DE4008478C2

DE4008478C2 - Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE4008478C2
Application number: DE19904008478
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ackermann; Matthias Brandt; Volker Dipl Ing Fritzlar
Original assignee: Hemscheidt Maschinentechnik Schwerin GmbH and Co
Current assignee: PLASTMASCHINENWERK SCHWERIN GMBH, O-2781 SCHWERIN,
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2010-03-17
Also published as: DE4008478A1; ATA57290A; JPH03205119A; AT400236B

Description

Die Erfindung betrifft die Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine zur Kunststoffverarbeitung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE-OS 36 43 884 ist dargestellt, daß ein unterhalb des Plastizierzylinders und über dem Untersatz angeordneter Druckzylinder die Plastiziereinheit nach dem Plastizieren des Kunststoffes zum, in der Schließeinheit angeordneten, Werkzeug verfährt und dann während des Einspritzvorganges die Düsenanpreßkraft aufbringt. Um die Verfahrwege der Plastiziereinheit realisieren zu können, muß der Druckzylinder langhubig ausgeführt werden. Gleichzeitig muß der Kolbendurchmesser des Druckzylinders sehr groß sein, damit die notwendigen Düsenanpreßkräfte realisiert werden können. Somit muß der Druckzylinder groß dimensioniert werden und ist entsprechend materialintensiv und teuer. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Düsenanpreßkraft von der Kolbenstangenfläche aufgebracht wird, der Düsenzylinder dadurch noch größer dimensioniert werden muß und energetisch ungünstig arbeitet.

Die Erfindung hat deshalb das Ziel, eine Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine zur Kunststoffverarbeitung zu schaffen, bei der der großvolumige und lange Düsenfahr- und Düsenanpreßzylinder durch eine energetisch optimierte Antriebsvariante ersetzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Düsenfahr- und Anpreßvorgang energetisch zu optimieren und den dafür bisher verwendeten Hydraulikzylinder durch eine andere Antriebsvariante zu ersetzen und trotzdem die notwendigen Verfahrbewegungen der Plastiziereinheit zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Plasitiziereinheit überfährt während des Verschiebevorganges zum Einspritzen des plastischen Kunststoffes in das Werkzeug einen Druckzylinder, der im Untersatz spitzwinklig zur Längsachse der Plastiziereinheit angeordnet ist und dessen Kolbenstange eingefahren und zum Werkzeug gerichtet ist. Nach Überfahren des Druckzylinders wird dessen Kolbenfläche druckbeaufschlagt, und die ausfahrende Kolbenstange drückt auf ein an der Plastiziereinheit angeordnetes Druckstück und erzeugt so die Düsenanpreßkraft. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der im Untersatz auf einem wippenartigen Schwenkhebel angeordnete kurzhubige Druckzylinder durch die verfahrende Plastiziereinheit zwangsweise in eine horizontale Lage vor ein Anpreßstück des Untersatzes geschwenkt und durch die Plastiziereinheit in dieser horizontalen Lage gehalten. Durch Beaufschlagung der Kolbenfläche des Druckzylinders legt sich dessen Kolbenstange so ein Drückstück der Plastiziereinheit und das kolbenseitige Ende des Druckzylinders an das Anpreßstück an. An der Plastiziereinheit ist ein Konturstück angeordnet, welches eine Anschlaglinie zum Verschwenken des Schwenkhebels, eine Gleitfläche zum Halten des Schwenkhebels in einer horizontalen Position und ein Druckstück zur Anlage für die Kolbenstange aufweist. Der obere Schwenkarm des wippenartigen Schwenkhebels ist bei abgefahrener Plastiziereinheit in der Höhe über der Anschlaglinie des Konturstückes der Plastiziereinheit liegend angeordnet. Im unteren Schwenkarm des Schwenkhebels ist der kurzhubige Druckzylinder angeordnet. Dessen Kolbenstange weist in Richtung Schließeinheit und die Kolbenfläche in Richtung des Plastizierantriebes. Das im Untersatz angeordnete Anpreßstück zur Anlage der kolbenseitigen Rückseite des Druckzylinders ist gabelartig, wobei die Breite des freien Teiles des Anpreßstückes größer ist als die Breite des Konturstückes und kleiner als der Durchmesser des Druckzylinders.

Der Druckzylinder ist an einem Gleitstück angeordnet, welches in einer Führung des unteren Schwenkarmes des Schwenkhebels angeordnet ist. Zwischen Gleitstück und hinterem Ende des unteren Schwenkarmes des Schwenkhebels ist eine Feder angeordnet.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 Plastiziereinheit mit Druckzylinder in abgefahrenem Zustand,

Fig. 2 Plastiziereinheit mit Druckzylinder bei aufgebrachter Düsenanpreßkraft,

Fig. 3 Darstellung der Halteelemente,

Fig. 4 Plastiziereinheit mit in einen Schwenkhebel angeordneten Druckzylinder in abgefahrenem Zustand,

Fig. 5 im Schwenkhebel angeordneter Druckzylinder bei Aufbringung der Düsenanpreßkraft,

Fig. 6 Vorderansicht des Anpreßstückes und des Konturstückes.

In Fig. 1 ist die Plastiziereinheit 1 mit Antrieb 15, der in diesem Ausführungsbeispiel als Druckzylinder 3 ausgebildet ist, im vom Werkzeug 6 abgefahrenem Zustand dargestellt. Das Werkzeug 6 ist entsprechend dem Stand der Technik in der Schließeinheit 9 der Spritzgießmaschine angeordnet. Die Plastiziereinheit 1 ist auf einem Untersatz 5 mit Gleitführungen 10 von der Ausgangsstellung zum Plastizieren bis zum Werkzeug 6 verschiebbar gelagert. Die Verschiebung wird durch einen Fahrantrieb 2 realisiert. Da der Fahrantrieb 2 nur die Kraft aufbringen muß, die ausreicht, um die Masse der Plastiziereinheit 1 gegen die Reibkraft zu verschieben, kann er relativ klein dimensioniert werden.

Der Fahrantrieb 2 kann alle Ausführungsformen aufweisen, die man dem bekannten Stand der Technik entnehmen kann. Im Ausführungsbeispiel ist der Fahrantrieb 2 nach dem Prinzip elektromotorisch angetriebenes Ritzel 13 - Zahnstange 14 ausgebildet. Der Antrieb 15 mit großer Kraft zur Erzeugung der Düsenanpreßkraft ist als Druckzylinder 3 ausgebildet. Es sind aber auch alle aus dem Stand der Technik bekannten Antriebe, die große Kräfte erzeugen können, einsetzbar, wenn sie so angeordnet sind, daß sie auf die Plastiziereinheit 1 wirken und dabei deren Verfahrbewegung nicht hinderlich sind. Innerhalb des Untersatzes 5 und in der Höhe unterhalb der Plastiziereinheit 1 liegend ist der Druckzylinder 3 mit eingefahrener Kolbenstange 4 angeordnet. Der Druckzylinder 3 ist dabei spitzwinklig zur Längsachse der Plastiziereinheit 1 mit der Kolbenstange 4 in Richtung Werkzeug 6 und mit der Kolbenfläche 7 in Richtung zum Plastizierantrieb 12 weisend gelagert. An der Plastiziereinheit 1 ist ein Druckstück 8 so angeordnet, daß bei am Werkzeug 6 anliegender Plastiziereinheit 1 die nicht vollständig ausgefahrene Kolbenstange 4 des Druckzylinders 3 am Druckstück 8 zur Anlage kommt.

In Fig. 2 ist die Plastiziereinheit 1 während des Einspritzens dargestellt. Zum Einspritzen ist die Plastiziereinheit 1 durch den Fahrantrieb 2 bis zur Anlage an das Werkzeug 6 auf den Gleitführungen 10 des Untersatzes 5 verfahren worden. Dabei hat die Plastiziereinheit 1 den Druckzylinder 3 mit eingefahrener Kolbenstange 4 überfahren. Die Vorschubbewegung der Plastiziereinheit 1 wird durch den Druckzylinder 3 mit eingefahrener Kolbenstange 4 nicht gestört, da er unterhalb der Höhe der Plastiziereinheit 1 innerhalb des Untersatzes 5 angeordnet ist.

Nachdem der Druckzylinder 3 überfahren wurde, wird die Kolbenfläche 7 durch die Hydraulik druckbeaufschlagt, und die Kolbenstange 4 legt sich an das Druckstück 8 der Plastiziereinheit 1 an. Ist die Plastiziereinheit 1 vollständig an das Werkzeug 6 angefahren, wird zur Erzeugung der Düsenanpreßkraft die Kolbenfläche 7 weiter druckbeaufschlagt. Ist der Einspritzvorgang beendet, wird die Kolbenfläche 4 durch Beaufschlagung der Kolbenstangenfläche des Druckzylinders 3 eingefahren. Nun kann der Fahrantrieb 2 die Plastiziereinheit 1 in die Ausgangslage zum Plastizieren zurückfahren.

In Fig. 3 sind die Halteelemente 11 dargestellt, die am Untersatz 5 in Höhe des Druckstückes 8 angeordnet sind, wenn die Plastiziereinheit 1 am Werkzeug 6 angepreßt ist. Die Halteelemente 12 nehmen die vertikal wirkende Kraftkomponente auf, die durch den spitzwinklig zur Längsachse der Plastiziereinheit 1 angeordneten Druckzylinder 3 bei Druckbeaufschlagung auftritt.

In Fig. 4 ist die Plastiziereinheit 1 mit auf einem Schwenkhebel 16 angeordneten kurzhubigen Druckzylinder 3 im vom Werkzeug 6 abgefahrenen Zustand dargestellt. Die Plastiziereinheit 1 ist auf einem Untersatz 5 auf Gleitführungen 10 von der Ausgangsstellung im vom Werkzeug 6 abgefahrenen Zustand während des Plastizierens bis zum Werkzeug 6 verschiebbar gelagert. Diese Verschiebung wird durch den Fahrantrieb 2 realisiert.

Der Untersatz 5 ist über ein Verbindungsstück 27 mit der Schließeinheit 9 verbunden. Im Untersatz 5 ist der wippenartige Schwenkhebel 16 in einem Drehpunkt 28 gelagert. Das Ende des unteren Schwenkarmes 22 des Schwenkhebels 16 liegt dabei auf einem Anschlag 23 auf, der ein weiteres Abkippen des Schwenkhebels 16 verhindert. Der obere Schwenkarm 20 ragt über den Untersatz 5 hinaus. Er ragt soweit heraus, daß er beim Verschieben der Plastiziereinheit 1 von einer Anschlaglinie 21 eines Konturstückes 25 der Plastiziereinheit 1 in eine horizontale Position verschwenkt werden kann. Das Konturstück 25 der Plastiziereinheit 1 weist weiterhin eine Gleitfläche 24 zum Verschwenken und Halten des Schwenkhebels 16 in einer horizontalen Position und ein Druckstück 8 zur Anlage für die Kolbenstange 4 des Druckzylinders 3 auf.

Im unteren Schwenkarm 22 des Schwenkhebels 16 ist der kurzhubige Druckzylinder 3 an einem Gleitstück 18 angeordnet. Das Gleitstück 18 ist in einer Führung 19 des unteren Schwenkarmes 22 des Schwenkhebels 16 verschiebbar angeordnet. Diese Führung 19 kann z. B. als Schwalbenschwanzführung ausgebildet sein. Zwischen Gleitstück 18 und dem hinteren Ende des unteren Schwenkarmes 22 ist eine Feder 28 angeordnet. Die Feder 28 realisiert, daß der Druckzylinder 3 mit Gleitstück 18 in dem zum Drehpunkt 26 weisenden Ende der Führung 19 gedrückt ist und somit beim Verschwenken seinen kleinstmöglichen Radius beibehält und dadurch in eine Position vor das Anpreßstück 17 des Untersatzes 5 kommt. Der Druckzylinder 3 ist dabei so auf dem unteren Schwenkarm 22 angeordnet, daß seine Kolbenstange 4 in Richtung zur Schließeinheit 9 und Werkzeug 6 weist, während seine Kolbenfläche 7 in Richtung zur Seite des Plastizierantriebes 12 weist. Das im Untersatz 5 angeordnete Anpreßstück 17 ist gabelartig ausgebildet. Dabei ist die Breite des freien Teiles des Anpreßstückes 17 größer als die Breite des Konturstückes 25, so daß die Vorschubbewegung der Plastiziereinheit 1 mit dem Konturstück 25 zum Werkzeug 6 durch das Anpreßstück 17 nicht behindert wird. Das Konturstück 25 fährt bei der Vorschubbewegung durch den freien Teil des Anpreßstückes 17. Die Breite des freien Teiles des Anpreßstückes 17 ist kleiner als der Durchmesser des Druckzylinders 3. Somit wird gewährleistet, daß sich die kolbenseitige Rückseite des Druckzylinders 3 nach Verschwenkung in die horizontale Position bei angelegter Kolbenstange 4 an das Druckstück 8 des Konturstückes 25 der Plastiziereinheit 1 bei entsprechendem Druckaufbau durch die Hydraulik an das Anpreßstück 17 anlegt, d. h., der Druckzylinder 3 wird durch den Druckaufbau mit seinem Gleitstück 18 in der Führung 19 zum Anpreßstück 17 verschoben und drückt dabei die Feder 28 zusammen. Nach Anlage der kolbenseitigen Rückseite des Druckzylinders 3 an das Anpreßstück 17 kann die Düsenanpreßkraft durch weitere Beaufschlagung der Kolbenfläche 7 des Druckzylinders 3 erfolgen, und die Kolbenstange 4 überträgt die Düsenanpreßkraft über das Druckstück 8 des Konturstückes 25 der Plastiziereinheit 1 auf das Werkzeug 6. Die entgegengesetzt wirkende Kraftkomponente nimmt das Anpreßstück 17 auf. In Fig. 5 ist die Plastiziereinheit 1 während des Einspritzens dargestellt. Zum Einspritzen ist die Plastiziereinheit 1 durch den Fahrantrieb 2 bis zur Anlage an das Werkzeug 6 auf den Gleitführungen 10 des Untersatzes 5 verfahren worden. Während dieser Vorschubbewegung drückt die Anschlaglinie 21 des Konturstückes 25 den oberen Schwenkarm 20 des Schwenkhebels 16 in eine horizontale Position und verschwenkt somit den im unteren Schwenkarm 22 angeordneten Druckzylinder 3 in eine Position hinter das Druckstück 8 des Konturstückes 25 und vor das Anpreßstück 17 des Untersatzes 5. Der Schwenkhebel 16 mit dem Druckzylinder 3 wird durch die Masse der Plastiziereinheit 1, die über die Gleitfläche 24 des Konturstückes 25 auf den oberen Schwenkarm 20 des Schwenkhebels 16 übertragen wird, in dieser horizontalen Position gehalten. Durch Beaufschlagung des Druckzylinders 3 durch die Hydraulik der Maschine legt sich die Kolbenstange 4 an das Druckstück 8 des Konturstückes 25 an, und bei weiter wirkender Beaufschlagung wird die kolbenseitige Rückseite des Druckzylinders 3 gegen das Anpreßstück 17 des Untersatzes 5 gedrückt. Nun kann die Düsenanpreßkraft der Plastiziereinheit 1 auf das Werkzeug 6 durch weitere hydraulische Beaufschlagung der Kolbenfläche 7 des Druckzylinders 3 erfolgen.

Nach dem Einspritzen wird die Kolbenstangenfläche des Druckzylinders 3 beaufschlagt. Die Kolbenstange 4 fährt ein und löst sich vom Druckstück 8, und die Feder 28 drückt über das Gleitstück 18 den Druckzylinder 3 in der Führung 19 in Richtung zum Drehpunkt 26 bis zum Anschlag der Führung 19. Der Fahrantrieb 2 verschiebt nun die Plastiziereinheit 1 in die Ausgangsposition zum Plastizieren in die vom Werkzeug 6 abgefahrene Position. Dabei gibt die Gleitfläche 24 des Konturstückes 25 den oberen Schwenkarm 20 des Schwenkhebels 16 frei, und der Schwenkhebel 16 verschwenkt sich, bis der untere Schwenkarm 22 am Anschlag 23 zur Anlage kommt.

In Fig. 6 ist in Vorderansicht das Anpreßstück 17 und das Konturstück 25 dargestellt. Es ist dabei gut zu sehen, wie das Konturstück 25 durch den freien Teil des gabelförmigen Anpreßstücks 17 während der Vorschubbewegung der Plastiziereinheit 1 hindurchfahren kann. Weiterhin ist die Führung 19 im Schwenkhebel 16 für den auf dem Gleitstück 18 angeordneten Druckzylinder 3 dargestellt. Die Halteelemente 11 nehmen die vertikal wirkende Kraftkomponente auf, die während des Einspritzvorganges durch das entstehende Moment auftritt, weil die Kraftwirkung der Kolbenstange 4 nicht in der Längsachse der Plastiziereinheit 1 liegt.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Plastiziereinheit
2 Fahrantrieb
3 Druckzylinder
4 Kolbenstange
5 Untersatz
6 Werkzeug
7 Kolbenfläche
8 Druckstück
9 Schließeinheit
10 Gleitführung
11 Halteelemente
12 Plastizierantrieb
13 Ritzel
14 Zahnstange
15 Antrieb
16 Schwenkhebel
17 Anpreßdruck
18 Gleitstück
19 Führung
20 oberer Schenkarm
21 Anschlaglinie
22 unterer Schwenkarm
23 Anschlag
24 Gleitfläche
25 Konturstück
26 Drehpunkt
27 Verbindungsstück
28 Feder

Claims

1. Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine zur Kunststoffverarbeitung, bei der die Plastiziereinheit auf Gleitführungen eines Untersatzes zum Einspritzen des Kunststoffes in das Werkzeug in Richtung Schließeinheit verfahrbar ist und während des Einspritzens die Düsenanpreßkraft erzeugt wird (mit einem an sich bekannten Fahrantrieb (2) mit geringer Kraft und großem Hub für die Verfahrbewegung und einem separaten, an sich bekannten Antrieb (15) mit großer Kraft und kleinem Hub zur Erzeugung der Düsenanpreßkraft).

2. Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß

- der kurzhubige Kolbenzylinderantrieb (15) aus einem Druckzylinder (3) besteht, der im Untersatz (5) unterhalb und spitzwinklig zur Längsachse der Plastiziereinheit (1) angeordnet ist, dessen Kolbenstange (4) zum Werkzeug (6) gerichtet ist und dessen Kolbenfläche (7) in Richtung Plastizierantrieb (12) weist und
- an Unterseite der Plastiziereinheit (1) ein Druckstück (8) angeordnet ist, an das die Kolbenstange (4) des Kolbenzylinderantriebes (15) anfährt, wenn die Plastiziereinheit (1) am Werkzeug (6) anliegt.

3. Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß

- der Druckzylinder (3) des kurzhubigen Kolbenzylinderantriebes (15) im Untersatz (5) auf einem wippenartigen Schwenkhebel (16) angeordnet ist, der durch die Anfahrbewegung der Plastiziereinheit (1) an das Werkzeug (6) in eine Horizontallage schwenkbar ist,
- in der Horizontallage des Schwenkhebels (16) die Kolbenseite des Druckzylinders (3) an einem Anpreßstück (17) vom Untersatz (5) abstützbar ist und die Kolbenstange (4) am Druckstück (8) der Plastiziereinheit (1) anlegbar ist.

4. Spritzeinheit nach Anspruch 3, gekennzeichent dadurch, daß

- an der Plastiziereinheit (1) ein Konturstück (25) angeordnet ist, welches eine Anschlaglinie (21) zum Verschwenken des Schwenkhebels (16), eine Gleitfläche (24) zum Halten des Schwenkhebels (16) in einer horizontalen Position und das Druckstück (8) zur Anlage für die Kolbenstange (4) aufweist,
- im Untersatz (5) in einem Drehpunkt (26) der wippenartige Schwenkhebel (16) gelagert ist, dessen oberer Schwenkarm (20) bei vom Werkzeug (6) abgefahrener Plastiziereinheit (1) in der Höhe über der Anschlaglinie (21) des Konturstückes (25) liegend angeordnet ist,
- im unteren Schwenkarm (22) des Schwenkhebels (16) der kurzhubige Druckzylinder (3) angeordnet ist, dessen Kolbenstange (4) in Richtung zur Schließeinheit (9) weist und dessen Kolbenfläche (7) in Richtung des Plastizierantriebes (12) angeordnet ist,
- im Untersatz (5) das gabelartige Anpreßstück (17) für die Anlage der kolbenseitigen Rückseite des Druckzylinders (3) angeordnet ist, wobei die Breite des freien Teiles des Anpreßstückes (17) größer ist als die Breite des Konturstückes (26) und kleiner als der Durchmesser des Druckzylinders (3).

5. Spritzeinheit nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß der kurzhubige Druckzylinder (3) an einem Gleitstück (18) angeordnet ist, welches in einer Führung (19) des unteren Schwenkarmes (22) des Schwenkhebels (16) angeordnet ist und zwischen Gleitstück (18) und hinterem Ende des unteren Schwenkarmes (22) des Schwenkhebels (16) eine Feder (28) angeordnet ist.