WO1993003907A1

WO1993003907A1 - Spritzgussvorrichtung

Info

Publication number: WO1993003907A1
Application number: PCT/EP1992/001868
Authority: WO
Inventors: Alfred Steinl
Original assignee: Landshuter Werkzeugbau Alfred Steinl Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1993-03-04
Also published as: AU2431692A; DE9110240U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spritzgußvorrichtung für Gummi, Kautschuk, Kunststoffe wie thermoplastische Elastomere oder ähnliche Werkstoffe. Sie hat eine Plastifiziereinheit (10) mit einem Extruderausgang (42) und eine Injektionseinheit (12) mit einem Spritzkolben (26), der in einem Spritzzylinder (24) verfahrbar ist, dessen Abgabeöffnung (34) mit einem Formwerkzeug (14) koppelbar ist. Die Plastifiziereinheit (10) ist fest mit dem Spritzkolben (26) verbunden, durch den hindurch ein in den Spritzzylinder (24) führender Füllkanal (44) verläuft, dessen vom Spritzzylinder (24) wegweisendes Ende mit dem Extruderausgang (42) verbunden ist.

Description

Spritzgußvorrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Spritzgußvorrichtung für Gummi, Kautschuk, Kunststoffe wie etwa thermoplastische Elastomere oder ähnliche Werkstoffe mit einer Plastifiziereinheit, die einen Extruderausgang hat, und mit einer Injektionseinheit, die einen Spritzkolben aufweist, der in einem Spritzzylinder verfahrbar ist, dessen Abgabeöffnung mit einem Formwerkzeug koppelbar ist.

Bei bekannten Vorrichtungen zum Spritzgießen (vgl. z.B. DE-OS 22 01 404) sind die Plastifiziereinheit und die Injektionseinheit in einem Spritzkopf fest miteinander verbunden. Da hierbei der Spritzzylinder durch die Plastifiziereinheit von der Abgabeöffnung her gefüllt wird, gelangt immer das zuletzt eingefüllte Material zuerst in das Formwerkzeug.

Darüber hinaus ist eine Vorrichtung bekannt, bei der innerhalb des Spritzkolbens der Injektionseinheit eine Extruderschnecke gelagert ist. Um die Extruderschnecke aufnehmen zu können, muß bei dieser Konstruktion der Spritzkolben einen großen Durchmesser haben, was sich sehr ungünstig auf die Dosiergenauigkeit beim Spritzen auswirkt. Hinzu kommt, daß die beiden ineinander angeordneten Einheiten nicht getrennt voneinander temperiert werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgußvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine voneinander unabhängige Temperierung der Plastifiziereinheit und der Injektionseinheit ermöglicht und bei der sichergestellt ist, daß beim Einspritzen immer das zuerst in den Spritzzylinder eingefüllte Material auch zuerst in das Formwerkzeug gelangt. Bei einer Spritzgußvorrichtung der eingangs umrissenen Bauart wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Plastifiziereinheit fest mit dem Spritzkolben verbunden ist, durch den hindurch ein in den Spritzzylinder führender Füllkanal verläuft, dessen vom Spritzzylinder wegweisendes Ende mit dem Extruderausgang verbunden ist.

Bei dieser Spritzgußvorrichtung ist die Plastifiziereinheit zusammen mit dem Spritzkolben höhenbeweglich, da beide fest miteinander verbunden sind. Die Füllung des Spritzzylinders erfolgt durch den Füllkanal des Spritzkolbens hindurch. Da die Plastifiziereinheit an den Spritzkolben angeschlossen ist und nicht innerhalb des Spritzkolbens liegt, kann dessen Durchmesser relativ klein sein und das Spritzvolumen eine entsprechend größere Hublänge haben, so daß sich Wegfehler des Spritzkolbens weniger auf das Dosiervolumen auswirken und Dosierfehler somit sehr klein sind. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß das Dosiervolumen beim Spritzen nicht durch das Kammervolumen des Spritzkolbens vorgegeben ist, sondern daß die Dosierung durch Messen des Innendruckes im Formnest (Kavität) der Plastifiziereinheit bestimmt werden kann. Wenn ein gewünschter Sollwert erreicht ist, wird der Spritzhub des Spritzkolbens beendet. Der im Füllkanal verbleibende Werkstoffrest wird beim nächsten Hub zuerst ausgespritzt ("first in - first out").

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in den Füllkanal des Spritzkolbens ein Rückschlagventil eingebaut.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß der Abgabeöffnung des Spritzzylinders ein Sperrschieber zugeordnet ist, welcher verhältnismäßig leicht ausgebildet sein kann, da er lediglich die niedrigen Fülldrücke aushalten muß, während die hohen Spritzdrücke vom Rückschlagventil innerhalb des Füllkanals aufgenommen werden. Ein Düsenverschluß, der beim Spritzen hohen Drücken ausgesetzt ist, kann somit entfallen.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Spritzgußvorrichtung gemäß der Erfindung und

Figuren 2 bis 7 verkleinerte Schnittdarstellungen der Spritzgußvorrichtung in einzelnen, nacheinander ablaufenden Phasen eines Einspritzzyklus.

Gemäß Figur 1 besteht die Spritzgußvorrichtung nach der Erfindung im wesentlichen aus einer waagrecht angeordneten Plastifiziereinheit 10 und einer rechtwinklig dazu verlaufenden, vertikalen Injektionseinheit 12. Unter der injektionseinheit 12 befindet sich ein Formwerkzeug 14.

Die Plastifiziereinheit 10 hat ein zylindrisches Gehäuse 16, in dem eine Extruderschnecke 18 gelagert ist, welche das über eine Füllöffnung 20 zugeführte Rohmaterial durch Erwärmen und Verdichten plastifiziert. In der Wand des Gehäuses 16 sind Hohlräume 52 vorgesehen, die ein Medium zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Temperatur aufnehmen.

Die Injektionseinheit 12, die über nicht weiter dargestellte Führungen in vertikaler Richtung verfahrbar ist, weist ebenfalls ein Gehäuse 22 auf, das in seinem unteren Bereich als Spritzzylinder 24 ausgebildet ist. Innerhalb des Spritzzylinders 24 ist das untere Ende eines Spritzkolbens 26 vertikal verschiebbar gelagert, dessen oberes Ende mit einem Druckkoiben 28 verbunden ist. Über diesen Druckkolben 28 wird der Spritzkolben 26 hydrau¬ lisch verfahren. Die Wand des Spritzzylinders 24 hat Hohlräume 54, die ähnlich wie die Hohlräume 52 der Plastifiziereinheit 10 zur Temperierung dienen; die Temperierung des Werkstoffs im Spritzzylinder 24 erfolgt unabhängig von der Temperierung im Bereich der Plastifiziereinheit 10.

Das untere Ende des Spritzzylinders 24 ist durch ein Mundstück 30 abgeschlossen, in welchem ein Spritzkanal 32 ausgebildet ist. Die Abgabeöffnung 34 des Spritzkanals 32 kann auf die Einspritzöffnung 36 des Formwerkzeugs 14 aufgesetzt werden, das in bekannter Weise aus zwei voneinander trennbaren Formteilen 38 besteht. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gehäuse 16 der Plastifiziereinheit 10 fest mit dem vertikal beweglichen Spritzkolben 26 verbunden ist. Damit die Plastifiziereinheit 10 die Höhenbewegungen des Spritzkolbens 26 mitmachen kann, ist in das Gehäuse 22 der Injektionseinheit 12 auf wenigstens einer Seite ein vertikales Langloch 40 eingearbeitet, durch das hindurch die Plastifiziereinheit 10 in das Gehäuse 22 der Injektionseinheit 12 eingreift.

Der Extruderausgang 42 der Plastifiziereinheit 10 mündet in das obere Ende eines Füllkanals 44, der axial durch den Spritzkolben 26 hindurch verläuft und damit eine Verbindung zu dem Spritzzylinder 26 herstellt. In den Füllkanal 44 ist ein Rückschlagventil 46 eingebaut.

Die Abgabeöffnung 34 des Spritzzylinders 24 kann durch einen horizontal verstellbaren Sperrschieber 48 geschlossen werden, dessen Oberseite eine verhältnismäßig weiche Aluminiumplatte aufweist, auf der sich im geschlossenen Zustand des Sperrschiebers 48 die Mündung der Abgabeöffnung 34 abstützt.

Die Figuren 2 bis 7 zeigen den Arbeitsablauf der Spritzgußvorrichtung gemäß der Erfindung. In der Stellung der Figur 2 ist der Spritzzylinder 24 mit Werkstoff gefüllt, wobei die gesamte injektionseinheit 12 von dem geschlossenen Formwerkzeug 14 nach oben abgehoben ist. Der Sperrschieber 48 befindet sich in der Öffnungsstellung.

In der anschließenden Phase (Figur 3) wird die Injektionseinheit 12 mit dem gefüllten Spritzzylinder 24 auf das Formwerkzeug 14 aufgesetzt. Hierbei sitzt die Abgabeöffnung 34 des Mundstücks 30 auf der Einspritzöffnung 36 des Formwerkzeugs 14.

In dieser Stellung kann nun, wie Figur 4 zeigt, der Werkstoff in das Formwerkzeug 14 eingespritzt werden. Zu diesem Zweck wird der Druckkolben 28 hydraulisch nach unten verfahren, so daß sich mit diesem der Spritzkolben 26 und die daran befestigte Plastifiziereinheit 10 nach unten bewegen. Dabei ist das Rückschlagventil 46 des Füllkanals 44 in die geschlossenen Stellung gedrückt. Der Werkstoff wird somit aus dem Spritzzylinder 24 in das Formnest des Formwerkzeugs 14 gedrückt.

Anschließend wird die Injektionseinheit 12 wieder vom Formwerkzeug 14 abgehoben (vgl. Figur 5), worauf der Sperrschieber 48 in seine Sperrstellung unter die Abgabeöffnung 34 des Spritzkanals 32 verfahren wird.

Wie Figur 6 zeigt, kann in dieser Stellung die Extruderschnecke 18 über den Füllkanal 44 den Spritzzylinder 24 wieder füllen, wobei sich der Spritzkolben 26 nach oben bewegt. Dabei bleibt das Rückschlagventil 46 geöffnet.

In der Stellung der Figur 7 ist der Spritzzylinder 24 wieder gefüllt und für einen erneuten Spritzvorgang bereit. Die beiden Formteile 38 des Formwerkzeugs 14 können nun geöffnet werden, so daß das fertige Werkstück 50 abgegeben werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Spritzgußvorrichtung für Gummi, Kautschuk, Kunststoffe wie thermoplastische Elastomere oder ähnliche Werkstoffe mit einer Plastifiziereinheit, die einen Extruderausgang hat, und mit einer Injektionseinheit, die einen Spritzkolben aufweist, der in einem Spritzzylinder verfahrbar ist, dessen Abgabeöffnung mit einem Formwerkzeug koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifiziereinheit (10) fest mit dem Spritzkolben (26) verbunden ist, durch den hindurch ein in den Spritzzylinder (24) führender Füllkanal (44) verläuft, dessen vom Spritzzylinder (24) wegweisendes Ende mit dem Extruderausgang (42) verbunden ist.

2. Spritzgußvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in den Füllkanal (44) des Spritzkolbens (26) ein Rückschlagventil (46) eingebaut ist.

3. Spritzgußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgabeöffnung (34) des Spritzzylinders (24) ein Sperrschieber (48) zugeordnet ist.

4. Spritzgußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifiziereinheit (10) und die Injektionseinheit (12) voneinander unabhängige Temperiermittel (52,54) haben.