DE4211221C1 - Kunstharz-Zuführvorrichtung für eine Preßformmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kunstharz-Zuführvorrichtung für eine Preßformmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 39 11 694 A1 ist eine Vorrichtung zur Zufuhr von Kunstharzmaterial zu einer Preßformmaschine bekannt. Diese Maschine besitzt einen Harzmaterial zuführenden Zuführzylinder, sowie einen Extrudierzylinder, in dem mittels eines Kolbens Harzmaterial in einen Zylinderkörper und von dort über ein Mundstück in Formhälften gepreßt wird. Im Endbereich des Zylinderkörpers befindet sich eine Absperreinrichtung, die den vom Extrudierzylinder hervorgerufenen Harzdruck aufnehmen kann und die dann geöffnet wird, wenn Harzmaterial aus dem Zylinderkörper über das Mundstück in die Formhälften gepreßt werden soll. Nach dem Extrudieren des Harzmaterials wird das Harzmaterial mittels einer Schneidvorrichtung, die sich an der Austrittsöffnung des Mundstücks befindet, abgetrennt. Jedoch trennt die Absperreinrichtung das im Zylinderkörper befindliche Harzmaterial zusätzlich, um den Druck vom Extrudierzylinder aufzunehmen und ein Austreten von Harzmaterial aus dem Mundstück zu verhindern. Beim nächsten Arbeitszyklus tritt nun erneut Harzmaterial aus dem Mundstück aus, allerdings in Gestalt von zwei getrennten Schichten, mit einer Schweißmarke dazwischen, da die im Harzmaterial verbliebene Trennkante eine Trennung des Harzmaterials bewirkt. Dadurch wird die Festigkeit des Produkts an den Stellen herabgesetzt, an denen sich diese Schweißmarke befindet und die Anzahl von fehlerhaften Produkten steigt. Ein Weglassen der Absperreinrichtung würde zwar die Schweißmarkenbildung im Harzmaterial verhindern, aber die Leckage von Harzmaterial durch Spalte, die zur Bewegung der Schneidmesser am Austritt des Mundstücks vorhanden sein müssen, ermöglichen, da das Schneidmesser an der Austrittsöffnung des Mundstücks dem Harzdruck nicht standhält.

Im Hinblick auf die oben erläuterten Probleme ist es Aufgabe der Erfindung, eine Leckage von Harzmaterial und einen fehlerhaften Schneidvorgang ohne eine Erhöhung der Plattendicke zu verhindern, so daß eine Harzmaterial-Zuführ­ vorrichtung geschaffen wird, die imstande ist, eine Vergrö­ ßerung der Schichtenbreite des Harzmaterials und/oder eine Erhöhung des Gegendrucks zu bewältigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Schneidmesser der Schneidvorrichtung, nachdem das Harzmaterial auf die Metallform überführt wurde, längs der frontseitigen Stirnfläche des Mundstücks verschoben, so daß durch dieses Schneidmesser das Harzmaterial geschnit­ ten wird. Nach diesem Schneidvorgang wird durch die Beschic­ kungsvorrichtung neues Harzmaterial in den Zuführzylinder eingebracht. In diesem Fall oder zu diesem Zeitpunkt preßt die Druckvorrichtung das Schneidmesser gegen das Mundstück, um dessen Öffnung fest zu verschließen.

Durch Anpressen des Schneidmessers mit Hilfe der Druckvor­ richtung wird das Auftreten von Schlitzen oder einer Lecka­ ge von Harzmaterial auch dann verhindert, wenn das Harzma­ terial mit einem höheren Gegendruck eingebracht wird. Fer­ ner wird ein auf der Leckage des Harzmaterials beruhender fehlerhafter Schneidvorgang unterbunden. Darüber hinaus wird die Möglichkeit geboten, die Vorrichtung größeren Schichten­ breiten ohne eine Erhöhung in der Plattendicke anzupassen, weil ein Biegen des Schneidmessers mit Sicherheit verhin­ dert wird.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung wie auch deren Merkmale und Vorteile werden in der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine Frontansicht einer Schneidvorrichtung der er­ findungsgemäßen Zuführvorrichtung;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Schneidvorrichtung von Fig. 2;

Fig. 4 eine Unteransicht der Schneidvorrichtung von Fig. 2 bzw. 3;

Fig. 5 schematisch einen Kreislauf für eine hydraulische Druckvorrichtung für die Schneid­ vorrichtung;

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer wei­ teren Zuführvorrichtung;

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Zu­ führvorrichtung nach dem Stand der Technik;

Fig. 8 einen Querschnitt einer Absperrvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Zum Stand der Technik zeigt Fig. 7 eine Vor­ richtung zur Zufuhr von Kunstharzmaterial zu einer Metall­ form einer Kunstharz-Preßformmaschine, wie einer SMC-Form­ presse oder einer ähnlichen Vorrichtung.

Die in Fig. 7 gezeigte Kunstharz-Preßformmaschine 1 weist eine untere, ortsfeste Formhälfte 2 aus Metall und eine obere Formhälfte 3 aus Metall, die in einer auf-/abwärtigen Richtung bewegbar ist, auf. Ferner besitzt diese Maschine eine Zuführvorrichtung 5 zur Zufuhr von Kunstharz 4, welche einen verschiebbaren Tisch 6, einen auf dem Tisch 6 horizon­ tal angeordneten Zuführzylinder 7, einen das Harzmaterial 4, das im Zylinder 7 vorhanden ist, extrudierenden Kolben 8, ein Mundstück 9 mit einer Öffnung 9A zur Ausformung des durch den Kolben 8 aus dem Zuführzylinder 7 extrudier­ ten Harzmaterials zu einer vorbestimmten Ausgestaltung und eine Beschickungsvorrichtung 11, welche das Harzmaterial 4, das in einer Kartusche 10 enthalten ist, in den Zuführ­ zylinder 7 überführt, umfaßt.

Der Kolben 8 ist über eine Kolbenstange 12 mit einem Extru­ derzylinder 13 verbunden und in dem Zuführzylinder durch ein Aus-/Einfahren des Extruderzylinders 13 verschiebbar. Das Mundstück 9 ist mittels eines Zylinderkörpers 14 mit dem vorderen Ende des Zuführzylinders 7 verbunden, wobei zwischen dem Zylinderkörper 14 und dem Mundstück 9 eine Absperreinrichtung 16 vorhanden ist, um einen in dem Zylin­ derkörper 14 ausgebildeten Harzkanal 15 zu öffnen oder zu schließen. Wie die Fig. 8 zeigt, umfaßt die Absperreinrich­ tung 16 eine Absperrplatte 19 mit einem Loch 18 und einen Absperrzylinder 20, der die Absperrplatte 19 in Querrichtung hin- und herbewegt. Vorne vor dem Mundstück 9 ist eine Schneidvorrichtung 22 mit einem Schneidmesser 21 angeordnet, um das Kunstharzmaterial 4 ab- oder durchzuschneiden.

Die Beschickungsvorrichtung 11 umfaßt einen auf dem Zuführ­ zylinder 7 angebrachten Beschickungstrichter 23, ein Gehäu­ se 24, das die Kartusche 10 so hält, daß diese in den Trich­ ter 23 ein- und aus diesem auszubringen ist, sowie einen Beschickungskolben 25, der das Harzmaterial 4, das sich in der Kartusche 10 auf dem Trichter befindet, in den Zu­ führzylinder 7 überführt. Der Beschickungskolben 25 wird durch einen Beschickungszylinder 26 auf- und abbewegt. Zwi­ schen dem Zuführzylinder 7 und dem Beschickungstrichter 23 befindet sich eine Trennvorrichtung 27, durch die der Verbindungskanal zwischen dem Zylinder 7 und dem Trichter 23 geschlossen werden kann. Diese Trennvorrichtung 27 ist im wesentlichen gleich der Absperreinrichtung 16 ausge­ bildet.

Wenn das Harzmaterial 4 zur unteren Formhälfte 12 überführt werden soll, wird dieses Material 4 aus der Kartusche 10 durch den Kolben 25 ausgepreßt, so daß es in den Zuführzylin­ der 7 gelangt. Hierbei ist die Trennvorrichtung 27 geöffnet, während die Absperreinrichtung 16 geschlossen ist. Anschlie­ ßend wird die Trennvorrichtung 27 geschlossen und die Ab­ sperreinrichtung 16 geöffnet, so daß durch den Kolben 8 das Harzmaterial 4 aus dem Zuführzylinder 7 durch das Mund­ stück 9 auf die untere Formhälfte 2 aus Metall extrudiert wird.

Bei einer derartigen Zuführvorrichtung nach dem Stand der Technik ergab sich das folgende praktische Problem aufgrund der Anordnung der Absperreinrichtung 16 in einem zwischenlie­ genden Bereich des Harzkanals 15. Nachdem das Harzmaterial 4 auf die untere Formhälfte 2 extrudiert wurde, wird dieses Material 4 durch die Schneidvorrichtung 22 geschnitten. Andererseits verschiebt die Absperreinrichtung 16 die Ab­ sperrplatte 19, um das im Harzkanal 15 verbleibende Harzma­ terial 4 durchzutrennen. Wenn im nächsten Zyklus unter Auf­ rechterhaltung seines Zustandes das Harzmaterial 4 auf die untere Formhälfte 2 extrudiert wird, tritt erneut extrudier­ tes Harzmaterial 4 in Gestalt von zwei getrennten Schichten aus, da die im Harzmaterial 4 verbliebene Schneidkante eine Trennung oder Teilung des Harzmaterials während seines Ex­ trudierens bewirkt.

Wenn derartiges Harzmaterial in der Preßformmaschine 1 ver­ arbeitet wird, so ist davon auszugehen, daß eine Schweißmar­ kierung in erhöhtem Maß auftritt. Deshalb wird die Festig­ keit des Formprodukts an den Stellen, an welchen die Mar­ kierungen hervorgerufen werden, geschwächt, wodurch die Anzahl von fehlerhaften Produkten vermehrt wird.

Wird die Absperreinrichtung 16 gänzlich weggelassen, so wird das Harzmaterial 4 im Harzkanal 15 nicht mehr durchge­ schnitten, so daß es möglich ist, das Auftreten von Schweiß­ markierungen zu unterdrücken und Produkte guter Qualität zu erhalten.

Falls die Absperreinrichtung 16 nicht in den Harzkanal 15 eingebaut wird, so wird dadurch jedoch ein neues Problem hervorgerufen. Weil die Absperreinrichtung 16 derart kon­ struiert ist, daß sie einen Harzdruck aufnimmt, wenn das Harzmaterial durch den Beschickungszylinder 26 ausgepreßt wird, wirkt der Harzdruck unmittelbar auf das ebenflächig gestaltete Schneidmesser 21 der Schneidvorrichtung 22, weil nun keine Absperreinrichtung mehr im Harzkanal 15 vorhanden ist. Wenn das Harzmaterial in den Zuführzylinder 7 einge­ bracht wird, so hat sich gezeigt, daß durch Aufbringen eines Widerstandes auf den Extruderzylinder 13 und Bewirken eines Gegendrucks auf den Kolben 8 Luft oder Gase, die innerhalb des Harzkanals 15 verbleiben, gut gespült werden können, um die Herstellung von qualitativ guten Produkten zu er­ möglichen. Aus diesem Grund wird der Gegendruck so hoch wie möglich festgesetzt, wodurch der Harzdruck im Zuführzy­ linder 7 in Übereinstimmung mit diesem Anstieg im Gegendruck höher wird. Dabei ist es nicht zu vermeiden, daß das Schneid­ messer 21 durch den erhöhten Harzdruck nach vorne gedrückt wird.

Da andererseits das Schneidmesser 21 vor dem Mundstück in einer Auf-/Abwärtsrichtung verschoben werden muß, werden normalerweise beidseits Führungen 30 (s. Fig. 4) angebracht. In diesem Fall müssen zwangsläufig zwischen diesen Führungen 30 und dem Schneidmesser 21 gewisse Spalte vorhanden sein.

Wenn der Harzdruck aufgebracht wird, so wird folglich zwi­ schen dem Schneidmesser 21 und einer vor dem Mundstück 9 angebrachten Lagerplatte 29 ein Schlitz hervorgerufen, durch welchen das Harzmaterial 4 in unerwünschter oder unerwarte­ ter Weise durchtreten kann. Wenn darüber hinaus im Harzma­ terial 4 vorhandene Glasfasern in diesen Schlitz eintreten und darin haften, so wird der Schneidvorgang am Harzmaterial schlechter, weshalb es notwendig ist, die Maschine still­ zusetzen, um die Glasfasern zu entfernen und das Schneid­ messer 21 zu reinigen.

Als eine Gegenmaßnahme für dieses Problem kann man in Be­ tracht ziehen, den Schlitz zu verkleinern oder die Platten­ dicke zu vergrößern, um ein Biegen des Schneidmessers 21 zu verhindern, jedoch ist diese Wirkung sehr eingeschränkt.

Ferner hat sich gezeigt, daß die Schichtenbreite des aus der Öffnung 9A des Mundstücks 9 austretenden Harzmaterials 4 für einen guten Formvorgang bevorzugterweise breiter ge­ macht wird, weshalb gegenwärtig die Breite des geformten Harzmaterials 4 von 200 mm auf 400 mm vergrößert wird, wo­ bei beabsichtigt ist, auf Breiten von 600 mm bis 800 mm überzugehen.

In Übereinstimmung mit einer solchen Breitenzunahme des geformten Harzmaterials 4 wird folglich auch die ebene, plattenförmige Gestalt des Schneidmessers 21 erhöht, ohne jedoch dessen Festigkeit zu steigern. Durch eine derartige Modifizierung des Schneidmessers 21 wird mit großer Wahr­ scheinlichkeit ein stärkeres Biegen und damit ein Vergrößern des Schlitzes hervorgerufen, weshalb klar vorauszusehen ist, daß als Ergebnis dessen der Durchtritt oder die Lecka­ ge von Harzmaterial 4 stark erhöht wird.

Zu Fig. 7 gleiche oder gleichartige Bauteile werden in der folgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei nähere Erläu­ terungen entfallen können.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist zwischen dem Zylinder­ körper 14 des Zuführzylinders 7 und dem Mundstück 9 keiner­ lei Einrichtung vorhanden, die der Einrichtung 16 im Stand der Technik (vgl. Fig. 7) gleichzusetzen ist. Vielmehr dient das Schneidmesser 21 der Schneidvorrichtung 22 dazu, den Harzkanal 15 an der Frontseite des Mundstücks 9 nach dem Schneidvorgang zu verschließen. Die Lagerplatte 29 ist vorne vor dem Mundstück 9 angebracht, wie in Fig. 2-4 gezeigt ist, und das Schneidmesser 21 ist vor der Lagerplat­ te 29 so angeordnet, daß es in auf-/abwärtiger Richtung verschiebbar ist, wobei es von einer rechten und einer lin­ ken Führung 30 gelagert und geführt wird.

Zwischen dem Schneidmesser 21 und den Führungen 30 sind Zwischenräume ausgebildet, die erforderlich sind, um das Schneidmesser 21 in der auf-/abwärtigen Richtung bewegen zu können. Das Schneidmesser 21 ist über einen Messer­ halteblock 31 mit einer Kolbenstange 33 des Messerzylinders 32 verbunden, so daß das Messer 21 durch ein Aus- und Ein­ fahren des Messerzylinders 32 ab- und aufbewegbar ist. Der Messerzylinder 32 ist an einem oberen Teil der Lagerplatte 29 befestigt. Zwischen der rechten und linken Führung 30 erstreckt sich ein Träger 35 mit Versteifungsstegen 34. Am linken und rechten Ende des Trägers 35 ist eine Druck­ vorrichtung 36 angeordnet, um das Schneidmesser 21, wenn es in seiner unteren Position ist, gegen die Lagerplatte 29 zu pressen. Die Druckvorrichtung 36 besteht aus einem Preßzylinder 37 und einer Kolbenstan­ ge 38, die gegen den Messerhalteblock 31 zum Anstoßen ge­ bracht werden kann.

Der Messerzylinder 32 und der Preßzylinder 37 sind mit einem Umschaltventil 39 verbunden, wie in Fig. 5 gezeigt ist, wobei zwischen der Unterseite des Preßzylinders 37 und dem Umschaltventil 39 ein druckgeregeltes Ventil 40 vorgesehen ist.

Wenn bei der beschriebenen Vorrichtung das Harzmaterial 4 im Zuführzylinder 7 auf die untere Formhälfte 2 aufge­ bracht wird, befindet sich das Schneidmesser 21 in seiner oberen Position, so daß das Harzmaterial 4 durch das Mund­ stück 9 in einer Schichten- oder Lagengestalt geformt wird. Dann wird der Messerzylinder 32 ausgefahren, um das Schneid­ messer 21 nach unten zum Schneiden des Harzmaterials 4 zu verschieben. Während dieser Abwärtsbewegung des Schneidmes­ sers 21 arbeitet das druckgeregelte Ventil nicht, weil der Hydraulikdruck im Hydraulikkreis niedrig ist. Deshalb fließt kein Drucköl in den Preßzylinder 37.

Wenn jedoch das Schneidmesser 21 weiter abgesenkt wird, um in eine Position zu gelangen, in welcher es die Öffnung 9A des Mundstücks 9 verschließt, wie in Fig. 3 strichpunk­ tiert dargestellt ist, dann erreicht der Messerzylinder 32 seinen maximalen Hub, wodurch der Hydraulikdruck im Hy­ draulikkreis erhöht wird, um das druckgeregelte Ventil 40 zu betätigen, so daß Drucköl dem Preßzylinder 37 zugeführt wird. Hierdurch wird der Preßzylinder 37 ausgefahren, wobei dessen Kolbenstange 38 das Schneidmesser 21 über den Messer­ halteblock 31 zur Lagerplatte 29 hin preßt. Wenn das Harz­ material 4 von der Beschickungsvorrichtung 11 dem Zuführ­ zylinder 7 nun zugeführt wird, so ist es folglich möglich, das Auftreten von Schlitzen oder Spalten zwischen dem Schneidmesser 21 und der Lagerplatte 29 auch dann zu verhin­ dern, wenn unter dem Widerstand des Extruderzylinders 13 ein hoher Gegendruck aufgebaut wird, so daß mit Sicherheit eine Leckage von Harzmaterial im Bereich der Mundstücköff­ nung oder des Schneidmessers unterbunden wird.

Auch in dem Fall, daß das Schneidmesser 21 eine große, ebene Plattengestalt hat, ist es möglich, ohne eine Vergrößerung der Plattendicke des Messers zu verhindern, daß sich das Messer 21 durchbiegt.

Wenn das Schneidmesser 21 angehoben wird, so wird das Um­ schaltventil 39 in die in Fig. 5 gezeigte linke Stellung umgeschaltet, so daß der Messerzylinder eingefahren und damit das Schneidmesser 21 angehoben wird. Durch das Um­ schalten des Ventils 39 wird gleichzeitig der Preßzylinder 37 eingefahren, so daß der Preßdruck am Schneidmesser 21 aufgehoben wird.

Erfindungsgemäß ist es somit möglich, ein Austreten oder Lecken von Harzmaterial 4 zu verhindern, wenn das Schneid­ messer 21 abgesenkt wird, so daß der Schneidvorgang mit Sicherheit ausgeführt werden kann.

Wenngleich vorstehend für die Druckvorrichtungen 36 eine Ausführung mit einem Preßzylinder beschrieben wurde, so kann auch ein Mechanismus mit einer motorgetriebenen Schraubspindel zur Anwendung kommen, und ferner kann es vorzuziehen sein, das Schneidmesser 21 oder den Messerhal­ teblock 31 durch einen Nockenmechanismus einem Preßdruck auszusetzen.

Wie die Fig. 6 zeigt, kann die Beschickungsvorrichtung 11 derart ausgebildet sein, daß parallel zum Zuführzylinder 7 ein mit diesem durch einen Krümmer 41 verbundener Zylinder 42 vorgesehen wird, so daß das Harzmaterial 4 aus dem Zy­ linder 42 durch den Kolben 25 überführt werden kann. Die Arbeitsweise entspricht derjenigen, die zur vorherigen Ausführungsform beschrieben wurde.

Claims (8)

1. Kunstharz-Zuführvorrichtung für eine Preßformmaschine, die umfaßt:

• - eine Beschickungsvorrichtung (11) für Kunststoffmaterial,
• - einen von der Beschickungsvorrichtung (11) zu einer Metallform (2) führenden Zuführzylinder (7) mit einem darin angeordneten hin- und herbewegbaren Kolben (8),
• - ein Mundstück (9) mit einer Öffnung (9A) am abgabeseitigen Ende des Zuführzylinders (7) und
• - eine Schneidvorrichtung (22) mit einem längs einer frontseitigen Stirnfläche des Mundstücks (9) über dessen Öffnung (9A) hin- und herverschiebbaren Schneidmesser (21), dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, an welcher das Schneidmesser (21) die Öffnung (9A) des Mundstücks verschließt, eine das Schneidmesser (21) gegen das Mundstück (9) pressende Druckvorrichtung (36) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidmesser (21) auf- und abverschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidmesser (21) mit dem Kolben eines Messerzylinders (32) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsvorrichtung (11) mit dem Zuführzylinder (7) über einen Krümmer (41) verbunden ist und einen parallel zum Zuführzylinder (7) angeordneten Zylinder (42) umfaßt, in welchem ein Beschickungskolben (25) verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtung (36) von einem Mechanismus mit einer motorgetriebenen Schraubspindel gebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtung (36) von einem Nockenmechanismus gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvorrichtung (36) vor einem Preßzylinder (37) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerzylinder (32) und der Preßzylinder (37) mit einem Umschaltventil (39) verbunden sind und daß zwischen die Unterseite des Preßzylinders (37) und das Umschaltventil (39) ein druckgeregeltes Ventil (40) eingebaut ist.