zu drehen, so daß der Behälter 24, welcher eine Materialmenge enthält, nun über der Öffnung 28 in der Bodenplatte 14 angeordnet ist. Ein gekühlter Übergangstrichter 68 ist an der Bodenseite der öffnung 28 an der Bodenplatte 14 vorgesehen und bildet eine Leitung zwischen der Öffnung 26 und der Injektionseinheit 12 der Spritzgießmaschine. Wenn der Behälter 24 einmal zweckmäßig über der öffnung 28 ausgerichtet ist, kann ein zweckmäßiges Signal die /ylimlor 46 veranlassen, ihre entsprechenden Schäfte abwar l.s /u treiben, wodurch verursach I. wird, dali di>r distale Rand der ringförmigen Dichtungshülse 38 gegen die obere Lippe des Behälters 24, letzteren überlappend und dichtend, gepreßt wird. Wenn der Behälter 24 und die Dichtungshülse 38 fixiert und abgedichtet sind, kann ein Signal von einem nicht gezeigten Schaltkreis den Zylinder 32 unter Druck setzen, um das darin befindliche Material in den Übergangskegel 68 und in die Injektionseinheit 12 der Spritzgießmaschine zu pressen.

Wenn der Kolben 33 den Stift 54 in dem unteren Grenzschalter 56 betätigt, wird die abwärts gerichtete Bewegung des Hauptkolbens 36 angehalten und nach oben umgekehrt, und die Antriebszylinder 46 werden betätigt, um einen Aufwärtszug auf die Schäfte 40 und die Dichtungshülse 38 zur Bodenseite der Plattform 32 hin zu bewirken. Bei vollem Zurückziehen des «Kolbens 33 schaltet der obere Grenzschalter 52, um die Bewegung des Zylinders 32 anzuhalten, eine Rotation des Drehtisches 16 und ein nachfolgendes Anordnen eines frisch gefüllten Behälters 24 unter dem Hauptkolben 36 und über der öffnung 28 zu erlauben, wie dies oben erwähnt ist, so daß ein neuer Zyklus beginnen kann.

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Eine andere Ausführungsform eines Preßfüllmechanismus ist in Fig. 3, 4 und 5 gezeigt, wobei eine Materialmenge M in einen Wiederfülltrichter 80 eines hin und her bewegbaren Preßladers 82 geladen ist. Dieser Trichter 80 ist an einem im allgemeinen vertikal ausgerichteten Rahmen 84 befestigt, der über einem Tauchbehälter 86 angeordnet ist. Ein Absperrschieber 88 kann unter dem Trichter 80 bewegbar gehalten werden, um automatisch vorwärts und rückwärts zu gleiten und zu erlauben, daß eine besondere Materialmenge in den Behälter 86 fällt. Dieser Behälter 86 ist auf einer hin und her bewegbaren Bahn 90 angeordnet. Die Pendelbahn 90 ist bewegbar an einer Bettplatte 92 angeordnet und an einem unter Druck setzbaren Pendelzylinder 94 befestigt und erstreckt sich linear zu einer Lage unterhalb eines doppelt wirkenden Tauchzylinders 96, welcher einen mit Ausnehmung versehenen Kolben 98 aufweist, der ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform angeordnet ist. Der Behälter 86 weist einen offenen Boden auf, und die Boden- bzw. Bettplatte 92 weist unterhalb des Kolbens 98 eine öffnung auf. Eine nicht gezeigte Dichtungshülse kann um den Behälter 86 in einer ähnlichen Weise wie bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel angeordnet sein. Eine Hauptpreß- bzw. Stopfeinheit 100 ist unter der Bettplatte 92 angeordnet und weist eine hin und her bewegbare Kolben- und Zylinderanordnung 102 auf, welche betätigbar ist, um einen nicht gezeigten Hauptkolben durch einen Körper 104 zu drücken, um eine Bewegung des darin befindlichen Materiales durch einen sich anschließenden Krümmer 106 in eine nicht gezeigte Injektionseinheit zu bewirken, welche jedoch ähnlich der Injektionseinheit sein kann, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Eine Materialmenge kann in den Fülltrichter 80 und dann in den Tauchbehälter 86 fallen, wie dies durch Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist. Der Absperrschieber 88 kann das Durchfallen von Material nach Passieren eines vorbestimmten

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Material Volumens durch Betätigung eines unter Druck setzbaren Zylinders 110 über eine nicht gezeigte Schaltkreiseinrichtung beenden. Der in Fig. 4 gezeigte Behälter 86 wird dann zu einer Stelle an der Bettplatte 92 unter dem Zylinder 96 durch Unterdrucksetzen des Zylinders 94 bewegt, was über einen zweckmäßigen nicht gezeigten Schaltkreis erfolgt. Der Kolben 98 nach Fig. 5 wird betätigt, um das Material M durch das offene untere Ende des Behälters und durch die Öffnung in der Bodenplatte 92 in den Körper 104 der Stopfeinheit 100 durch Signale zu drücken, die von einer Anordnung von Grenzschaltern 101 und Stiftmechanismen 103 erzeugt werden, welche ähnlich denjenigen des ersten Ausführungsbeispieles sind. Die Kolben- und Zylinderanordnung 102 wird durch den notwendigen Schaltkreis betätigt, um das Material aus dem Körper 104 durch den Krümmer 106 und entweder in den Speisedüsenhals oder das Injektionsrohr einer Injektionseinheit einer Spritzgießmaschine zu drücken. Eine weitere Anordnung der Tauchzylinder kann ein Paar unter Druck setzbarer Zylinder umfassen, die mit einem horizontalen Stützbalken verbunden sind und davon in Abstand angeordnet sind, welcher dazwischen eine Welle trägt, wobei diese Welle mit einem Tauchkolben verbunden ist, anstatt den unter Druck selzbaren Zylinder an der Oberseite des Tauchkolbens anzuordnen, wodurch ein Teil der Höhe des Tauchmechanismus eliminiert wird.

Claims

DIPL. ING. HEINZ BA-RtXEHTL-E "·<* --' - München, 20.April 1982

PATENTANWALT

Aktenzeichen: Mein Zeichen :p 3366

Patentansprüche

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\ 1.J Materialstopf-Lademechanismus für eine Injektionseinheit einer Spritzgießmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (24, 86) zum Aufnehmen einer Materialmenge vorgesehen ist, welche in die Injektionseinheit (12) zu geben ist, daß eine Einrichtung (16, 90) zum Bewegen des Behälters (24, 86) aus einer Materialfüllage zu einer Materialabgabelage und eine Einrichtung (10, 82) vorgesehen ist, um diese Materialmenge aus dem Behälter (24, 86) in die Injektionseinheit (12) abzugeben.
2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabgabeeinrichtung (10, 82) das Material durch den Behälter (24, 86) ausstößt.
3. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (38) zum Verriegeln und Abdichten des Behälters (24, 86) in seiner Entleerungslage während des Entleerungsvorganges vorgesehen ist.
4. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen des Behälters (24, 86) einen Drehtisch (16) umfaßt, welcher um eine Achse (18) auf einer Bodenplatte (14) aus der

MateriaIfü11 age zu einer Materialabgabelage über eine öffnung (28) in der Bodenplatte (14) drehbar ist.
5. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen des Behälters (24, 86) eine Pendelbahn (90) mit einer unter Druck setzbaren Einheit (94)einschließt, welche daran feslgelegt ist, um einen Behälter (24, 86) darauf aus der Materialfüllage in eine Materialabgabelage hin und her zu bewegen.
6. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abgeben der Materialmenge durch den Behälter einen hin und her bewegbaren Kolben (33) in einem ZyIinder (32, 96) einschließt, daß der Kolben (33) eine Verbindungsstange (34) aufweist, welche einen Kolben (36, 98) trägt, welcher durch den Behälter (24, 86) verschiebbar ist, um das Material in die Injektionseinheit (12) zu drücken.
7. Mechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verriegeln und Abdichten des Behälters (24, 86) eine ringförmige Hülse (38) umfaßt, welche aus einer zurückgezogenen Lage in eine Lage hin und her bewegbar ist, in welcher sie den oberen Rand des Behälters (24, 86) überlappt.
8. Mechanismus nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Drehtisch (16) über einen Motor (60) antreibbar ist, welcher mit einem Zahnradantrieb (62) zusammenwirkt.

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9. Mechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelbahn (90) an einer Bettplatte (92) angeordnet ist, welche zwecks Durchganges

von Material aus dem Behälter (24, 86) in eine Kammer (104) einer Hauptstopfeinheit (100) zwecks nachfolgenden Abgebens an die Injektionseinheit (12) eine Öffnung aufweist.
10. Mechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (32, 96) einen oberen Grenzschalter (52, 101) und einen unteren Grenzschalter (56, 101) aufweist, die von dem Kolben (33) während seiner Verschiebung innerhalb des Zylinders (32, 96) betätigbar sind, wobei die Grenzschalter (52, 56, 101) den Bewegungsweg des Kolbens (33) in dem Zylinder (32, 96) steuern.
11. Mechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Hülse (38) hin und her verschiebbar durch eine Anordnung von Antriebzylindern (46) ist, welche die Hülse (38) aus einer zurückgezogenen Lage in eine Klemmlage vor Bewegung des Kolbens (36, 98) durch den Behälter (24, 86) bewegen.
12. Mechanismus nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (38) eine abgestufte Schulter (50) aufweist, welche umfangsmäßig an ihrem distalen Rand vorgesehen ist, um das überlappen des Uohail-or·. (?4, 86) durch dip Hülse (3H) /u gestation.