DE3937099C2

DE3937099C2 - Antrieb für eine Plastifizier- und Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE3937099C2
Application number: DE19893937099
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Dr Lampl
Original assignee: Engel Maschinenbau GmbH
Current assignee: Engel Maschinenbau GmbH
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1989-11-07
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2009-11-08
Also published as: AT395557B; DE3937099A1; ATA273688A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffen nach dem Oberbegriff des Anspruches 10.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung ist aus der DD 1 35 876 bekannt. Bei dieser bekannten Antriebsanordnung für eine Spritzgießmaschine ist ein drehzahlvariab ler Elektromotor über eine Schaltkupplung mit einer Plastifizierschnecke kuppelbar. Gleich zeitig ist an der Antriebswelle des Elektromotors eine Hydropumpe zum Antrieb der Druck stromverbraucher angeflanscht. Beim Betrieb dieser bekannten Spritzgießmaschine wird ent weder die Plastifizierschnecke über eine Schaltkupplung mit dem Antriebsmotor gekuppelt und dabei die Hydropumpe auf Leerlauf geschaltet oder die Plastifizierschnecke über die Schaltkupplung vom Antriebsmotor getrennt und die gesamte Antriebsleistung des Elektro motors auf die Hydropumpe übertragen. Nachteilig ist hierbei, daß ein weiterer Arbeitsvor gang immer erst dann begonnen werden kann, wenn ein vorhergehender Arbeitsvorgang vollständig abgeschlossen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung jeweils der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die einen verringerten Energieaufwand erfordern, wobei darüber hinaus die Vorrichtung mit einer verringerten Zahl von Teilen und einem geringeren Materialaufwand herstellbar sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 10 genannten Merkmale ge löst. Von Bedeutung ist einerseits, daß zwischen der Druckmittelpumpe und dem Druck mittelmotor ein Druckmittelspeicher angeordnet ist und daß andererseits die Leistung des Antriebsmotors geringfügig größer ist als die für den Einspritzantrieb oder den Rotationsan trieb benötigte Maximalleistung. Der überraschende Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lö sung liegt darin, daß die jeweils über die Maximalleistung hinausgehende Energiereserve des Antriebsmotors für den Druckaufbau im Druckmittel verwendet werden kann und damit der Druckmittelspeicher jeweils mit einer Reserveenergie aufgeladen werden kann, die un abhängig von den anderen Betriebsarten, beispielsweise zum Nachdrücken mit der Nach stellvorrichtung oder zum Aufbau eines Staudruckes während der Plastifizierung des Kunst stoffes verwendet werden kann. Während dieser Phase kann der Antriebsmotor entweder stillgesetzt werden, was eine erhebliche Leistungseinsparung mit sich bringt, oder zum An trieb des Spritzzylinders zum Plastifizieren der nächsten einzuspritzenden Charge verwendet werden. Damit kann die volle Leistung für die Plastifizierschnecke schon eingesetzt werden, bevor ein anderer Arbeitsvorgang, nämlich das Nachdrücken vor dem vollständigen Erstar ren des Werkstückes in der Spritzgußform abgeschlossen ist. Die dadurch erzielbare gerin gere Anzahl von Teilen und die kürzeren Spielzeiten im Produktionszyklus bringen gegen über der gattungsgemäßen Lösung einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß mit einer Steuer vorrichtung die unterschiedlichen Arbeitsvorgänge, nämlich die Drehzahl der Schnecke zum Plastifizieren des Kunststoffes als auch die Vorwärtsbewegung der Schnecke zum Austragen der plastifizierten Kunststoffschmelze herangezogen und damit der Aufwand für die Erstellung der Steuervorrichtung vermindert werden kann.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 3 kann mit einer gemeinsamen Steuer- und Überwachungsvorrichtung und somit den gleichen Steuerelementen sowohl die Dreh zahl der Schnecke bzw. die Rotationsgeschwindigkeit als auch der Verlauf des Einspritzvor ganges geregelt werden. Damit erübrigt sich eine Doppelanordnung von Schaltkreisen.

Durch die vorteilhaften Maßnahmen nach Anspruch 4 wird eine Energierückgewinnung er reicht, und außerdem können zusätzliche Steuerelemente und Antriebsorgane eingespart werden.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 5 können die Hauptbewegungen ohne Druckmittel aufgebracht werden, und die Überwachung der entsprechenden Verfahrensdrüc ke kann trotzdem über ein Druckmittel erfolgen.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 6 kann eine entsprechende Energieein sparung erzielt werden, da während des Nachdruckvorganges der zentrale Antriebsmotor stillgesetzt werden kann.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 7 kann der Plastifiziervorgang des Kunststoffgranulates und dessen Durchmischung und die Steuerung des Temperaturverlau fes überwacht werden.

Mit der vorteilhaften Ausbildung nach Anspruch 8 wird eine selbsttätige Entkupplung zur Schnellrückstellung eines Bewegungsorgans für die Einspritzeinheit erzielt, wobei dann während des Plastifiziervorganges der Kunststoffschmelze der elektrische Antriebsmotor nicht benötigt wird, da die Rückstellung der Schnecke bzw. der Aufbau des dabei notwendi gen Staudruckes durch eine Haltevorrichtung, die z. B. als Bremse ausgebildet sein kann, er folgen kann.

Die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 9 bewirkt in einfacher Weise, daß der Steuer vorgang für den Aufbau der Rückhaltekraft zur Erzeugung eines gewünschten Staudrucks mit handelsüblichen Bauelementen, beispielsweise aus der Kraftfahrzeugindustrie bekannten Bremsen, erfolgen kann und dadurch ein genaueres Einhalten der Verfahrensparameter mög lich ist, da auf die Druckentwicklung zwischen der Stirnseite der Schnecke und der Austrag öffnung oder zumindest auf einem Verstellweg der Schnecke abgestellt werden kann.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 11 können bereits bewährte und be kannte Bauelemente verwendet werden, und die Überwachung des Stau- bzw. Einspritzdruc kes kann durch den Druck im Druckmittel überwacht werden.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 12 kann mit einer relativ einfachen Steuerung und nahezu ohne zusätzliche Antriebsenergie eine ausreichende Rückhaltekraft zum Aufbau eines Staudruckes aufgebaut werden.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 13 können die vorhandenen Übertra gungselemente zur Ausübung des Einspritzvorganges gleichzeitig zum Aufbau der Rückhal tekraft verwendet werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, daß bei einer Anordnung der Haltevorrichtung zwischen dem Schlitten und dem Traggestell die Kraftübertragungsvor richtung von der Rückhaltekraft entlastet wird. Von Vorteil ist es dabei auch, daß der Druck in einem Hilfsmedium zur einfachen Überwachung der Rückhaltekraft herangezogen werden kann.

Durch die vorteilhafte Ausbildung nach Anspruch 14 kann eine kompakte Bauweise der Spritzeinheit erreicht werden, und es können trotz eines vollelektrischen Antriebes die Drüc ke zwischen der Schnecke und der Austragöffnung unter Verwendung eines Druckmittels überwacht werden, welches gleichzeitig zum Aufbringen des Nachdruckes verwendet wer den kann. Dadurch kann der gemeinsame elektrische Antriebsmotor während des Nach druckvorganges stillgesetzt werden.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 15 kann die durch den Staudruck er zeugte Energie zur Druckmittelerzeugung bzw. Druckerhöhung im Druckmittel verwendet werden.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 16 kann eine Überbeanspruchung bzw. eine einseitige Belastung und damit eine höhere Abnutzung der Schnecke vermieden werden.

Durch die vorteilhaften Maßnahmen nach Anspruch 17 werden auch bei Verwendung eines Druckmittelsystems Verschmutzungen des Hallenbodens bzw. der Maschine durch auslau fendes Öl sowohl beim Normalbetrieb als beispielsweise auch bei Leckage einer Druckmit telleitung oder Verschraubung vermieden.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 18 ist es nunmehr auch möglich, die Schnecke in Richtung des Einspritzantriebes, also nach hinten, auszubauen.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 19 ist auch zwischen dem Antriebsmo tor der Anpreßeinheit und der auf dem Traggestell angeordneten Steuer- und Überwachungs vorrichtung keine Schleifkabelanordnung erforderlich.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff in Seitenan sicht, teilweise geschnitten und in stark vereinfachter schematischer Darstellung;

Fig. 2 ein Schaltschema der Überwachungs- und Steuervorrichtung der in Fig. 1 ge zeigten Vorrichtung in vereinfachter schematischer Darstellung;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung in Seitenansicht, teilweise ge schnitten, in schematischer Darstellung, bei welcher der Rotationsantrieb und der Einspritzantrieb über mechanische Übertragungselemente erfolgt;

Fig. 4 die Vorrichtung in Stirnansicht, gemäß den Linien IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Vorrichtung mit einem Energierückgewinnungssystem in Kompaktbauwei se in schematischer Darstellung und Seitenansicht;

Fig. 6 die Vorrichtung nach Fig. 5 gemäß der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Steuerung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 8 den restlichen Teil des Steuer- und Ablaufprogramms zur Durchführung des Verfahrens zur Fortsetzung der Darstellung in Fig. 7.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Herstellen eines Formteils 2 in einer aus Formhälften 3, 4 gebildeten Form 5 gezeigt. Diese Vorrichtung 1, üblicherweise auch als Spritzgußmaschi ne bezeichnet, umfaßt eine Plastifiziervorrichtung 6, eine Einspritzeinheit 7, eine Steuer- und Überwachungsvorrichtung 8 und eine Anpreßeinheit 9, die auf einem Maschinengestell 10 angeordnet sind.

Die Plastifiziervorrichtung 6 weist einen Spritzzylinder 11 auf, in dem eine Schnecke 12 über einen Rotationsantrieb 13 drehbar und über die Einspritzeinheit 7 in Richtung ihrer Längsachse 14 gemäß einem Doppelpfeil 15 verschiebbar ist. Die Schnecke 12 erstreckt sich von einer Zufuhröffnung 16, der ein Aufnahmebehälter 17 für Kunststoffgranulat 18 vorgeordnet ist, bis in den Bereich einer Austragöffnung 19. Dem Spritzzylinder 11 können Heizplatten 20 und, wie schematisch angedeutet, Kühlbohrungen 21 eines Kühlsystems in jeder beliebigen, aus dem Stand der Technik bekannten Ausführung zugeordnet sein. Desweiteren sind im Bereich der Austragöffnungen 19 Meßwertgeber 22, 23 vorgesehen, mit welchen der Druck und bzw. oder die Temperatur einer schematisch durch Punkte angedeuteten Kunststoffschmelze 24 ermittelt werden kann, die sich in einem auch als Sam melraum bezeichnenden Teil des Spritzzylinders 11 zwischen einem Stirnende 25 und der Austragöffnung 19 befindet, der sich über einem Spritzhub 26 erstreckt. Der Spritzhub 26 definiert auch gleichzeitig jenen Weg, um den während der Herstellung der Kunststoff schmelze 24 aus dem Kunststoffgranulat 18 die Schnecke 12 von der Austragöffnung 19 wegbewegt werden kann, um jenen Vorrat an Kunststoffschmelze zu bilden, der zum Füllen eines dem herzustellenden Formteil 2 entsprechenden Formhohlraums zwischen den Form hälften 3, 4 erforderlich ist.

Da die Herstellung der Kunststoffschmelze bestimmte Druck- und Tempera turverhältnisse im Spritzzylinder 11 erfordert, ist die Schnecke 12 über die Einspritzeinheit 7 in Richtung der Längsachse 14 abgestützt. Diese Einspritzeinheit 7 besteht aus einem Einspritzantrieb 27, der parallel bevorzugt konzentrisch zur Längsachse 14 der Schnecke 12 angeordnet ist. Ein Zylinder 28 ist auf einem Traggestell 29 befestigt, beispielsweise an einem auf dem Traggestell 29 abgestützten Wechselgetriebe 30 ange flanscht. In dem Zylinder 28 ist ein Kolben 31 geführt, der mit einer Schubhülse 32, die sich über eine Stützscheibe 33 auf der Schnecke 12 ab stützt, verbunden ist bzw. diese bildet. Die Schubhülse 32 bzw. der Kolben 31 der gemeinsam mit dem Zylinder 28 die Zylinder-Kolben-Anordnung für den Einspritzantrieb 27 bildet, wird von einer mit der Schnecke 12 drehfest verbundenen Antriebswelle 34 durchsetzt, die auf ihrem dem Wechselgetriebe 30 zugewendeten Ende als Keilwelle 35 ausgebildet ist und somit gegenüber dem Wechselgetriebe 30 in Richtung des Doppelpfeils 15 relativ verstellbar ist.

Das Wechselgetriebe 30 bildet gleichzeitig auch den Rotationsantrieb 13 für die Schnecke 12. Dieses Wechselgetriebe 30 wird von einem zentralen Antriebsmotor 36 beaufschlagt.

Ein weiterer Abtrieb des Wechselgetriebes 30 ist mit einer Druckmittel pumpe 37 gekuppelt, die einen Teil einer hydraulischen Übertragungsvor richtung zwischen dem Wechselgetriebe 30 und dem Einspritzantrieb 27 dar stellt. Die Druckmittelpumpe 37 saugt Druckmittel aus einem Druckmittel tank 38 an und fördert das Druckmittel über Steuerglieder 39 zu einem Druckmittelspeicher 40, einem Anpreßantrieb 41 der Anpreßeinheit 9 sowie einem Zylinderraum 42 zwischen dem Zylinder 28 und dem Kolben 31 des Ein spritzantriebes 27. Von den Steuergliedern 39 führt eine Rückleitung 43 in den Druckmitteltank 38, die gemeinsam mit einer Saugleitung 44 und Verbindungsleitungen 45 bis 48 das Leitungssystem für die hydraulische Übertragungsvorrichtung bildet. In dem Zylinderraum 42 ist ein weiterer Meßwertgeber 49 angeordnet, der ebenfalls mit der Steuer- und Über wachungsvorrichtung über einen schematisch angedeuteten Datenbus 50 ver bunden ist. Alle Elemente der hydraulischen Übertragungsvorrichtung, wie die Druckmittelpumpe 37, der Druckmitteltank 38, die Steuerglieder 39, der Druckmittelspeicher 40, der Anpreßantrieb 41 sowie der Einspritzan trieb 27, die Rückleitung 43, die Saugleitung 44 und die Verbindungslei tungen 45 bis 48 sind in bzw. oberhalb einer Auffangwanne 51 für das Druckmittel , insbesondere Hydrauliköl, angeordnet, so daß auch bei einem Bruch der die einzelnen Leitungen bildenden Rohre eine Verschmutzung der Werkhalle bzw. der Vorrichtung 1 bzw. der Spritzgußvorrichtung verhindert wird.

In Fig. 2 ist von der Vorrichtung 1 ein Antriebsschema in stark verein fachter schematischer Darstellung gezeigt.

Die Steuer- und Überwachungsvorrichtung 8 umfaßt ein Frequenzsteuerglied 52 für den Antriebsmotor 36, der beispielsweise durch einen Wechselstrom motor gebildet ist. Das Frequenzsteuerglied 52 wird beispielsweise von zwei Vergleichern 53,54 beaufschlagt, wobei in dem Vergleicher 53 die von einem Rechner 55 vorgegebenen Soll-Werte für eine Drehzahl, die bei spielsweise auf einem Drehzahlgeber 56 eingestellt werden, mit der mit einem am Antriebsmotor 36 angeordneten Meßwertgeber 57 abgegriffenen Drehzahl oder beispielsweise auch mit einer Drehzahl eines Meßwertgebers 58, der im Wechselgetriebe 30 auf der Antriebswelle 34 angeordnet ist, verglichen werden kann. Wird nun zwischen der mit dem Meßwertgeber 57 und 58 festgestellten Drehzahl und der mit dem Drehzahlgeber 56 vorgewählten Drehzahl eine Differenz festgestellt, so wird über den Ausgang des Ver gleichers 53 ein entsprechendes Steuersignal oder beispielsweise eine der Änderung entsprechende Analogspannung an den Vergleicher 54 angelegt und diese mit einem Meßwert eines Frequenzwertgebers 59 verglichen. Ent sprechend dem Vergleichsergebnis wird nun das Frequenzsteuerglied 52 zu einer Veränderung der Frequenz, die zu einer Erhöhung oder Verringerung der Drehzahl des Antriebsmotors 36 führt, beaufschlagt. Durch eine ent sprechende Ausgestaltung des Wechselgetriebes 30 und der in der Zeichnung gezeigten Stellung eines Schiebeblockes 60 und 61 kann z. B. ein Leistungsanteil von 80% auf die Antriebswelle 34 und ein Leistungsanteil von 20% auf die Druckmittelpumpe 37 übertragen werden. Diese Aufteilung der Leistung ist beispielsweise dann notwendig, wenn das Kunststoffgra nulat 18 mit der Schnecke 12 piastifiziert wird. Die geringe Druckmittel menge, die mit der Druckmittelpumpe 37 während der Rotation der Schnecke 12 gefördert wird, kann zum Aufrechterhalten eines Gegendruckes im Zy linderraum 42 bzw. zum Auffüllen des Druckmittelspeichers 40 verwendet werden. Während dieser Zeit wird mit zunehmender Menge an Kunststoff schmelze 24 im Bereich zwischen der Austragöffnung 19 und dem Stirnende 25 der Schnecke 12 diese um die Spritzhub 26 immer weiter in Richtung des Wechselgetriebes 30 geschoben, wodurch der Kolben 31 den Zylinderraum 42 verkleinert. Um nun, wie bereits vorstehend beschrieben, die für die Plastifizierung und Aufbereitung der Kunststoffschmelze notwendigen Druck- und Temperaturverhältnisse und eine ausreichende Durchmischung sicher zu stellen, wird der Zylinderraum 42 über ein Steuerglied 39, beispielsweise ein vom Rechner 55 gesteuertes Magnetventil, an die Rück leitung 43 zum Druckmitteltank 38 angelegt, in der ein Steuerventil 62, beispielsweise ein elektromagnetisch gesteuertes Servoventil, angeordnet ist. Entsprechend dem mit dem Meßwertgeber 49 im Zylinderraum 42 festge stellten Druckmitteldruck sowie gegebenenfalls in Abhängigkeit einer mit einem Meßwertgeber 63 festgestellten Lage des Kolbens 31 bzw. der Schnecke 12 wird eine mehr oder weniger starke Rückhaltekraft im Zy linderraum 42 über das Druckmittel aufrecht erhalten, so daß zwischen dem Stirnende 25 der Schnecke 12 und der Austragöffnung 19 ein definierter Staudruck in der Kunststoffschmelze entsteht bzw. aufrechterhalten wird.

Ist nun der Kolben 31 um die Spritzhub 26 in Richtung des Wechselgetrie bes 30 verschoben und somit eine ausreichende Menge an Kunststoffschmelze im Bereich der Austragöffnung vorhanden, so wird in Abhängigkeit von dem die Spritzhub 26 überwachenden Meßwertgeber 63 ein Signal an den Rechner 55 abgegeben. Dieses bewirkt einerseits, daß ein Stellglied 64 im Wech selgetriebe 30 den Schiebeblock 60 in Richtung des Antriebsmotors 36 - wie mit strichlierten Linien angedeutet - verschiebt, wodurch ein Ab triebsrad 65 des Schiebeblocks 60 mit einem Antriebsrad 66 der Druck mittelpumpe 37 in Eingriff kommt. Gleichzeitig wird ein ebenfalls am Schiebeblock 60 angeordnetes Abtriebsrad 67 und ein Antriebsrad 68 außer Eingriff gebracht. Damit wird aber gleichzeitig die Kraftübertragung vom Schiebeblock 60 auf den Schiebeblock 61 unterbunden und die Antriebswelle 34 stillgesetzt. Somit steht die gesamte Leistung des Antriebsmotors 36 für den Antrieb der Druckmittelpumpe 37 zur Verfügung. Gleichzeitig wird nunmehr der Drehzahlgeber 56 in Abhängigkeit von den mit dem Meßwertgeber 49 im Zylinderraum 42 ermittelten Druckver hältnissen gesteuert, so daß entsprechend den gewünschten Einspritzdrücken, gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Bewegung der Schnecke 12 über den Spritzhub 26, ein ausreichen der Einspritzdruck aufgebracht werden kann. Somit ist es möglich, mit dem Frequenzsteuer glied 52 über die Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors 36 auch die für den Einspritzvor gang notwendigen Drücke exakt dem gewünschten Druckverlauf anzupassen. Selbstver ständlich ist es aber auch möglich, zur Regelung dieses Druckes im Zylinderraum 42 zusätzlich oder anstelle der Drehzahlregelung des Antriebsmotors 36 ein Steuerventil 69 an zuordnen, welches beispielsweise durch ein elektrisch betätigbares Servoventil gebildet sein kann. Erfolgt die Drucksteuerung im Druckraum 42 überwiegend mit dem Antriebsmotor 36, so ist es am Ende des Einspritzvorganges jedoch möglich, den Antriebsmotor 36 und den für den Nachdruckvorgang aufzubringenden Druck lediglich über den im Druckmittelspei cher 40 vorhandenen Druckmittelvorrat unter Verwendung des Steuerventils 69 zu regeln. Damit kann eine nicht unbeträchtliche Energieeinsparung erzielt werden.

Eine weitere Energieeinsparung wird vor allem auch dadurch erreicht, daß die Druckmittel pumpe 37 durch die Drehzahlregelung des Antriebsmotors 36 als Konstantpumpe ausgebil det sein kann, wodurch ein besserer Wirkungsgrad der Druckmittelpumpe 37 erreicht wird. Auch kann der Wirkungsgrad sowohl beim Antrieb der Schnecke 12 für die Rotationsbewe gung als auch für die Einspritzbewegung durch die Verwendung des in seiner Drehzahl ge steuerten Antriebsmotors zusätzlich gesteigert werden.

Ein weiterer Vorteil einer derartigen Verfahrensweise bzw. einer zur Durchführung dieser Verfahrensweise beschriebenen Vorrichtung liegt darin, daß mit einer einzigen Steuer- und Überwachungsvorrichtung 8 sowohl eine Drehzahlsteuerung der Schnecke 12 als auch eine Einspritzdruckregelung erfolgen kann.

Während die Leistung des Antriebsmotors 36 bei Verwendung eines Druckmittelantriebes sowohl für den Rotationsantrieb 13 als auch für den Einspritzantrieb 27 aufgrund der höhe ren Verlustleistung der dann notwendigen Verstellpumpen für die Druckmittelförderung hö her sein muß, ist es bei Anwendung des Verfahrens bzw. einer danach ausgebildeten Vor richtung möglich, den Motor nur geringfügig größer auszulegen als die Maximalleistung für den Einspritzantrieb 27 oder den Rotationsantrieb 13. Die geringfügige Mehrleistung von beispielsweise 10% oder 20% ist dabei nur dann erforderlich, wenn der Einspritzantrieb über eine hydraulische Übertragungsvorrichtung, also unter Verwendung einer Druckmittel pumpe 37, beaufschlagt wird.

Durch Verwendung einer Kupplung 70 ist es überdies möglich, die Druckmittelpumpe 37 vom Antriebsmotor 36 abzukuppeln.

In den Fig. 3 und 4 ist eine andere Vorrichtung 1 gezeigt, bei der für gleiche Teile die glei chen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 verwendet werden.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Wechselgetriebe 30 angeordnet, welches ebenfalls von einem zentralen Antriebsmotor 36 angetrieben wird, der durch einen Gleichstrommotor oder einen Wechselstrommotor mit stufenloser Spannungs- oder Frequenzänderung gebildet sein kann.

Das Wechselgetriebe 30 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 und 2 beschriebenen dadurch, daß über ein Antriebsrad 71, welches über einen Riemen oder eine Kette angetrieben wird, ein mechanischer Einspritzantrieb 72 direkt betätigt wird. Dieser Einspritzantrieb 72 besteht aus einem Gewindespindelantrieb, wobei das Antriebsrad 71 als Gewindemutter ausgebildet ist und dazu mit einem Innengewinde 73 ausgestattet ist. Das Antriebsrad 71 ist in einem Gehäuse 74 des Wechselgetriebes 30 in Richtung der Längsachse 14 der Schnecke 12 unver schieblich gehaltert. In das Innengewinde 73 greift eine Gewindespindel 75 ein, die im Trag gestell 29 abgestützt ist. Das Antriebsrad 71 ist gegenüber der Gewindespindel 75 in Rich tung der Längsachse 14 der Schnecke 12 verstellbar, wodurch ein Schlitten 76, in dem die Schnecke 12 in Richtung der Längsachse 14 abge stützt ist und der über eine Freischaltvorrichtung 77 von den Drehbewe gungen der Schnecke 12 entkuppelt ist, gemeinsam mit dem Wechselgetriebe 30, dem Antriebsmotor 36 und gegebenenfalls der Steuer- und Überwachungs vorrichtung 8 in Richtung des Doppelpfeils 15 relativ gegenüber dem Trag gestell und dem Spritzzylinder 11 verschoben oder eine Zahnradübersetzung angetrieben werden kann. Über schematisch angedeutete Kupplungsvorrich tungen 78, 79 kann der Antriebsmotor 36 wahlweise mit dem Rotationsantrieb 13 bzw. mit dem Einspritzantrieb 72 für die Schnecke 12 in Eingriff ge bracht werden.

Um den Antriebsmotor 36 während der Nachdrückphase stillsetzen zu können, ist zwischen dem Traggestell 29 und der Gewindespindel 75 eine Nachstell vorrichtung 80 vorgesehen. Diese Nachstellvorrichtung 80 weist einen Kol ben 81 auf, der in einem Zylinder 82 geführt ist. Eine Zylinderachse des Zylinders 82 verläuft parallel zur Längsachse 14 der Schnecke 12. Zwi schen dem Kolben 81 und dem Zylinder 82 wird ein der Gewindespindel 75 zugewandter Zylinderraum 83 eingeschlossen. In diesem Zylinderraum 83 ist ein Meßwertgeber 84 zum Überwachen eines Druckmitteldruckes eines in diesem Zylinderraum 83 eingeschlossenen Druckmittels angeordnet. Über ein Steuerglied 85, welches als elektromagnetisch verstellbares Steuerventil ausgebildet sein kann, kann der Zylinderraum 83 verschlossen oder mit einem aus einer Druckmittelpumpe 37 und einem Druckmittelspeicher 40 so wie einem Druckmitteltank 38 gebildeten Leitungssystem verbunden werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Zylinderraum 83 ein möglichst kleines Volumen aufweisen soll, da er lediglich als Nachstellvorrichtung 80 dient. Diese Nachstellvorrichtung 80 hat den Zweck, daß nach dem er folgten Einspritzen, mit dem die Kunststoffschmelze 24 zwischen die Form hälften eingebracht wurde, ein Anpreßdruck der Schnecke 12 in Richtung der Form 5 aufrecht erhalten werden kann, so daß während des nach dem Ein spritzen und Erkalten des Formteils 2 einsetzenden Schwindvorganges noch eine geringfügige Menge von Kunststoffschmelze 24 nachgepreßt werden kann. Da diese Verstellwege im Bereich von 0,1 mm bis maximal 5 mm liegen, ist nur ein geringer Weg zwischen dem Kolben 81 und dem Zylinder 82 zurückzulegen und es werden daher auch nur geringe Druckmittelmengen benötigt. Dazu kommt, daß dieser Nachdrückvorgang geringere Enddrücke er fordert als das Einspritzen der Kunststoffschmelze 24 in die Form 5. Dem entsprechend kann auch mit geringerem Druck, beispielsweise von 60 bar, das Auslangen gefunden werden. Dadurch ist es möglich, mit einem klein dimensionierten Druckmittelspeicher 40 sowie einer kleinen Druckmittel pumpe 37 das Auslangen zu finden, die lediglich die Aufgabe hat, ein eventuelles Lecköl oder zur Druckverminderung aus dem Zylinderraum 83 entferntes Druckmittel wieder in den Druckmittelspeicher 40 zu pumpen.

Wie die schematische Darstellung zeigt, ist die Druckmittelpumpe 37 über eine Kupplung 70 mit dem Antriebsmotor 36 gekuppelt und kann daher jeder zeit zugeschaltet werden, so daß jeweils bei jenem Arbeitsvorgang, für welchen eine geringere Leistung erforderlich ist, entweder während der Rotation der Schnecke 12 oder während des Einspritzvorganges die Druck mittelpumpe 37 mitbetrieben werden kann. Dadurch ist es möglich, den An triebsmotor 36 ausschließlich auf die Maximalleistung während des Ein spritzvorganges bzw. des Plastifizierens auszulegen.

Gleiches gilt selbstverständlich auch für den Antriebsmotor 36, gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 oder 2, wenn die Leistung des Antriebsmotors 36 für den Einspritzvorgang höher sein muß als für das Plastifizierens des Kunststoffgranulats 18.

Um nun bei einer derartigen Vorrichtung 1 auch einen entsprechenden Rück haltedruck bzw. Gegendruck zum Aufbau eines Staudrucks zwischen dem Stirnende 25 der Schnecke 12 und der Austragöffnung 19 während der Ver stellung der Schnecke 12 um die Spritzhub 26 zu ermöglichen - während dessen die Druckmittelzu- oder -abfuhr in den Zylinderraum 83 unter brochen ist - ist das über die Kupplungsvorrichtung 78 getrennte An triebsrad 71 mit einer Bremsscheibe 86 einer Haltevorrichtung 87 ge kuppelt. Die Haltevorrichtung 87 kann beispielsweise durch eine Scheiben bremse mit einem Bremssattel, wie er bei Pkw oder Lkw eingesetzt wird, gebildet sein. Bei entsprechender, nicht selbsthemmender Auslegung der Steigung der Gewindespindel 75 und des Innengewindes 73 wird der Schlit ten 76 von der Austragöffnung 19 wegbewegt, die Bremsscheibe 86, die sich auf jenem Teil des Antriebsrades 71, auf dem sich das Innengewinde 73 be findet, angeordnet ist, mitgenommen und gegenüber der Gewindespindel 75 verdreht. Beim Ausüben einer entsprechend starken Bremswirkung kann nun mehr anhand des Druckes im Zylinderraum 83, der mit dem Meßwertgeber 84 festgestellt werden kann, ein der Verschiebung der Schnecke 12 entgegen wirken der Rückhalte- bzw. Gegendruck aufgebaut werden, der das Entstehen eines Staudrucks zwischen dem Stirnende 25 und der Austragöffnung 19 be wirkt. Hierzu ist es lediglich erforderlich, daß die durch die Haltevor richtung 87 aufgebrachte Reibungskraft auf einem der gewünschten Rück halte- bzw. Gegenkraft entsprechenden Wert gehalten wird bzw. jeweils bei Überschreiten des Solldruckes in der Zylinderkammer 83 die Haltevorrich tung kurzzeitig - z. B. entsprechend einem Bremsvorgang bei einem Anti blockiersystem - gelöst wird, bis der Druck in dem Zylinderraum 83 wieder den gewünschten Wert erreicht hat. Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, anstelle der Kupplungsvorrichtung 78 zwischen dem Antriebsrad 71 und der Bremsscheibe 86 eine Freischaltvorrichtung 88 anzuordnen, z. B. einen Freilauf, der eine Mitnahme der Bremsscheibe 86 und dabei den die Gewindemutter bildenden Teil nur bei einer Verstellung der Schnecke 12 in Richtung der Austragöffnung 19 ermöglicht.

Selbstverständlich kann aber auch eine entsprechende Kupplungsvorrichtung 78, beispielsweise eine elektromagnetische oder pneumatische Kupplung, zwischen dem Antriebsrad 71 und der Bremsscheibe 86 angeordnet sein. Des weiteren ist es aber auch möglich, daß die Haltevorrichtung 87 direkt zwischen dem Schlitten 76 und dem Traggestell 29 angeordnet ist. Ist die Vorrichtung 1 jedoch mit einer Nachstellvorrichtung 80 versehen, so ist in diesem Fall die Haltevorrichtung 87 zwischen dem Schlitten 76 und einem Teil der Gewindespindel 75 anzuordnen, wie dies mit strichlierten Linien in Fig. 3 angedeutet ist. In diesem Fall wird das Antriebsrad 71 über die Kupplung 78 entkuppelt und die Wandermutter bzw. das Antriebsrad 71 laufen bei Verstellungen des Schlittens 76 relativ zur Gewindespindel 75 leer mit.

Der Vorteil dieser Kompaktbauweise einer Vorrichtung 1 besteht nunmehr darin, daß der Schlitten 76 als eigene Baueinheit vollständig vorgefer tigt werden kann und vor allem keine Relativbewegung zwischen der Schnecke 12 und einem Gehäuse in Richtung der Längsachse 14 erforderlich ist, da der gesamte Antriebs- und Steuerblock mit der Schnecke 12 mitbe wegt wird. Damit können auch Abnutzungen durch die ständige Verlagerung der Schnecke gegenüber den Lagerstellen im Traggestell vermieden werden.

Weiters kann die Steuer- und Überwachungsvorrichtung 8 auch am Schlitten 76 befestigt sein - wie mit strichlierten Linien schematisch angedeutet - um einen noch kompakteren Aufbau der Einspritzeinheit 7 zu schaffen.

Außerdem ist die Ausbildung des Einspritzantriebes 72 nicht an die ge zeigte und beschriebene Ausführungsform gebunden. Es ist vielmehr auch ebenso möglich, als Einspritzantrieb eine mit einem Ritzel zusammenwir kende Zahnstange oder ähnliche Linearantriebe zu verwenden.

Wie besser aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist das die Gewindespindel 75 und Führungssäulen für den Schlitten 76 lagernde Traggestell 29 auf bei spielsweise auf einem Maschinengestell 10 gelagerten Führungssäulen ver schiebbar angeordnet.

In den Fig. 5 und 6 ist eine andere Ausführungsvariante einer Vorrichtung l zum Herstellen von Formteilen 2 aus Spritzguß gezeigt, bei der der Ein fachheit halber für gleiche Teile wieder gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet werden.

Von dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel unterscheidet sich diese Vor richtung dadurch, daß sowohl der Rotationsantrieb 13 als auch eine Ein spritzvorrichtung 89 direkt mechanisch mit dem Wechselgetriebe 30, wel ches von einem Antriebsmotor 36, beispielsweise einem drehzahlsteuerbaren Elektromotor, angetrieben wird, mechanisch gekuppelt ist. Sowohl der Rotationsantrieb 13 als auch die Einspritzvorrichtung 89 ist über eine Kupplungsvorrichtung 90 vom Antriebsmotor 36 wegschaltbar bzw. mit diesem kuppelbar. Während der Rotationsantrieb 13 der Schnecke 12 beim vorlie genden Ausführungsbeispiel, ähnlich wie in Fig. 3, eine Antriebswelle 34 aufweist, die mit ihrer Keilwelle 35 relativ gegenüber einer mit einem Antriebsrad 91 versehenen Antriebsscheibe 92 in Richtung der Längsachse 14 der Schnecke 12 verschiebbar ist, ist als Einspritzvorrichtung 89 ein Schlitten 94, der über ein Drucklager 95 auf der Schnecke 12 abgestützt und mit einer Zahnstange 96 verbunden ist, in die ein Antriebsrad 97, beispielsweise ein Zahnrad, eingreift, vorgesehen.

Ist die Kupplungsvorrichtung 90 zwischen Antriebsmotor 36 und dem An triebsrad 97 in Eingriff, so wird entsprechend der Bewegung des Antriebs motors 36 der Schlitten 94 in Richtung der Austragöffnung 19 bewegt. Da mit kann ein den gewünschten Erfordernissen entsprechender Einspritzdruck im Bereich der Austragöffnung 19 erzielt werden. Ist der Austragvorgang beendet, so erfolgt das Aufbringen eines Nachdruckes entweder ebenfalls über die Einspritzvorrichtung 89 durch entsprechende Beaufschlagung des Antriebsrades 97 oder durch die Nachstellvorrichtung 80.

Diese Nachstellvorrichtung 80 kann entsprechend der Ausführung, wie sie in Fig. 3 beschrieben wurde, ausgebildet sein und unter Zwischenschaltung einer Freischaltvorrichtung 77 die Antriebswelle 34 gegenüber dem Schlit ten 94 abstützen.

Eine entsprechend der in Fig. 3 beschriebenen Ausführung ausgebildete Nachstellvorrichtung 79 kann unter Zwischenschaltung einer Freischaltvor richtung 80 die Antriebswelle 34 gegenüber dem Schlitten 94 abstützen.

Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, daß die Haltevorrichtung 87 nicht zwischen dem Traggestell 99 und dem Antriebsrad 97 angeordnet wird, sondern, wie dies beispielsweise in Fig. 6 durch strichlierte Linien angedeutet ist, zwischen dem Traggestell 99 und dem Schlitten 94 angeord net ist. Dadurch kann die Belastung der Zahnstangen-Antriebsradverbindung verringert und damit auch der Verschleiß vermindert werden, da das An triebsrad 97 während des Plastifiziervorganges leer mitläuft.

Wie besser aus Fig. 6 zu ersehen ist, kann während des Plastifizierens des Kunststoffgranulates 18 die Kupplungsvorrichtung 90 zwischen dem An triebsmotor 36 und dem Antriebsrad 97 gelöst und die zwischen diesem und einer Druckmittelpumpe 98 gegebenenfalls eingerückt sein, so daß die Rückhaltekraft bzw. der Gegendruck zum Aufbau eines Staudrucks zwischen der Stirnseite 25 der Schnecke 12 und der Austragöffnung 19 durch eine Haltevorrichtung 87 aufgebaut werden kann, die bei spielsweise am Antriebsrad 97 direkt angreift. Gleichzeitig kann die Energie, die durch den Staudruck auf die Schnecke 12 ausgeübt wird, dazu genutzt werden, um die Druckmittel pumpe 98 über das Antriebsrad 97 zu beaufschlagen. Diese Druckmittelpumpe 98, beispiels weise eine Zahnradpumpe, kann dazu verwendet werden, um die geringen Ölmengen, die beim Einsatz einer Nachstellvorrichtung 80 zum Auffüllen des Druckmittelspeichers 40 zum Ausgleich von Leckagen oder Druckdifferenzen benötigt werden, zu manipulieren. Damit ist es möglich, die Vorteile des Aufbringens eines Druckmitteldruckes während des Nachdrüc kens mit den Vorteilen der Messung eines Druckmitteldruckes zwischen der Schnecke 12 und dem Schlitten 94 beizubehalten und trotzdem ohne eine mit dem Antriebsmotor 36 ge kuppelte Druckmittelpumpe, also im Prinzip nur mit einer elektrischen Antriebsquelle, das Auslangen zu finden.

Wie besonders aus diesem Ausführungsbeispiel zu ersehen ist, sind sowohl die Einspritzvor richtung 89 als auch der Rotationsantrieb 13 sowie die Nachstellvorrichtung 80, die zugehö rige Steuer- und Überwachungsvorrichtung 8, der Druckmittelspeicher 40, die Druckmittel pumpe 98 sowie die zugehörigen Steuerorgane auf einem Traggestell 99 angeordnet, wel ches gleichzeitig als Auffangwanne 51 bzw. als Schlitten einer Anpreßeinheit 9 ausgebildet ist, die auf einem Maschinengestell 10 angeordnete Führungssäulen 100 aufweist, auf wel chen der durch das Traggestell 99 gebildete Schlitten verschiebbar gelagert ist. Zum Verstel len des Traggestells 99 relativ zum Maschinengestell 10 kann ein elektrischer Antriebsmotor 101, der mit einem Ritzel 102 gekuppelt ist, das in eine am Maschinengestell 10 befestigte Zahnstange 103 eingreift, einen Anpreßantrieb 104 bilden.

In Fig. 7 und 8 ist in Form eines Blockschaltbildes ein Ablaufschema bei der Steuerung ei ner Vorrichtung 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt.

Eine entsprechend dem Ablaufschema ausgebildete Steuer- und Überwachungs vorrichtung 8 kann dabei sowohl unter Verwendung von analogen Steuerele menten als auch unter Verwendung von digitalen Steuerelementen, beispielsweise Mikroprozessoren oder dgl., hergestellt sein.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Steuerung mit frei pro grammierbaren Steuerelementen durchzuführen und die einzelnen Ver knüpfungen und Bedingungen softwaremäßig zu realisieren. Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nun derart, daß nach Aktivierung einer Starttaste und einer Startfunktion überprüft wird, ob die beispielsweise in einer Speichereinheit 105 vorgegebenen Startbedingungen und Parameter erfüllt sind. Die entsprechenden Eingaben und Meldungen können auf einem Bildschirm 106 überprüft und mit einer Tastatur 107 eingegeben werden. Dieser Bildschirm 106 und die Tastatur 107 können auch in die Steuer- und Überwachungsvorrichtung 8 im Bereich der Vorrichtung 1 eingebaut sein. Nachdem die Überprüfung der Startbedingungen abgeschlossen ist und alle Startbedingungen erfüllt sind, wird für den Fall, daß eine Haltevorrich tung 87 angeordnet ist, die Bremse geschlossen und daran anschließend der Einspritzantrieb 27, 72 vom Antriebsmotor 36 durch Lösen der Kupplung 70 bzw. 90 abgekuppelt.

Darauffolgend wird nun der Antriebsmotor 36 eingeschaltet und die Schnecke 12 beginnt zu rotieren und führt somit aus dem Vorratsbehälter 17 Kunststoffgranulat 18 der Austragöffnung 19 zu, wobei durch die Rei bungswirkung und die Wärme das Kunststoffgranulat plastifiziert bzw. ver flüssigt wird. Da dieser Plastifiziervorgang einen ganz bestimmten Druck verlauf im Bereich zwischen der Stirnseite 25, der Schnecke 12 und der Austragöffnung 19 erfordert, wird über einen Meßwertgeber 23 der Druck aufbau im Zylinder bzw. zwischen der Stirnseite 25 der Schnecke 12 und der Austragöffnung 19 überwacht und jeweils mit einem vom Speicher 105 vorgegebenen Soll-Wert verglichen. Dabei ist es auch möglich, daß nicht der Druck der plastifizierten Kunststoffschmelze im Zylinder 11 sondern der Druck im Bereich des Einspritzantriebes 27 bzw. 72 oder der Nach stellvorrichtung 80 überwacht und als Referenzwert herangezogen bzw. mit entsprechend vordefinierten Soll-Werten im Speicher 105 verglichen wird.

Ist nun der gewünschte Druck, der durch die Überwachungs- bzw. Steuervor richtung 8 vorgegeben ist, nicht erreicht, so wird die mit einem Meßwert geber 35 überwachte Drehzahl der Schnecke 12 bzw. der Antriebswelle 34 durch Veränderung der Drehzahl des Antriebsmotors 36 erhöht, so daß der Druckaufbau rascher vor sich geht. Wird dann der Druck überschritten, so wird darauffolgend geprüft, ob die hintere Endlage der Schnecke 12 er reicht ist, d. h. ob bereits eine ausreichende Menge an Kunststoffschmelze zwischen der Stirnseite 25, der Schnecke 12 und der Austragöffnung 19 vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird die Haltevorrichtung 87 ge lockert bzw. die Bremskraft verringert oder die Bremswirkung überhaupt aufgehoben, bis eine Druckübereinstimmung zwischen den mit den Meßwert gebern 23 oder 49 angezeigten Drücken und den durch die Steuer- und Über wachungsvorrichtung 8 vorgegebenen Drücken erreicht ist. Ist diese er reicht, so wird die Haltevorrichtung aktiviert bzw. die Bremse angelegt und die Position so lange beibehalten, bis eine Drucküberschreitung mit den Meßwertgebern 23 bzw. 49 festgestellt wird, worauf der Regelkreis wieder von vorne durchlaufen wird. Wird im Zuge dieses Regelkreises fest gestellt, daß die hintere Endlage der Schnecke 12 erreicht ist, d. h. eine ausreichende Menge an plastifiziertem Kunststoffmaterial zwischen der Stirnseite 25, der Schnecke 12 und der Austrittöffnung vorliegt, so wird dieses Regelprogramm übersprungen und der Rotationsantrieb 13 vom An triebsmotor 36 durch den Schieberantrieb 69 entkuppelt.

Gleichzeitig wird der Einspritzantrieb 27 bzw. 72 über die Kupplung 70 bzw. 78 oder 90 eingekuppelt und die Differenz zwischen dem Ist-Weg und dem Soll-Weg der Schnecke 12 relativ zum Zylinder, beispielsweise mit einem Meßwertgeber 63 erfaßt und mit einem Soll-Weg, der durch die Über wachungs- und Steuervorrichtung 8 vorgegeben wird, verglichen. Ist nun der Vorschubweg der Schnecke 12 ungleich zum maximal zurückzulegenden Weg und der Einspritzdruck P_E-Ist ungleich dem Einspritzdruck P_E-Soll, so wird in der Folge abgefragt ob P_E-Ist größer ist als P_E-Soll. Ist dies nicht der Fall, so wird die Drehzahl des Antriebsmotors 36 in Abhängig keit von den Ausgangssignalen der Drehzahl der Schnecke 12 bzw. der An triebswelle 34 anzeigenden Meßwertgebers erhöht, worauf der Regelkreis von vorne beginnt und überprüft wird, ob der Weg S-Ist ungleich dem Weg S-Maximum ist. Darauf wird wieder der gesamte Regelkreis durchlaufen. Ist nun der Druck P_E-Ist tatsächlich größer als der Druck P_E-Soll, so wird die Motordrehzahl entsprechend dem Meßwertgeber 57 verringert und der Regelkreis dadurch geschlossen, so daß wieder abgefragt wird, ob der Weg S-Ist ungleich dem Weg S-Maximum ist. Ist dagegen der tatsächlich zurück gelegte Weg der Schnecke 12 S-Ist gleich dem Weg S-Maximum, so wird der Antriebsmotor 36 stillgesetzt und über die Meßwertgeber 23 und 49 im Ver gleich zu dem durch den Überwachungs- und Steuervorrichtung vorgegebenen Soll-Wert abgefragt, ob der Nachdruck P_N unterschiedlich zum P_N-Soll, also dem Soll-Nachdruck ist. Ist dies der Fall, so wird überprüft, ob die Zeitdauer des Nachdruckes t_n ungleich der Zeitdauer t_n-Soll ist, sind beide Bedingungen nicht erfüllt, so wird das Speicherventil 57 geöffnet, um einen gewünschten Druck aus einem Druckmittelspeicher 40 in der Nach druckvorrichtung 80 aufrecht zu erhalten. Ist die Nachdruckzeit t_n abge laufen, so wird das Speicherventil 57 geschlossen, also in eine Ausgangs stellung für den nachfolgenden Plastifiziervorgang gebracht und das Ver fahren ist beendet bzw. kann ein neuer Verfahrenszyklus durch Aktivierung des Startbefehls eingeleitet werden.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung
2 Formteil
3 Formhälfte
4 Formhälfte
5 Form
6 Plastifiziervorrichtung
7 Einspritzeinheit
8 Steuer- und Überwachungsvorrichtung
9 Anpreßeinheit
10 Maschinengestell
11 Spritzzylinder
12 Schnecke
13 Rotationsantrieb
14 Längsachse
15 Doppelpfeil
16 Zuführöffnung
17 Aufnahmebehälter
18 Kunststoffgranulat
19 Austragöffnung
20 Heizplatte
21 Kühlbohrung
22 Meßwertgeber
23 Meßwertgeber
24 Kunststoffschmelze
25 Stirnende
26 Länge
27 Einspritzantrieb
28 Zylinder
29 Traggestell
30 Wechselgetriebe
31 Kolben
32 Schubhülse
33 Stützscheibe
34 Antriebswelle
35 Keilwelle
36 Antriebsmotor
37 Druckmittelpumpe
38 Druckmitteltank
39 Steuerglied
40 Druckmittelspeicher
41 Anpreßantrieb
42 Zylinderraum
43 Rückleitung
44 Saugleitung
45 Verbindungsleitung
46 Verbindungsleitung
47 Verbindungsleitung
48 Verbindungsleitung
49 Meßwertgeber
50 Datenbus
51 Auffangwanne
52 Frequenzsteuerglied
53 Vergleicher
54 Vergleicher
55 Rechner
56 Drehzahlgeber
57 Meßwertgeber
58 Meßwertgeber
59 Frequenzwertgeber
60 Schiebeblock
61 Schiebeblock
62 Steuerventil
63 Meßwertgeber
64 Stellglied
65 Abtriebsrad
66 Antriebsrad
67 Antriebsrad
68 Antriebsrad
69 Steuerventil
70 Kupplung
71 Antriebsrad
72 Einspritzantrieb
73 Innengewinde
74 Gehäuse
75 Gewindespindel
76 Schlitten
77 Freischaltvorrichtung
78 Kupplung
79 Kupplung
80 Nachstellvorrichtung
81 Kolben
82 Zylinder
83 Zylinderraum
84 Meßwertgeber
85 Steuerglied
86 Bremsscheibe
87 Haltevorrichtung
88 Freischaltvorrichtung
89 Einspritzvorrichtung
90 Kupplung
91 Antriebsrad
92 Antriebscheibe
93 Gehäuse
94 Schlitten
95 Drucklager
96 Zahnstange
97 Antriebsrad
98 Druckmittelpumpe
99 Traggestell
100 Führungssäule
101 Antriebsmotor
102 Ritzel
103 Zahnstange
104 Anpreßantrieb
105 Speichereinheit
106 Bildschirm
107 Tastatur

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff, bei wel chem eine etwa der Kunststoffschmelzemenge für den Formteil entsprechende Menge eines Kunst stoffgranulats einem Spritzzylinder (11) zugeführt wird, in welchem es mittels einer mit einstellbarer Drehzahl rotierenden Schnecke (12) in den Bereich einer Austragöffnung (19) in dem Spritzzylinder (11) verbracht und dabei plastifiziert wird, während durch einen sich zwischen dem Spritzzylinder (11) und der Schnecke (12) aufbauenden Staudruck die Schnecke (12) von der Austragöffnung (19) gegen die Wirkung einer über den Einspritzantrieb (27, 72) einer Einspritzeinheit (7) aufgebauten Rückhaltekraft wegbewegt wird, und wobei, nachdem eine ausreichende Kunststoffschmelzemenge zwischen der Austragöffnung (19) und der Schnecke (12) vorhanden ist, die Schnecke (12) mit dem Einspritzantrieb (27, 72) in Richtung der Austragöffnung (19) bewegt und die Kunststoffschmelze in eine Form (5) eingepreßt wird und gegebenenfalls mit dem Einspritzantrieb (27, 72) noch nachge drückt wird, und wobei ein gemeinsamer elektrischer Antriebsmotor (36) vorgesehen ist, und wobei eine Vorschubkraft für die Einspritzeinheit (7) über ein Druckmedium eines Druckmittelsystems auf den Einspritzantrieb (27, 72) übertragen wird und wobei während der Rotationsbewegung der Schnecke (12) ein Teil der vom gemeinsamen Antriebsmotor (36) aufgebrachten Leistung einem Druckmittelsystem als weiterem Energieversorgungssystem zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckmittelsystem ein Druckmittelspeicher (40) angeordnet ist, der mit Druckmedium gefüllt wird, und daß die Leistung des Antriebsmotors (36) um einen Teil größer ist als die größere der für die Rotationsbewegung der Schnecke (12) oder die Einspritzbewegung der Einspritzeinheit (7) benö tigten Leistung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Schnecke (12) und/oder der Spritzhub (26) und/oder die Vorschubgeschwindigkeit des Einspritzantriebes (27, 72) über den Antriebsmotor (36) geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Schnecke (12) und/oder die Vorschubgeschwindigkeit oder -kraft der Einspritzeinheit (7) über die Drehzahl des gemeinsamen Antriebsmotors (36) von einer zentralen Steuer- und Überwachungsvorrichtung (8) geregelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Staudruck auf die Schnecke (12) ausgeübte Staudruckenergie zumindest teilweise gespeichert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nach druck durch eine vom gemeinsamen Antriebsmotor (36) unabhängige Nachstellvorrichtung zwischen dem Einspritzantrieb (27, 72) der Einspritzvorrichtung (89) und der Schnecke (12) aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einpressen der Kunststoffschmelze (24) in die Form (5) die Schnecke (12) mit einer über die Steuer- und Überwachungsvorrichtung (8) veränderbaren Nachdruckkraft belastet ist, die von der vom Antriebsmotor (36) unabhängigen Nachstellvorrichtung (80) aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Haltevorrichtung (87) erzeugte Rückhaltekraft für den Staudruck über den Verstell weg parallel zur Längsachse (14) der Schnecke (12) verändert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwi schen der Einspritzeinheit (7) und dem gemeinsamen Antriebsmotor (36) eine Freischaltvor richtung (77, 88) angeordnet ist und diese eine Bewegungsverbindung zwischen der Ein spritzeinheit (7) und der Schnecke (12) während deren Verstellung in Richtung der Austragöffnung (19) bewirkt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einpressen der plastifizierten Kunststoffschmelze (24) in die Form (5) die Einspritzein heit (7) mit einer Haltevorrichtung (87) in einer fixierten Stellung gehalten und ein Vor schuborgan des Einspritzantriebes (27, 72) nach Aktivierung der Freischaltvorrichtung (77, 88) in eine Ausgangsstellung zurückbewegt wird, worauf durch Lösen der Haltevorrichtung (87) in Abhängigkeit von dem zwischen der Schnecke (12) und der Austragöffnung (19) vorhandenen Staudruck die Schnecke (12) entgegen der Bremswirkung der Haltevorrichtung (87) von der Austragöffnung (19) wegbewegt wird, wobei mit der Haltevorrichtung (87) die Rückhaltekraft in Abhängigkeit von dem gewünschten Staudruck geregelt wird.

10. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffen mit einer Plastifi ziervorrichtung (6), die einen Spritzzylinder (11), eine in diesem angeordnete, mit einem Ro tationsantrieb (13) in Antriebsverbindung stehende Schnecke (12) aufweist, wobei einem vom Rotationsantrieb (13) abgewendeten Stirnende der Schnecke (12) eine Austragöffnung (19) und im Bereich des von dieser abgewendeten Endbereichs der Schnecke (12) eine Zu fuhröffnung (16) für Kunststoff, insbesondere Kunststoffgranulat, zugeordnet ist, und wobei die Schnecke (12) mit einer Einspritzeinheit (7) bewegungsverbunden ist, die einen parallel zur Längsachse (14) der Schnecke (12) sich erstreckenden Einspritzantrieb (27, 72) aufweist und mit im Bereich der Plastifiziervorrichtung (6) und der Einspritzvorrichtung angeordne ten Meßwertgebern, die über eine Steuer- und Überwachungsvorrichtung mit dem Rotations antrieb (13) bzw. dem Einspritzantrieb (27, 72) schaltverbunden sind, und wobei der Rota tionsantrieb (13) über eine Kupplungsvorrichtung (79) und ein mechanisches Antriebsele ment und der Einspritzantrieb (27, 72) über ein Druckmittelsystem mit einem beiden gemeinsamen Antriebsmotor (36) über ein Wechselgetriebe (30) antriebsverbunden sind, dessen Maximalleistung zumindest der größeren der für die Rotationsbewegung oder die Einspritzbewegung erforderlichen Leistung entspricht, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Lei tungssystem des hydraulischen Druckmittelsystems zwischen einer mit einem Abtrieb des Wechselgetriebes (30) gekuppelten Druckmittelpumpe (37, 98) und einem mit dem Ein spritzantrieb (27, 72) gekuppelten Druckmittelmotor (Zylinder 28, 82 mit Kolben 31, 81) ein Druckmittelspeicher (40) angeordnet ist, und daß die Leistung des Antriebsmotors (36) grö ßer ist als die größere benötigte Leistung, jedoch kleiner als die Summe der für die Rotations- und die Einspritzbewegung benötigten Leistungen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzan trieb (72) durch eine druckmittelbetätigbare Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Kolben (81) und einem Zylinder (82) gebildet ist, von der der Kolben (81) oder die Kolbenstange mit der Schnecke (12) in Längsrichtung derselben bewegungsverbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ein spritzantrieb (27, 72) bzw. der Einspritzeinheit (7) eine Haltevorrichtung (87) zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß einem Antriebsrad (97) der Zahnstange (96) des Einspritzantriebes (72) oder dem Schlitten (94) eine Haltevorrichtung (87) zugeordnet ist, die über die Steuer- und Überwachungsvor richtung (8) mit einem im Bereich der Nachstellvorrichtung (80) angeordneten Meßwert geber (84) zur Ermittlung des in Richtung der Längsachse (14) der Schnecke (12) wirkenden Staudruckes zusammengeschaltet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzantrieb (72) eine Antriebshülse aufweist, die zumindest auf einer Seite mit einer Zahnstange (96) versehen ist, durch die eine Antriebswelle, die mit dem Rotationsantrieb (13) verbunden ist, hindurchgeführt ist und auf ihrem der Schnecke (12) zugewandten Ende über einer Nachstellvorrichtung (80) mit einem zur Längsachse (14) parallelen Verstellweg auf der Schnecke (12) abgestützt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem der Zahnstange (96) zugewandten Antriebsrad (97) ein Druckmittelerzeuger gekup pelt ist, der über ein Leitungssystem mit der Nachstellvorrichtung (80) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzantrieb (72) eine Gewindespindel (75) und eine auf dieser angeordnete Wander mutter umfaßt und zwischen dem gemeinsamen Antriebsmotor (36) und der Gewindespindel (75) eine Kupplungsvorrichtung (78) und gegebenenfalls ein Wendegetriebe angeordnet ist und daß sich die Wandermutter in Richtung der Längsachse (14) der Schnecke (12) be wegungsfest auf einem mit derselben verbundenen Übertragungsteil abstützt und vorzugsweise diesem Übertragungsteil eine Haltevorrichtung (87) zugeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggestell (29) einen Druckmitteltank (38) mit einer darauf aufgesetzten Auffangwanne (51) umfaßt, in oder oberhalb welcher die druckmittelbetätigbare Zylinder-Kolben-Anord nung der Einspritzeinheit (7), die Steuerglieder (39, 85), die Druckmittelpumpe (37, 98) und das diese verbindende Leitungssystem sowie gegebenenfalls ein Druckmittelspeicher (40) angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzantrieb (27, 72) unterhalb der Schnecke (12) und das Wechselgetriebe (30) und gegebenenfalls der Schaltschrank auf der von der Austragöffnung (19) abgewendeten Seite der Schnecke (12) außerhalb des senkrecht zur Längsachse (14) der Schnecke (12) verlau fenden Querschnittsbereiches derselben angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor (101) oder ein Abtrieb des Wechselgetriebes (30) für den Anpreßantrieb (104) auf dem Traggestell (99) angeordnet ist und ein mit diesem gekuppeltes Antriebsor gan, z. B. ein Ritzel (102), mit einer am Maschinengestell (10) angeordneten Zahnstange (103) zusammenwirkt, wobei das Maschinengestell (10) gleichzeitig Führungsorgane, z. B. Führungssäulen (100) für das Traggestell (99), lagert.