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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung
zum Spritzgießen
von thermoplastischen Materialien. Genauer gesagt, bezieht sich
die vorliegende Erfindung auf eine verbesserte Vorrichtung zum Spritzgießen mit
eine verbesserten Spannvorrichtung mit vollständig zugänglichen Druckformen. Noch
genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine
verbesserte Vorrichtung zum Spritzgießen, die eine Spritzgieß- oder
Plastifizierungseinheit in Kombination mit einer neuen abnehmbaren
Spanneinheit aufweist, um eine einfach austauschbare Spanneinheit
mit leichtem Zugang zu beiden Hälften
der Spritzgussform vorzusehen.
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2. Diskussion
des Standes der Technik
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Das
Spritzgießen
war lange ein bevorzugtes Formverfahren, bei dem hohe Produktionsraten,
ein vollständig
automatischer Ablauf und verringerte Materialkosten in Betracht
zu ziehen sind. Weiterhin können
ein weiter Bereich und eine Kombination von Farben geformt werden.
Materialien, die gewöhnlich durch
das Spritzgussverfahren geformt werden, enthalten Celluloseacetate,
Celluloseacetat-Butyrate, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Acryl- und
Vinylchlorid.
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Die
gegenwärtig
bekannte Spritzgussmaschine besteht aus zwei Grundkomponenten. Der Einspritz-
oder Plastifizierungseinheit und der Spanneinheit. Die Einspritzeinheit
ist dort, wo das Rohmaterial, gewöhnlich in Pelletform, in einen
solchen Zustand umgewandelt, geschmolzen oder plastifiziert wird,
dass es in die Form eingespritzt werden kann. Eine hin- und hergehende Schraube
wird verwendet, um das Material zu der Vorderseite der Schraube
zu befördern.
Wenn sich das Material vor der Schraube gesammelt hat, zwingt hydraulischer
Druck den Einguss in Vorwärtsrichtung,
wodurch der Kunststoff in die Form eingespritzt wird.
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Die
Klemmeinheit ist der Mechanismus, auf dem die Druckformen befestigt
sind, und sie übt
die Kraft auf die Form während
des Einspritzzyklus aus, um zu verhindern, dass die Formen auseinander
gedrückt
werden. Die Drücke
beim Spritzgießen
können
30000 Pfund pro Quadratzoll (20692,54 N/cm2) überschreiten,
so dass die Spanneinheit in der Lage sein muss, einen hohen Druck
aufrecht zu erhalten, um die Form während des Einspritzens geschlossen zu
halten.
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Spritzgussmaschinen
sind im Stand der Technik gut bekannt. Allgemein verwendete Spritzgussmaschinen
sind solche, die von Hettinga Equipment, Inc., Des Moines, Iowa,
50332, Cincinnati Milicron, Batavia, Ohio 45103, Husky Injection
Molding Systems, Inc., Bolton Ontario, Canada L7E, 555, und Toshiba
Machine Company of America, Elk Grove Village, Illionis 60007, erhältlich sind.
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Auch
zeigt die JP 06-155,476 eine feste Formplatte, die an einem Ende
einer Basisstufe befestigt ist, und ein paar von Formklemm-Hydraulikzylindern
und ein Kolben sind an dem oberen Teil der fixierten Formplatte
vorgesehen. Eine Kolbenstange ist an dem Kolben ausgebildet und
ein mit einer Nut versehener Hals ist an der Spitze der Stange vorgesehen.
Andererseits ist an dem anderen Ende der Basisstufe eine drehbare
Formenplatte befestigt, die mit der Mitte um eine Achse drehbar
ist. Ein Loch zum Einführen
der Kolbenstange ist in der drehbaren Formenplatte ausgebildet.
Nachdem die Stange in die drehbare Formenplatte eingeführt ist,
wird der genutete Hals der Stange durch ein Mutterschloss fixiert und
die hydraulischen Zylinder werden betätigt, wodurch die Formenverspannung
durchgeführt
wird.
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Die
JP 05-237,875 zeigt eine Spannvorrichtung vom Separattyp, die durch
Verbinder mit einer Einspritzvorrichtung verbunden ist. Ein Nutenblock ist
auf einer Basis 6 der vertikalen Spannvorrichtung vorgesehen. Ein
Stiftblock ist so auf einer Basis der Einspritzvorrichtung vorgesehen,
dass er positionsmäßig dem
Nutenblock entspricht. Eine sich in vertikale Richtung erstreckende
Positionierungsnut ist senkrecht mit einer genauen Nutenbreite in
dem Nutenblock vorgesehen. Ein Positionierungsstift mit derselben
Brei te wie der Nutenbreite steht von dem Stiftblock ab. Wenn beide
Vorrichtungen miteinander verbunden werden, wird der Positionierungsstift
für eine ordnungsgemäße Ausrichtung
in die Positionierungsnut eingepasst und beide Vorrichtungen sind
mit den Verbindern miteinander verbunden. Daher kann die Spannvorrichtung
vom Separattyp auf einfache Weise mit der Einspritzvorrichtung ausgerichtet
und mit dieser verbunden werden.
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Die
WO 98/05487 zeigt eine Formvorrichtung zum Einkapseln einer Glasscheibe
enthaltend eine stationäre
Formbasis, einen bewegbaren seitlichen Formkern und einem bewegbaren
oberen Formkern, der in eine zugewandte Beziehung mit der stationären Formbasis
und aus dieser heraus drehbar ist. Der seitliche und der obere Formkern
sind durch Fluidzylinder über
Kniehebemechanismen drehbar. Wenn der seitliche und obere bewegbare Kern
in der geschlossenen Position sind, arbeiten diese Kerne mit der
stationären
Formbasis zusammen, um einen Formhohlraum zu bilden. Die Glasscheiben
sind durch Vakuumköpfe
an der stationären Formbasis
gesichert. Anschläge
dienen zur Positionierung der Glasscheiben auf der stationären Formbasis.
Die Vorrichtung ist verwendbar für
ein Verfahren zum Einkapseln einer Glasscheibe.
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Jedoch
haben Spritzgussmaschinen trotz ihrer Beliebtheit bestimmte Nachteile
wegen ihrer großen
Abmessungen und der hohen Drücke,
die beim Spritzgießen
angewendet werden. Dies hat zu ziemlich großen kostenaufwendigen Einheiten
geführt,
bei denen die Druckformen schwer zugänglich sind. Obgleich das Spritzgießen für bestimmte
Anwendungen bevorzugt werden kann, begrenzt der Umstand, dass die
Druckformen nicht leicht zugänglich
oder Austauschbar sind, derartige Anwendun gen.
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Auch
weil Spritzgussmaschinen ziemlich groß und nicht leicht bewegbar
sind, befinden sie sich gewöhnlich
in einigem Abstand von dem Endverbraucher der Spritzguss geformten
Teile entfernt. Sie sind nicht leicht nahe dem Endverbraucher oder
beispielsweise einer Produktionslinie anzuordnen.
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Da
die Spritzgießvorrichtung
eine bewegbare Platte und eine stationäre Platte enthält, sind
die Formteile in einer gegenüberliegenden
Beziehung in engen Abstand voneinander, und jede derartige Spritzgussmaschine
kann nicht leicht für
etwas anderes als die Herstellung eines ganzen thermoplastischen
Teils verwendet werden. Beispielsweise können sie nicht einfach zum
formen beispielsweise eines Polyvinylchlorid-Teils auf eine Materialscheibe verwendet
werden, da die Materialscheibe nicht leicht in den Formhohlraum
eingeführt
werden kann.
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Somit
hat der Fachmann nach einem Weg gesucht, eine Spritzgießeinheit
zu schaffen, die leichter ist, eine geringere Größe hat, vollständigen Zugang
zu den Druckformen bietet, auf ein anderes Teil "formen" kann, an oder nahe dem Bedarfspunkt
verwendet werden kann und leicht änderbare oder austauschbare
Spanneinheiten hat, um ein schnelles Auswechseln zwischen Teilen
mit minimaler Ausfallzeit der Einspritz- oder Plastifizierungseinheit
vorzusehen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorbeschriebenen Probleme werden gemäß der vorliegenden Erfindung
gelöst
durch Ersetzten der bekannten Spanneinheiten, die in den von den
vorgenann ten Herstellern erhältlichen
Spritzgießeinheiten
verfügbar
sind, durch eine horizontale Buchpresse, um eine neue Vorrichtung
und ein neues Verfahren vorzusehen, die bisher im Stand der Technik
nicht gefunden werden.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist eine horizontale Buchpresse mit einer Plastifizierungs- oder Einspritz-Formeinheit
verbunden.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung hat die horizontale Buchpresse eine sich bewegende
oder bewegbare Formplatte, die einen Basisbereich einer Form oder
von Formen halten oder tragen kann oder dieser an ihr befestigt
ist. Eine zweite oder Türplatte
kann einen Kern oder einen Hohlraumbereich einer Form oder von Formen
halten oder tragen, oder dieser an ihr befestigt sein. Die zweite
oder Türplatte
ist schwenkbar befestigt, um wie ein Deckel eines Buches mit Bezug
auf die bewegbare Formplatte in eine offene oder geschlossene Stellung
zu schwingen.
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Bei
noch einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird die bewegbare Formplatte in bekannter Weise hin-
und herbewegt.
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Bei
noch einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird die bewegbare Formplatte durch ein Zahnstangengetriebe
hin- und herbewegt oder bewegt.
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Bei
noch einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird die bewegbare Formplatte durch eine Kugelumlaufspindelanordnung
hin- und herbewegt oder bewegt.
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Bei
noch einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist eine Spritzgießvorrichtung der vorhergehenden
Art vorgesehen, bei der die horizontale Buchpresse ein geringes
Gewicht hat und leicht von Ort zu Ort bewegbar ist, falls erforderlich.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist eine Spritzgießvorrichtung der vorbeschriebenen
Art vorgesehen, bei der die gesamte horizontale Buchpresse durch
andere horizontalen Buchpressen austauschbar ist, falls erforderlich.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist eine freistehende Spritzgießvorrichtung der vorgenannten
Art vorgesehen.
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Somit
ist es eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, ein neues Formverfahren
und eine Vorrichtung zum Spritzgießen eines Teils vorzusehen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spritzgießvorrichtung
vorzusehen, die vollständig
zugängliche
Formteile hat.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine tragbare
freistehende Spritzgießvorrichtung
zu schaffen, die ein Teil an dem Ort herstellen kann wo es benötigt wird,
oder in ausreichender Nähe,
um erhebliche Kosten für
das Befördern
hergestellter Teile zu dem Ort zu sparen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spritzgießvorrichtung
zu schaffen, die durch Spritzgießen Kunststoffteile auf anderen
Teilen ausbilden kann, die in die vollständig zugängliche Form oder den Formbereich
oder Formbereiche eingeführt
werden können.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden augenscheinlich
anhand der folgenden Beschreibung und der angefügten Ansprüche, wobei Bezug genommen wird
auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der Unterlagen
bilden, wobei gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile in den verschiedenen
Ansichten bezeichnen.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische
Ansicht einer Konstruktion, die die vorliegende Erfindung verkörpert.
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2 ist eine teilweise weggeschnittene Draufsicht
auf die in 1 gezeigte
Konstruktion.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung in ihrer
Anwendung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und der Anordnung von
Teilen, die in den begleitenden Zeichnungen illustriert sind, beschränkt ist,
da die Erfindung zu anderen Ausführungsbeispielen
in der Lage ist und in verschiedener Weise innerhalb des Bereichs
der Ansprüche
praktiziert oder ausgeführt
werden kann. Auch ist darauf hinzuweisen, dass die hier verwendete
Ausdrucksweise und Terminologie nur dem Zweck der Beschreibung dient
und keine Einschränkung darstellt.
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Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Um
die vorgenannten Probleme von Spritzgießeinheiten nach dem Stand der
Technik zu lösen, haben
die Anmelder die Spanneinheiten in den im Stand der Technik verfügbaren Spritzgießeinheiten durch
horizontale Buchpressen ersetzt, die ebenfalls im Stand der Tech nik
bekannt sind.
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Wie
vorstehend festgestellt ist, waren frühere Spritzgießmaschinen
groß,
schwer und nicht einfach zu bewegen mit Ausnahme beispielsweise durch
Hubkräne
oder dergleichen. Die Spritzgießeinheit
dieser Spritzgießvorrichtung
wiegt in der Größenordnung
von 10000 bis 12000 Pfund. Eine typische Spanneinheit, die mit der
Spritzgießeinheit
verbunden werden kann, wiegt in der Größenordnung von 15000 bis 17000
Pfund. Somit können
jede Komponente dieser Spritzgießeinheit oder die miteinander
verbundenen Komponenten durch einen Standardgabelstapler bewegt
werden, der in Produktionsanlagen verwendet wird. Derartige Gabelstapler
haben typischerweise eine Hubkapazität von zumindest 13000 Pfund.
Horizontale Bucheinheiten sind erhältlich von Con-Tek Machine,
Inc., St. Paul, Minnesota 55110; Cannon USA, Mars, Pennsylvania
16046; und Hi-Tech Engineering Company, Grand Rapis, Michigan 49512.
Diese horizontalen Buchpressen können dauerhaft
mit der Einspritz- oder Plastifizierungseinheit in der Spritzgießvorrichtung
verbunden sein, oder sie können
separat sein und mit einer allein stehenden Spritzgießeinheit
verwendet werden.
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Bei
dem nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die horizontale
Buchpresse in einer festen Beziehung zu einer allein stehenden Spritzgießeinheit
befestigt. Beide Einheiten können
beispielsweise getrennt mit dem Fabrikboden verbunden sein oder
die Einheiten können
miteinander verbunden sein. In jedem Fall sollte die horizontale
Buchpresse trennbar so verbunden sein, dass die Buchpressen schnell
ausgetauscht werden können,
um ein schnelles Auswechseln der herzustellenden Teile mit minimaler
Ausfallzeit der allein stehenden Spritzgießeinheit erzielen. Zusätzlich oder alternativ
sollten die Spritzgießformen
schnell und leicht montierbar und von ihren Platten demontierbar sein.
Genauer gesagt, die Spritzgießeinheit
nach der vorliegenden Erfindung kann von einer Spanneinheit getrennt
und diese durch eine zweite Spanneinheit ersetzt werden in weniger
als 45 Minuten, oder, wenn ein derartiger Vorgang durch erfahrenes
Personal durchgeführt
wird, kann ein Auswechseln von Spanneinheiten in weniger als 30
Minuten durchgeführt werden.
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Weiterhin
können
die festen und komplementären
Formen von der festen Platte bzw. der Türplatte demontiert werden,
und eine feste und eine komplementäre Form, von denen eine oder
beide unterschiedlich gegenüber
den entfernten Formen sein kann/können, an ihrer Stelle auf der
festen und der Türplatte
in weniger als 30 Minuten montiert werden. Diese Zeit ist erheblich
kürzer
als die 60 Minuten, die für
einen Formenaustausch bei herkömmlichen
Pressen benötigt
werden.
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Es
wird nun auf 1 Bezug
genommen, in der eine verbesserte Spritzgießvorrichtung 20 gezeigt
ist, die die vorliegende Erfindung verkörpert. Die Spritzgießvorrichtung 20 hat
eine Einspritz- oder Plastifizierungseinheit 21 wie eine
allein stehende Spritzgießeinheit 22,
und eine Spanneinheit 23 wie die horizontale Buchpresse 24.
Die allein stehende Spritzgießeinheit 22 hat
einen Zuführtrichter 25 und eine
andere assoziierte Vorrichtung, die auf Schienen 26, die
an der Basis 27 der Spritzgießeinheit 22 befestigt
sind, hin- und herbewegt wird. Befestigt an dem Zuführtrichter
und der verbundenen Vorrichtung ist eine hin- und hergehende Trommel-
und Schraubenanordnung 30. Eine Einspritzdüse 23 ist
an der Trommel- und Schraubenanordnung 30 befestigt. Somit
weist die Einspritz- oder Plastifizierungeinheit 23 im
Wesentlichen den Zuführtrichter 25,
eine hin- und hergehende Trommel- und Schraubenanordnung 30 und
die Düse 31 auf.
Die Düse 31 verbindet die
Trommel mit der Eingussbuchse 32. Die Eingussbuchse 32 ist
an der festen Platte 33 angebracht und ist durch den Einguss 34 mit
dem Formenhohlraum C in der festen Form 35 in Fluidverbindung.
Die feste Form 35 ist an dem Rahmen 36 der allein
stehenden Spritzgießeinheit 22 befestigt.
Der Rahmen 36 kann fest auf dem Fabrikboden in einer festen
Beziehung zu der Basis 27 angebracht sein, oder er kann
durch geeignete Mittel mit der Basis 27 verbunden sein.
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Die
bewegbare oder Türplatte 40 ist
durch ein Scharnier 41 an dem Rahmen 36 der horizontalen Buchpresse 24 verbunden.
Das Scharnier 41 ist so positioniert, dass sich die Türplatte 40 in
Beziehung zu der festen Platte 30 wie der Deckel eines
Buchs bewegt, nämlich
sich mit Bezug auf den Rest des Buches öffnet und schließt. Das
erfordert, dass die Türplatte 40 um
180° oder
mehr geschwenkt werden kann, und vorzugsweise zumindest 90° mit Bezug auf
die feste Platte 33. Die bewegliche oder Türplatte 40 kann
manuell betätigt
werden oder sie kann durch jedes geeignete bekannte Mittel geöffnet oder
geschlossen werden. Wie bei der Spritzgießeinheit 22 sind die
mit der horizontalen Buchpresse 24 assoziierten Steuersysteme
im Stand der Technik bekannt und brauchen hier nicht im einzelnen
beschrieben zu werden.
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An
der Türplatte 40 befestigt
ist ein komplementär
geformter Formbereich 43. Die Türplatte 40 und somit
der komplementär
geformte Formbereich 43 werden in eine Position oberhalb
der an der festen Platte 33 befestigten festen Form 35 geschlossen. Bei
dem be vorzugten Ausführungsbeispiel
kann wegen der vollständig
zugänglichen
Natur des Formhohlraums C in der festen Form 35 eine Materialscheibe
S in den Formhohlraum C eingeführt
und durch Vakuumköpfe 45 in
ihrer Lage gehalten werden, bevor die Türplatte 40 in die
geschlossene Stellung geschwenkt wird. Die Scheibe S kann den Formhohlraum
C vollständig
oder teilweise ausfüllen.
Es ist auch darauf hinzuweisen, dass die Scheibe S nicht erforderlich
ist, und der Formhohlraum C kann derart sein, dass ein thermoplastisches
Teil gebildet wird, ohne dass dieses Teil auf einem anderen Gegenstand
wie der Scheibe S geformt wird.
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Im
Betrieb wird die Düse 31 von
der Eingussbuchse 32 zurückgezogen, und die Türplatte 40 und somit
der komplementär
geformte Formbereich 43 werden von dem festen Formbereich 35 weggeschwenkt.
Eine Glasscheibe S wie eine Glasscheibe wird in dem Formhohlraum
C angeordnet und durch den Vakuumkopf 45 in ihrer Lage
gehalten. Die Türplatte 40 wird
geschlossen, wodurch sie den Formbereich 43 in eine geschlossene
Beziehung mit der festen Form 35 bringt. Die Düse 31 wird
dann in die Eingussbuchse 32 vorwärts bewegt und verbindet die Düse 31 durch
den Einguss 34 mit dem Formhohlraum C. Das Spritzgießmaterial
wird dann in den Formhohlraum C eingespritzt, um ein Teil auf der Scheibe
S durch Spritzgießen
zu bilden. Die feste Form 35 kann während des Spritzgießvorgangs
in einer bekannten Weise erwärmt
und/oder gekühlt
werden. Die Düse 31 wird
zurückgezogen,
die Türplatte 40 wird
geöffnet
und die Scheibe S wird mit dem darauf durch Spritzgießen gebildeten
Teil entfernt.
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Gemäß den Vorschriften
des Patentgesetztes wurde die vorliegende Erfindung in Form ihres
bevorzugten Aus führungsbeispiels
beschrieben. Jedoch ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindungen
in anderer Weise als spezifisch illustriert und beschrieben praktiziert
werden, ohne dass ihr Bereich verlassen wird.