WO2005007381A2 - Vorrichtung zum spritzgiessen von kunststoff - Google Patents

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WO2005007381A2
WO2005007381A2 PCT/CH2004/000419 CH2004000419W WO2005007381A2 WO 2005007381 A2 WO2005007381 A2 WO 2005007381A2 CH 2004000419 W CH2004000419 W CH 2004000419W WO 2005007381 A2 WO2005007381 A2 WO 2005007381A2
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injection mold
injection molding
movable
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Josef Krummenacher
Udo Bodmer
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Awm Mold Tech Ag
Foboha Gmbh Formenbau
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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/42—Brushes
    • B29L2031/425—Toothbrush

Definitions

  • the invention relates to a device for injection molding plastic parts from one or more plastic components according to the preamble of the independent claim.
  • Objects made of plastic which are produced by injection molding, are indispensable in today's life. Objects made from more than one material component are also becoming increasingly common. Examples of this are toothbrushes which have a first, hard material component in the area of the handle, which is partially permeated with a much softer second material component in order to enable a better grip and an adapted flexibility.
  • housings for mobile telephones in which the housing shell and the display window are produced together in one injection mold.
  • Multi-layer compact discs or the newer digital video discs, also called digital versatile discs (DVD) can also be produced in a similar process.
  • Injection molds for the production of parts made of plastic, which consist of more than one material component, are today preferably manufactured in multi-level injection molds with more than one parting plane.
  • a movable third mold part is arranged between a fixed first and a movable second injection mold half, which can be operatively connected along a first and a second parting plane to the first and the second injection mold half, so that in the area of the first parting plane a first and in the area of the second separating plane an identical or different second material component can be produced.
  • the first fixed injection mold half is arranged on a fixed first mold mounting plate and the second movably arranged injection mold half is arranged on a second mold mounting plate which can be moved along bars.
  • the mold part is usually rotatable about an axis arranged perpendicular to the spars of the injection molding machine. After each injection process the mold middle part is rotated 90 ° or 180 °, are conveyed whereby portions of a first material component for further processing with the mold middle part from the first into the cavities in the area of two ⁇ th parting plane. Turning systems have proven to be particularly advantageous
  • BESTATIGUNGSKOPIE with two cross members supported on the spars of a die casting machine and movable independently of one another, each having a turntable with standardized interfaces for receiving the mold part.
  • a corresponding device is described in EP 1 155 802.
  • Other devices known from the prior art have only one parting plane, in which a turntable is arranged.
  • Injection molding devices for the production of parts from several plastic components require a number of plasticizing or injection devices corresponding to the number of plastic components to be processed, which serve to liquefy and inject the plastic components into the injection mold.
  • there is usually a first injection device behind the stationary machine plate the plastic melt being injected into the injection mold through an opening in the stationary machine plate.
  • One or more further injection devices are primarily arranged laterally or vertically above the injection mold.
  • the injection devices are either operatively connected only during the injection process or continuously with an injection opening of the injection mold.
  • the problem with the devices known from the prior art consists in the fact that the injection device can often only be operatively connected to the movable half of the injection mold or the mold platen inadequately or at the expense of disadvantages.
  • the pressing of the injection device against the injection mold which is required as a result of the high injection pressures, is moreover usually associated with long load paths or complicated locking processes, which can also impair the reliability of the method.
  • the known devices cannot be used universally, are relatively complicated and therefore expensive.
  • the coupling of the injection devices is often associated with a certain amount of time, which has a negative effect on the theoretically possible cycle time.
  • Injectors are in some cases directly and permanently operatively connected to a movable mold half.
  • relatively small injection devices are known which are arranged vertically upwards above the injection molding device.
  • the advantage of this arrangement is that the injection device does not interfere with the removal of the finished molded parts and access to the injection mold.
  • Disadvantages, however, are that the center of gravity of the injection device is far away from the spars, which means that when the injection mold is opened and closed quickly, high inertia forces due to the acceleration of the far protruding masses occur.
  • the injection devices arranged in this way are difficult to maintain because they are mounted far above the normal working height.
  • Another disadvantage is that injection molding devices equipped in this way can only be set up in relatively high rooms. As a rule, only relatively small injection devices are therefore used, which are not suitable for the production of larger parts.
  • the object of the invention disclosed here is to show an injection molding device with an injection device which is suitable for an efficient arrangement, or respectively coupling and uncoupling, of one or more injection devices with an injection mold and which reduces inertial forces.
  • One embodiment of the invention has at least one injection device, which is arranged essentially above an injection mold, or of spars of an injection molding machine, and is moved in synchronism with the movable injection mold half.
  • this at least one injection device is preferably arranged at a relatively flat angle or essentially parallel to the bars of the injection molding device. It is thereby achieved that the injection device comes as close as possible to the spars, which has a positive effect on the moments that occur as a result of dynamic inertia forces, in particular in the case of larger injection devices.
  • the at least one injection device is preferably operatively connected to the injection mold or to a movable second machine plate of an injection molding machine.
  • the injection mold and / or the second machine plate have means for feeding the Serve melt from the injector into the injection mold.
  • these are preferably appropriately designed hot runners which, if necessary, can be equipped with their own valve for controlling the melt flow. If the mold half arranged on the movable platen has a smaller diameter than the platen, the injection mold has an adapter which bridges the missing distance.
  • the at least one injection device arranged above the injection molding device is, depending on the size and configuration, only supported on the injection mold and / or the movable platen and / or the bars of the injection molding machine and / or a machine frame of the injection molding device. If necessary, an injection device can alternatively or in addition be arranged in a corresponding manner on the side, on one or both sides, of the injection molding machine. Another advantage of the described device is that when an adapter is used, the injection mold half can have a lower height.
  • an injection molding device By arranging an injection molding device above the spars of the injection molding machine at a relatively flat angle ⁇ , the advantages of the vertically mounted injection devices are exploited, however their disadvantages (high inertia forces) are specifically avoided.
  • it is particularly useful to support the injection device on the bars of the injection molding machine.
  • the support In the case of injection molding machines with fixed bars, the support has suitable storage means.
  • the arrangement of the injection device according to the invention also ensures that the injection device is optimally accessible for maintenance purposes.
  • injection devices can be arranged above the spars or the injection mold.
  • the injection devices are arranged next to one another, one above the other or opposite one another, not all of which have to be arranged to be movable.
  • the plastic melt is fed to the injection mold either directly, via an adapter or through the fixed and / or the movable platen.
  • the injection devices do not necessarily have to be arranged entirely above the spars of the injection molding device, but can be arranged such that they cross them from the side.
  • the devices known from the prior art often have the disadvantage of long load paths and high forces.
  • the invention has, depending on the field of application, a coupling device which is used for the direct or indirect operative connection of an injection device with an injection mold and / or a clamping plate.
  • the coupling device enables short, efficient load paths, so that the injection device. is securely connected to an injection opening during an injection process.
  • the coupling device enables rapid coupling and uncoupling to an injection mold or a mold platen, if necessary, so that the injection device is arranged, for example, in a fixed position and only when the injection mold is closed
  • the coupling device preferably has one or more active and countermeasures, for example in the form of a ball head and a suitable ball socket which can be brought into engagement with the ball head in the lateral and / or axial direction. Active and countermeasures of the coupling device are preferably in the vicinity of the injection nozzle of the injection device, respectively
  • Fig. 1 A first embodiment of an injection molding device with an injection mold
  • FIG. 2 shows a second embodiment of an injection molding device with an injection mold and two injection devices
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an injection molding device 1 in a perspective view.
  • An injection molding machine 2 has a machine bed 3, on which a first fixed and a second, arranged displaceably along four bars 4 Platen 5, 6 are arranged.
  • An injection mold 7 can be seen between the two platen 5, 6.
  • a first injection mold half 8 is attached to the fixed first platen 5 and a second injection mold half 9 is attached to the movable second platen 6.
  • a third central injection mold half 10 is arranged between the first and second injection mold halves 8, 9 and is held by means of two mutually opposite turntables 11.
  • the turntable 1 1 are each rotatably attached to two opposite cross members 13 by a rotating unit 12 about an axis A.
  • traverses 13 are in turn each mounted on two adjacent bars 4 of the injection molding machine so that they can be displaced independently of one another, so that the middle half of the injection mold 10 can be removed.
  • the cross members 13 are each driven by two first hydraulic cylinders 14 along the bars 4.
  • the movable second platen 6 is driven in the embodiment shown by means of a drive, here in the form of a second hydraulic cylinder 15 acting directly on the platen 6.
  • Other forms of drive are known from the prior art. These are not explained in more detail here.
  • the injection mold 7 has a first and a second parting plane 16, 17, along which the injection mold 7 or cavities (not shown in more detail) can be opened.
  • the second movably arranged injection mold half 9 is shifted by a first distance x1 and the middle third injection mold half 10 by a second distance x2 along the bars 4. So that the injection mold 7 is opened uniformly along the parting planes 16, 17, the first distance x 1 in the end position is essentially twice as large as the second distance x 2.
  • plastic parts are injected into cavities (not shown in more detail) by the first and third 8,9 and the second and third injection mold halves 9, 10 are formed.
  • a first and a second injection device 18, 19 are used to liquefy and inject plastic.
  • the first injection device 18 is arranged stationary on the machine bed 3.
  • the plastic melt is injected through an opening (see FIG. 2) in the first platen 5 and the first injection mold half 8 into the cavities arranged in the region of the first parting plane 16.
  • the second injection device 19 is used to supply the cavities arranged in the second parting plane 17 with plastic melt.
  • the second injection device 19 is arranged obliquely above the spars 4 and is supported on this by means of a stand 20.
  • the injection device 19 has coupling means 21 in the region of its front end, by means of which it is directly operatively connected to the second injection mold half 9.
  • the injection device 19 is generally in permanent operative connection with the second, movably arranged injection mold half 9 and is moved with it when the injection mold 7 is opened or closed. So that the injection device 19 can follow the movement of the second, movably arranged injection mold half 9, the stand is designed such that a displacement along the bars 4 is possible.
  • the second injection device 19 is arranged at an angle ⁇ with respect to the spars 4 or a similarly suitable guide.
  • the angle ⁇ is chosen so that the center of gravity of the injection device is close to the spars and that no high moments occur due to inertia.
  • Support rods 22 form a push connection between the movable second machine plate 6 and the stand 20.
  • the stand 20 is operatively connected to them.
  • the coupling means 21 is a connecting means which is primarily designed for the transmission of compressive and tensile forces.
  • Two couplings 24 arranged next to the outlet 23 of the injection device 19 form an operative connection between the injection device 19 and an adapter 25 which is used to introduce liquid plastic from the second injection device 19 into the movable second injection mold half 9.
  • the couplings 24 are operatively connected to the housing of the second injector 19 by means of push rods 26 arranged on both sides of the outlet and guarantee that the latter is operatively connected to an injection opening 27 in the adapter 25 over short load paths.
  • the push rods 26 can be designed as drive means, for example hydraulic cylinders with variable lengths, so that the injection device 19 can be coupled to and decoupled from the injection opening.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of an injection molding device 1 with two injection devices 18, 19. Detail D from FIG. 2 is shown in FIG.
  • the second injection device 19 is arranged essentially at right angles next to the injection molding machine 2 and is fastened on a separate substructure 30.
  • the second injection molding device 19 is fastened on a slide 31 and can be displaced in a driven manner in the x direction, essentially perpendicular to the bars 4 (y direction).
  • high moments due to dynamic forces are avoided in this embodiment by the second injection device 19 in each working cycle, that is, each time the injection mold 7 is opened, the second injection device 19 from the second, movable injection mold half 9 is decoupled.
  • the coupling means 24 are designed here as independently functioning closure means, which enable the second, laterally arranged injection device 19 to be uncoupled automatically and very quickly.
  • the push rods 26 are designed to be driven in their longitudinal direction and, when the injection mold 7 is closed, when the coupling means 24 establish a force-transmitting operative connection between the second injection mold half 9 and the push rods 26, for this purpose seal the outlet 23 of the second injection molding device 19 to press the lateral injection opening 27 of the second injection mold half 9 so that plastic melt can be injected into the mold.
  • the injection opening 27 has a valve 32 which prevents plastic melt from escaping from the injection mold 7 when the injection device 29 is uncoupled.
  • the valve 32 is a positively controlled valve or a check valve that is opened by operatively connecting the mouth 33 of the outlet 23.
  • FIG. 3 shows an enlarged detail from FIG. 2 (detail D).
  • the diagram shows the second injection molding device 19 in an operatively connected state with the second, movably ⁇ arranged injection mold 9.
  • the coupling means 24 comprise a fixed on directed against the injection molding ⁇ mold 7 end of the push rod 26, the coupling head 35 that laterally to a second at the Injection mold half 9 arranged coupling socket 36 engages.
  • the coupling socket 36 has a quick fastener, or a securing means 37, which in the Coupled state guaranteed a secure power transmission in the longitudinal direction of the push rod 26 (here x-direction).
  • the coupling socket 36 is designed in such a way that it automatically engages or disengages with the coupling head 35 at a given time.
  • the couplings 24 are arranged on the side next to the injection opening 27 or the outlet 23 of the injection device 19 in such a way that short load paths are guaranteed.
  • the embodiment shown has two clutches 24, which are arranged in such a way that a symmetrical flow of force is ensured.
  • the coupling heads 35 and the coupling sockets 36 are not in engagement with one another.
  • the injection mold 7 is closed, the coupling heads 35 and the coupling pans 36 are brought into engagement with one another and locked (shown schematically by arrows k).
  • the mouth 33 of the outlet 23 of the second injection device 19 is then pressed by means of the slide and / or the drive of the push rods 26 to the injection opening 27 of the second injection mold half 9 (represented schematically by arrows m or n). Plastic is then pressed into the injection mold 7 with a suitable pressure profile.
  • the injection mold 7 can have a valve, but also the injection device 19, if required, can have a valve (not shown) which serves to lock the mouth 33 in a pressure-proof manner.
  • the valve of the mouth 33 can be designed in such a way that a preparatory build-up of pressure in the injection device is possible even before coupling to the injection opening 27.
  • the couplings 24 are released and the injection device is moved away in the x direction, so that the injection mold 7 can be opened and the manufactured parts can be removed.
  • clutches 24 shown other clutches which, for example, couple in a different direction can be used.
  • An example is a threaded or bayonet lock.
  • the device shown is suitable for high-speed injection molding devices with short cycle times, since the mass to be accelerated is considerably reduced as a result of the fixed arrangement of the second injection molding device.
  • the invention is not limited to a lateral arrangement of an injection molding device

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spritzgiessvorrichtung (1) mit einer ersten und einer zweiten Einspritzvorrichtung (18, 19), zum Einspritzen von Kunststoffschmelze in eine Spritzgiessform (7). Die erste Einspritzvorrichtung (18) ist feststehend angeordnet. Die zweite Einspritzvorrichtung (19) ist gegenüber dem Maschinenbett (3) der Spritzgiessmaschine (2) beweglich angeordnet. Bei geschlossener Spritzgiessform (7) ist die beweglich angeordnete zweite Einspritzvorrichtung (19) mit der Spritzgiessform (7) wirkverbunden.

Description

Vorrichtung zum Spritzgiessen von Kunststoff
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spritzgiessen von Kunststoffteilen aus einer oder mehreren Kunststoffkomponenten gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
Gegenstände aus Kunststoff, die mittels Spritzgiessen hergestellt werden sind aus dem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken. Immer mehr sind zudem Gegenstände verbreitet, die aus mehr als einer Materialkomponenten hergestellt sind. Beispiele hierfür sind Zahnbürsten, die im Bereich des Stiels eine erste, harte Materialkomponenten aufweisen, die bereichsweise mit einer wesentlich weicheren zweiten Materialkomponente durchdrungen ist, um so einen besseren Griff und eine angepasste Flexibilität zu ermöglichen. Ein weiteres Beispiels sind Gehäuse von Mobiltelefonen, bei denen die Gehäuseschale und das Displayfenster in einer Spritzgiessform gemeinsam hergestellt sind. Ebenso können mehrschichtige Compact Discs oder die neueren Digital Video Disks, auch Digital Versatile Disks (DVD) genannt, in einem ähnlichen Verfahren hergestellt werden.
Spritzgiessformen zur Herstellung von Teilen aus Kunststoff, die aus mehr als einer Materialkomponenten bestehen, werden heute vorzugsweise in Etagespritzgiessformen mit mehr als einer Trennebene gefertigt. Zwischen einer feststehenden ersten und einer beweglichen zweiten Spritzgiessformhälfte ist dabei ein beweglicher dritter Formmittelteil angeordnet, welcher entlang einer ersten und einer zweiten Trennebene mit der ersten und der zweiten Spritzgiessform- hälfte wirkverbindbar ist, so dass im Bereich der ersten Trennebene eine erste und im Bereich der zweiten Trennebene eine gleiche oder unterschiedliche zweite Materialkomponente herstellbar ist. In einer Spritzgiessmaschine ist die erste feststehende Spritzgiessformhälfte an einer feststehenden ersten Formaufspannplatte und die zweite beweglich angeordnete Spritzgiessformhälfte an einer zweiten, entlang von Holmen verschiebbaren, zweiten Formaufspannplatte angeordnet. Der Formmittelteil ist in der Regel um eine senkrecht zu den Holmen der Spritzgiessmaschine angeordnete Achse drehbar. Nach jedem Einspritzvorgang wird der Formmittelteil um 90° oder 180° gedreht, wodurch Teilbereiche aus einer ersten Materialkomponente zur Weiterverarbeitung mit dem Formmittelteil von der ersten in die Kavitäten im Bereich der zwei¬ ten Trennebene befördert werden. Als besonders vorteilhaft haben sich Wendesysteme erwiesen
BESTATIGUNGSKOPIE mit zwei an Holmen einer Spπtzgiessmaschine abgestützten, unabhängig voneinander bewegbaren Traversen, die je einen Drehteller mit normierten Schnittstellen zur Aufnahme des Formmittelteils aufweisen. Eine entsprechende Vorrichtung ist in EP 1 155 802 beschrieben. Andere aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen weisen nur eine Trennebene auf, in wel- eher ein Drehteller angeordnet ist.
Spritzgiessvorrichtungen zur Herstellung von Teilen aus mehreren Kunststoffkomponenten erfordern eine der Anzahl zu verarbeiten Kunststoffkomponenten entsprechende Anzahl von Plastifizier-, respektive Einspritzvorrichtungen, die zur Verflüssigung und zum Einspritzen der Kunststoffkomponenten in die Spπtzgiessform dienen. Bei den aus dem Stand der Technik be- kannten Vorrichtungen befindet sich in aller Regel eine erste Einspritzvorrichtung hinter der feststehenden Maschinenplatte, wobei die Kunststoffschmelze durch eine Öffnung in der feststehenden Maschinenplatte in die Spritzgi essform eingespritzt wird. Eine oder mehrere weitere Einspritzvorrichtungen werden heute primär seitlich oder senkrecht oberhalb der Spritzgi essform angeordnet. Die Einspritzvorrichtungen sind entweder nur während dem Einspritzvorgang oder ständig mit einer Einspritzöffnung der Spritzgiessform wirkverbunden. Die Problematik bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass die Einspritzvorrichtung häufig nur ungenügend oder unter in Kaufnahme von Nachteilen mit der beweglichen Hälfte der Spritzgiessform, respektive der Formaufspannplatte wirkverbindbar ist. Das infolge der hohen Einspritzdrücke erforderliche Anpressen der Einspritzvorrichtung an die Spritzgiess- form ist zudem meistens mit langen Lastpfaden oder komplizierten Verriegelungsvorgängen verbunden, die zudem die Zuverlässigkeit des Verfahrens beeinträchtigen können. Im Weiteren sind die bekannten Vorrichtungen nicht universell einsetzbar, relativ kompliziert und dadurch teuer. Die Ankoppelung der Einspritzvorrichtungen ist häufig mit einem gewissen Zeitaufwand verbunden, der sich auf die theoretisch mögliche Zykluszeit negativ auswirkt.
Einspritzvorrichtungen werden zum Teil direkt und dauerhaft mit einer beweglichen Formhälfte wirkverbunden. Zu diesem Zweck sind relativ kleine Einspritzvorrichtungen bekannt, die oberhalb der Spritzgiessvorrichtung vertikal nach oben ausgerichtet angeordnet werden. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Einspritzvorrichtung die Entnahme der fertigen Formteile und den Zugang zur Spritzgiessform nicht beeinträchtigt. Nachteile bestehen jedoch darin, dass der Schwerpunkt der Einspritzvorrichtung weit von den Holmen entfernt ist und dadurch bei raschem Öffnen und Schliessen der Spritzgiessform hohe Massekräfte infolge der Beschleu- nigung der weit abstehenden Massen auftreten. Zudem sind so angeordnete Einspritzvorrichtungen schlecht wartbar, da sie weit oberhalb der normalen Arbeitshöhe angebracht sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass so bestückte Spritzgiessvorrichtungen nur in relativ hohen Räumen aufgestellt werden können. In der Regel werden daher nur relativ kleine Einspritzvor- 5 richtungen verwendet, die sich nicht zur Herstellung von grösseren Teilen eignen.
Die Aufgabe der hier offenbarten Erfindung besteht darin, eine Spritzgiessvorrichtung mit einer Einspritzvorrichtung zu zeigen, welche sich für eine effiziente Anordnung, respektive An- und Abkoppelung einer oder mehrerer Einspritzvorrichtung mit einer Spritzgiessform eignet und Massekräfte reduziert.
I O Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen definierte Erfindung gelöst.
Eine Ausführungsform der Erfindung weist mindestens eine Einspritzvorrichtung auf, die im Wesentlichen oberhalb einer Spritzgiessform, respektive von Holmen einer Spritzgiessmaschine angeordnet ist und mit der beweglichen Spritzgiessformhälfte synchron mitbewegt wird. Diese mindestens eine Einspritzvorrichtung ist, mit Bezugnahme auf die Längsrichtung der Holmen 15 der Spritzgiessmaschine, vorzugsweise in einem relativ flachen Winkel oder im Wesentlichen parallel zu den Holmen der Spritzgiessvorrichtung angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass die Einspritzvorrichtung möglichst nahe bei den Holmen zu liegen kommt, was sich, insbesondere bei grösseren Einspritzvorrichtungen, positiv auf die infolge von dynamischen Massekräften auftretenden Momente auswirkt.
20 Eine steile Anordnung hat zur Folge, dass der Masseschwerpunkt der Einspritzvorrichtung weit von den Holmen entfernt angeordnet ist, was bei schnelllaufenden Spritzgiessmaschinen zu einer erheblichen Momentenbelastung infolge der abstehenden Masse führen kann. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass die Spritzgiessform demzufolge nicht mehr mit der eigentlich zur Verfügung stehenden Dynamik geöffnet und geschlossen werden kann, was zu einer
25 Verlangsamung des Produktionsprozesses führt.
Die mindestens eine Einspritzvorrichtung wird vorzugsweise mit der Spritzgiessform oder mit einer beweglichen zweiten Maschinenplatte einer Spritzgiessmaschine wirkverbunden. Die Spritzgiessform und/oder die zweite Maschinenplatte weisen Mittel auf, die zur Zuführung der Schmelze aus der Einspritzvorrichtung in die Spritzgiessform dienen. Je nach Anwendungsgebiet handelt es sich hierbei bevorzugt um entsprechend ausgestaltete Heisskanäle, die bei Bedarf mit einem eigenen Ventil zur Kontrolle des Schmelzflusses ausgestattet sein können. Falls die an der beweglichen Formaufspannplatte angeordnete Formhälfte einen geringeren Durchmes- ser aufweist, als die formaufspannplatte, weist die Spritzgiessform ein Adaptermittel auf, welches die fehlende Distanz überbrückt. Die mindestens eine oberhalb der Spritzgiessvorrichtung angeordnete Einspritzvorrichtung ist, je nach Grosse und Ausgestaltung, nur auf der Spritzgiessform und/oder der beweglichen Formaufspannplatte und/oder der Holmen der Spritzgiessmaschine und/oder einem Maschinenrahmen der Spritzgiessvorrichtung abgestützt. Bei Bedarf kann eine Einspritzvorrichtung alternativ oder in Ergänzung in entsprechender Weise seitlich, ein oder beidseitig, der Spritzgiessmaschine angeordnet sein. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, dass bei Verwendung eines Adaptermittels die Spritzgiessformhälfte eine geringere Höhe aufweisen kann.
Durch eine Anordnung einer Spritzgiessvorrichtung oberhalb der Holmen der Spritzgiessmaschi- ne in einem relativ flachen Winkel α, werden die Vorteile der senkrecht montierten Einspritzvorrichtungen ausgenutzt, [edoch deren Nachteile (hohe Massekräfte) gezielt vermieden. Je nach Ausführungsform der Spritzgiessmaschine und Grosse der Einspritzvorrichtung ist eine AbStützung der Einspritzvorrichtung auf den Holmen der Spritzgiessmaschine besonders sinnvoll. Bei Spritzgiessmaschinen mit feststehenden Holmen, weist die Abstützung geeignete Lagermittel auf. Durch erfindungsgemässe Anordnung der Einspritzvorrichtung wird zudem erreicht, dass die Einspritzvorrichtung zu Wartungszwecken optimal zugänglich ist.
Bei Bedarf können mehrere Einspritzvorrichtungen oberhalb der Holmen, respektive der Spritzgiessform angeordnet werden. Je nach Anwendungsgebiet werden die Einspritzvorrichtungen nebeneinander, übereinander oder gegenüber angeordnet, wovon nicht alle beweglich ange- ordnet sein müssen. Die Kunststoffschmelze wird der Spritzgiessform entweder direkt, über ein Adaptermittel oder durch die feststehende und/oder die bewegliche Formaufspannplatte zugeführt. Die Einspritzvorrichtungen brauchen nicht zwingend gänzlich oberhalb der Holmen der Spritzgiessvorrichtung angeordnet zu sein, sondern können so angeordnet sein, dass sie diese seitlich gesehen, kreuzen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen weisen häufig den Nachteil von langen Lastpfaden und hohen Kräften auf. Um diese Problematik zu vermeiden, weist die Erfindung, je nach Anwendungsgebiet, eine Kupplungsvorrichtung auf, die zum direkten oder indirekten Wirkverbinden einer Einspritzvorrichtung mit einer Spritzgiessform und/oder einer Form- 5 aufspannplatte dient. Die Kupplungsvorrichtung ermöglicht kurze, effiziente Lastwege, so dass die Einspritzvorrichtung. während einem Einspritzvorgang sicher mit einer Einspritzöffnung wirkverbunden ist. Ausserdem ermöglicht die Kupplungsvorrichtung bei Bedarf ein rasches An- und Abkoppeln an eine Spritzgiessform, respektive einer Formaufspannplatte, so dass die Einspritzvorrichtung beispielsweise ortsfest angeordnet und nur bei geschlossener Spritzgiessform mit
I O der Spritzgiessform, respektive der Spritzgiessvorrichtung wirkverbunden ist. Die Kupplungsvorπchtung weist vorzugsweise ein oder mehrere Wirk- und Gegenmittel auf, zum Beispiel in Form eines Kugelkopfes und einer geeigneten Kugelpfanne, die mit dem Kugelkopf in seitlicher und/oder axialer Richtung in Eingriff bringbar ist. Wirk- und Gegenmittel der Kupplungsvorrichtung sind vorzugsweise in der Nähe der Einspritzdüse der Einspritzvorrichtung, respektive der
15 Einspritzöffnung der Spritzgiessform angeordnet, so dass nachteilhafte Lastpfade vermeidbar sind.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine erste Ausführungsform einer Spritzgiessvorrichtung mit einer Spritzgiessform
20 und zwei Einspritzvorrichtungen;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Spritzgiessvorrichtung mit einer Spritzgiessform und zwei Einspritzvorrichtungen;
Fig. 3 Detail D aus Figur 2.
25 Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Spritzgiessvorrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung. Eine Spritzgiessmaschine 2 weist ein Maschinenbett 3 auf, auf dem eine erste feststehende und eine, entlang von vier Holmen 4 verschiebbar angeordnete, zweite Formaufspannplatte 5, 6 angeordnet sind. Eine Spritzgiessform 7 ist zwischen den beiden Formaufspannplatten 5, 6 zu erkennen. Eine erste Spritzgiessformhälfte 8 ist an der feststehenden ersten Formaufspannplatte 5 und eine zweite Spritzgiessformhälfte 9 ist an der beweglichen zweiten Formaufspannplatte 6 befestigt. Zwischen der ersten und der zweiten Spritzgiess- formhälfte 8, 9 ist eine dritte mittlere Spritzgiessformhälfte 10 angeordnet, die mittels zwei einander gegenüberliegenden Drehtellern 1 1 gehalten ist. Die Drehteller 1 1 sind je durch eine Dreheinheit 12 um eine Achse A drehbar an zwei gegenüberliegende Traversen 13 befestigt. Diese Traversen 13 sind wiederum je an zwei benachbarten Holmen 4 der Spritzgiessmaschine längs diesen unabhängig voneinander verschiebbar gelagert, so dass die mittlere Spritzgiess- formhälfte 10 entnehmbar ist. Die Traversen 13 werden je durch zwei erste Hydraulikzylinder 14 entlang der Holmen 4 angetrieben. Die bewegliche zweite Formaufspannplatte 6 wird in der gezeigten Ausführungsform mittels eines Antriebes, hier in der Form eines unmittelbar auf die Formaufspannplatte 6 wirkenden zweiten Hydraulikzylinders 15 angetrieben. Aus dem Stand der Technik sind andere Antriebsformen bekannt Diese werden hier nicht näher erläutert.
Die Spritzgiessform 7 weist eine erste und eine zweite Trennebene 16, 17 auf, entlang welcher die Spritzgiessform 7, respektive Kavitäten (nicht näher dargestellt), geöffnet werden kann. Zum Öffnen der Spritzgiessform 7 wird die zweite beweglich angeordneten Spritzgiessformhälfte 9 um eine erste Distanz xl und die mittlere dritte Spritzgiessformhälfte 10 um eine zweite Distanz x2 entlang der Holmen 4 verschoben. Damit die Spritzgiessform 7 entlang der Trennebenen 16, 17 gleichmässig geöffnet wird, ist die erste Distanz xl in der Endposition im Wesentlichen doppelt so gross wie die zweite Distanz x2.
Im Bereich der ersten und der zweiten Trennebene 16, 17 werden Kunststoffteile (nicht näher dargestellt) durch Einspritzen von Kunststoff in Kavitäten (nicht näher dargestellt), die durch die erste und die dritte 8,9, respektive die zweite und die dritte Spritzgiessformhälfte 9,10 gebildet werden, hergestellt. Zum Verflüssigen und Einspritzen von Kunststoff werden eine erste und eine zweite Einspritzvorrichtung 18, 19 verwendet. Die erste Einspritzvorrichtung 18 ist bei der gezeigten Ausführungsform ortsfest auf dem Maschinenbett 3 angeordnet. Die Kunststoffschmelze wird bei geschlossener Spritzgiessform 7 durch eine Öffnung (vgl. Figur 2) in der ersten Formaufspannplatte 5 und der ersten Spritzgiessformhälfte 8 in die im Bereich der ersten Trennebene 16 angeordneten Kavitäten eingespritzt. Die zweite Einspritzvorrichtung 19 dient zur Versorgung der in der zweiten Trennebene 17 angeordneten Kavitäten mit Kunststoff- schmelze. Die zweite Einspritzvorrichtung 19 ist bei der gezeigten Ausführungsform schräg oberhalb der Holmen 4 angeordnet und mittels eines Stativs 20 auf diesen abgestützt. Die Einspritzvorrichtung 19 weist im Bereich ihres vorderen Endes Kupplungsmittel 21 auf, mittels denen sie mit der zweiten Spritzgiessformhälfte 9 direkt wirkverbunden ist. Während der Pro- duktion befindet sich die Einspritzvorrichtung 19 in der Regel in dauernder Wirkverbindung mit der zweiten, beweglich angeordneten Spritzgiessformhälfte 9 und wird mit dieser mitbewegt, wenn die Spritzgiessform 7 geöffnet oder geschlossen wird. Damit die Einspritzvorrichtung 19 der Bewegung der zweiten, beweglich angeordneten Spritzgiessformhälfte 9 folgen kann, ist das Stativ so ausgebildet, dass eine Verschiebung entlang der Holme 4 möglich ist. Die zweite Einspritzvorrichtung 19 ist in einem Winkel α gegenüber den Holmen 4 oder einer ähnlich geeigneten Führung angeordnet. Der Winkel α ist dabei so gewählt, dass der Schwerpunkt der Einspritzvorrichtung nahe bei den Holmen liegt und dass keine hohen Momente infolge Masseträgheit auftreten. Haltestangen 22 bilden eine Schubverbindung zwischen der beweglichen zweiten Maschinenplatte 6 und dem Stativ 20. Bei einer Spritzgiessmaschine mit angetriebenen Holmen, ist das Stativ 20 direkt mit diesen wirkverbunden. Je nach Grosse und Ausgestaltung der Einspritzvorrichtung 19 besteht die Möglichkeit auf eine Abstützung auf den Holmen 4 zu verzichten, indem die Einspritzvorrichtung 19 nur an der Spritzgiessform 7 und/oder der beweglichen Formaufspannplatte 6 befestigt wird.
Beim Kupplungsmittel 21 handelt es sich hier um ein Verbindungsmittel, das primär auf die Übertragung von Druck- und Zugkräfte ausgelegt ist. Zwei neben dem Auslass 23 der Einspritzvorrichtung 19 angeordnete Kupplungen 24 bilden eine Wirkverbindung zwischen der Einspritzvorrichtung 19 und einem Adapter 25 der zum Einleiten von flüssigem Kunststoff aus der zweiten Einspritzvorrichtung 19 in die bewegliche zweite Spritzgiessformhälfte 9 dient. Die Kupplungen 24 sind mittels beidseits des Auslasses angeordneten Schubstangen 26 mit dem Gehäuse der zweiten Einspritzvorrichtung 19 wirkverbunden und garantieren, dass diese im Betrieb über kurze Lastwege mit einer Einspritzöffnung 27 im Adapter 25 wirkverbunden ist. Die Schubstangen 26 können als Antriebsmittel, zum Beispiel Hydraulikzylinder mit veränderbarer Länge, ausgebildet sein, so dass die Einspritzvorrichtung 19 von der Einspritzöffnung an und abgekoppelt werden kann. Die Kupplungen 24 sind vorzugsweise so ausgebildet, dass ein einfaches An- und Abkoppeln der zweiten Einspritzvorrichtung 19 von der beweglichen zweite Spritzgiessformhälfte 9. Die Kupplungen 24 und die Schubstangen 26 dienen zur Übertragung von Antriebskräften auf die Einspritzvorrichtung 19, Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Spritzgiessvorrichtung 1 mit zwei Einspritzvorrichtungen 18, 19. Detail D aus Figur 2 ist in Figur 3 dargestellt.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die zweite Einspritzvorrichtung 19 ist im Wesentli- chen rechtwinklig neben der Spritzgiessmaschine 2 angeordnet und auf einem separaten Unterbau 30 befestigt. Die zweite Spritzgiessvorrichtung 19 ist auf einem Schlitten 31 befestigt und ist auf diesem in x-Richtung, im Wesentlichen senkrecht zu den Holmen 4 (y-Richtung), angetrieben verschiebbar. Im Unterschied zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform werden bei dieser Ausführungsform hohe Momente in folge dynamischer Kräfte vermieden, indem die zweite Einspritzvorrichtung 19 bei jedem Arbeitszyklus, das heisst, bei jedem Öffnen der Spritzgiessform 7 die zweite Einspritzvorrichtung 19 von der zweiten, beweglichen Spritzgiessformhälfte 9 entkoppelt wird. Die Kupplungsmittel 24 sind hier als selbstständig funktionierende Verschlussmittel ausgebildet, die eine automatische und sehr rasche Abkopplung der zweiten, seitlich angeordneten Einspritzvorrichtung 19 ermöglichen. Die Schubstangen 26 sind bei die- ser Ausführungsform in ihrer Längsrichtung angetrieben ausgebildet und dienen bei geschlossener Spritzgiessform 7, wenn die Kupplungsmittel 24 eine Kräfte übertragende Wirkverbindung zwischen der zweiten Spritzgiessformhälfte 9 und der Schubstangen 26 herstellen, dazu den Auslass 23 der zweiten Spritzgiessvorrichtung 19 dichtend an die seitliche Einspritzöffnung 27 der zweiten Spritzgiessformhälfte 9 zu pressen, so dass Kunststoffschmelze in die Form ein- gespritzt werden kann. Die Einspritzöffnung 27 weist, falls erforderlich, ein Ventil 32 auf, welches verhindert, dass beim Abkoppeln der Einspritzvorrichtung 29 Kunststoffschmelze aus der Spritzgiessform 7 austritt. Beim Ventil 32 handelt es sich je nach Anwendungsgebiet um ein zwangsgesteuertes Ventil oder um ein Rückschlagventil, das durch Wirkverbinden der Mündung 33 des Auslass 23 geöffnet wird. Figur 3 zeigt eine Ausschnittvergrösserung aus Figur 2 (Detail D). Die Darstellung zeigt die zweite Spritzgiessvorrichtung 19 in wirkverbundenem Zustand mit der zweiten, beweglich ange¬ ordneten Spritzgiessformhälfte 9. Die Kupplungsmittel 24 weisen ein am gegen die Spritzgiess¬ form 7 gerichteten Ende der Schubstange 26 befestigter Kupplungskopf 35 auf, der seitlich in eine an der zweiten Spritzgiessformhälfte 9 angeordnete Kupplungspfanne 36 eingreift. Die Kupplungspfanne 36 weist ein Schnellverschluss, respektive ein Sicherungsmittel 37 auf, die im eingekoppelten Zustand eine sichere Kraftübertragung in Längsrichtung der Schubstange 26 (hier x-Richtung) garantiert. Die Kupplungspfanne 36 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform so ausgestaltet, dass sie zu gegebenem Zeitpunkt automatisch mit dem Kupplungskopf 35 ein- respektive Auskoppelt. Die Kupplungen 24 sind seitlich so neben der Einspritzöffnung 27, respektive dem Auslass 23 der Einspritzvorrichtung 19 angeordnet, dass kurze Lastwege garantiert sind.
Die gezeigte Ausführungsform weist zwei Kupplungen 24 auf, die so angeordnet sind, dass ein symmetrischer Kraftfluss gewährleistet ist. Bei geöffneter Form stehen die Kupplungsköpfe 35 und die Kupplungspfannen 36 nicht in Eingriff miteinander. Beim Schliessen der Spritzgiessform 7 werden die Kupplungsköpfe 35 und die Kupplungspfannen 36 miteinander in Eingriff gebracht und verriegelt (schematisch dargestellt durch Pfeile k). Anschliessend wird die Mündung 33 des Auslass 23 der zweiten Einspritzvorrichtung 19 mittels des Schlittens und/oder dem Antrieb der Schubstangen 26 an die Einspritzöffnung 27 der zweiten Spritzgiessformhälfte 9 gepresst (schematisch dargestellt durch Pfeile m, respektive n). Anschliessend wird Kunststoff mit einem geeigneten Druckverlauf in die Spritzgiessform 7 eingepresst Nicht nur die Spritzgiessform 7 kann ein Ventil aufweisen, sondern auch die Einspritzvorrichtung 19 kann bei Bedarf ein Ventil (nicht dargestellt) aufweisen, das zum drucksicheren Verriegeln der Mündung 33 dient. Das Ventil der Mündung 33 kann so ausgestaltet sein, dass schon vor dem Ankoppeln an die Einspritzöffnung 27 ein vorbereitender Druckaufbau in der Einspritzvorrichtung möglich ist. Nach Beendigung des Einspritzzyklus werden die Kupplungen 24 gelöst und die Einspritzvorrichtung in x-Richtung weggefahren, so dass die Spritzgiessform 7 geöffnet und die gefertigten Teile entfernt werden können. Anstelle der gezeigten Kupplungen 24 können auch andere Kupplungen, die zum Beispiel in einer anderen Richtung einkoppeln verwendet werden. Ein Beispiel ist ein Gewinde- oder Bajonettverschluss. Die gezeigte Vorrichtung eignet sich für schnelllaufende Spritzgiessvorrichtungen mit kurzen Zykluszeiten, da die zu beschleunigende Masse infolge der feststehenden Anordnung der zweiten Spritzgiessvorrichtung erheblich verringert wird. Die Erfindung ist nicht auf eine seitliche Anordnung von einer Spritzgiessvorrichtung beschränkt

Claims

Patentansprüche
1 Spritzgiessvorrichtung (1) mit mindestens einer ersten und mindestens einer zweiten Einspritzvorrichtung (18, 19), zum Einspritzen von Kunststoffschmelze in eine, zwischen einer feststehend angeordneten ersten und einer entlang von Holmen (4) beweglich angeordneten zweiten Formaufspannplatte (5, 6) einer Spritzgiessmaschine (2) angeordnete Spritzgiessform (7), die mindestens eine Trennebene (16, 17) aufweist, wobei die mindestens eine erste Einspritzvorrichtung (18) feststehend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Einspritzvorrichtung (19) beweglich angeord- net ist, so dass sie bei geschlossener Spritzgiessform mit einer beweglich angeordneten Spritzgiessformhälfte (9, 10) über kurze Lastpfade wirkverbunden ist.
2 Spritzgiessvorrichtung (1 ) gemäss Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Einspritzvorrichtung (19) bei geschlossener Spritzgiessform (7) mit mindestens einem Kupplungsmittel (24) mit der beweglichen Spritzgiessformhälfte (9, 10) wirkverbunden ist.
3 Spritzgiessvorrichtung (1 ) gemäss Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Einspritzvorrichtung im Wesentlichen oberhalb oder seitlich der Spritzgiessform (7) in einem Winkel α gegenüber der Holme (4) angeordnet ist und mit einer an der beweglich angeordneten zweiten Formaufspannplatte (6) befestig- ten Spritzgiessformhälfte (9) während dem Öffnen und Schliessen der Spπtzgiessform (7) wirkverbunden ist.
4 Spritzgiessvorrichtung (1 ) gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α 0° bis 60° beträgt.
5 Spritzgiessvorrichtung (1 ) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Einspritzvorrichtung mittels einem Adapter (25) mit der Spritzgiessform (7) wirkverbunden ist. Spritzgiessvorrichtung (1 ) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Einspritzvorrichtung mittels einem Stativ (20) auf einem Holmen (4) und/oder einer beweglichen Spritzgiessformhälfte (9, 10) und/oder einer Formaufspannplatte (5, 6) abgestützt ist.
Spritzgiessvorrichtung (1 ) gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kupplungsmittel (24) so ausgestaltet ist, dass die zweite Einspritzvorrichtung (19) beim Öffnen der Spritzgiessform (7) von der beweglichen Spritzgiessformhälfte (9, 10) entkoppelt ist.
Spritzgiessvorrichtung (1) gemäss Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Einspritzvorrichtung (19) ein an einer in Längsrichtung (x) angetriebenen Schubstange (26) angeordneter Kupplungskopf (35) aufweist, der mit einem an einer beweglichen Spritzgiessformhälfte (9, 10) angebrachten Kupplungspfanne (36) bei geschlossener Spritzgiessform (7), oder beim Schliessen der Spritzgiessform (7), wirkverbindbar ist, so dass eine Mündung (33) der mindestens einen zweiten Einspritzvorrich- tung (19) mit einer Einspritzöffnung (27) dichtend wirkverbindbar ist.
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