CH417064A

CH417064A - Spritzgussmaschine für thermoplastische Kunststoffe

Info

Publication number: CH417064A
Application number: CH325564A
Authority: CH
Inventors: Zelewsky Ottomar Dipl-Ing Von; Burkert Werner
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1964-03-12
Filing date: 1964-03-12
Publication date: 1966-07-15
Also published as: GB1078552A; FR1431996A

Description

Spritzgussmaschine für thermoplastische Kunststoffe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgussmaschine für thermoplastische Kunststoffe, vorzugsweise für dickwandige Werkstücke, bei welcher eine Mehrzahl mehrteiliger Spritzgussformen auf einem Idr, ehbaren Formhalter angebracht, sind und die Formen nacheinander schrittweise an der Düse eines Plastifizieraggregates vorbeigeführt, daselbst unter Druck gefüllt, anschliessend zwecks Abkühlung von der Spritzdüse fortbewegt und schliesslich von mindestens einer um einen Schritt vor der Düse angeordneten Station zwecks Entnahme des Werkstückes geöffnet und wieder geschlossen werden.

Die früher bestehenden Spritzgussmaschinen lassen sich in zwei Hauptgruppen gliedern:
A. Die Gruppe Ider Einspritzpressen, bei welchen das Einspritzaggregat in seiner relativen Lage zur Spritzform festgelegt ist. Bei diesen wird der Nachdruck in den Spritzformen während des Abkaltens durch Nachpressen von Spritzmaterial aus dem Einspritzaggregat aufrechterhalten. Ein zweiter Spritzvorgang kann erst beginnen, wenn das Auspacken der Spritzform beendet ist.

B. Der Vielfach-Automat, bei welchem ein gemeinsames Ein, spritzaggregat sowie eine Vielzahl von Spritzformen vorhanden sind. Mit dem Einspritzaggregat wird eine Spritzform nach der andern, analog einer Abfüllmaschine, abgefüllt. Üblich ist eine kreisförmige Anordnung der Spritzformen rings um das Einspritzaggregat. Wenn die Vorteile dieser Ausführung ausgenutzt werden sollen, so muss tdie Trennung des Einspritzaggregates von der Spritzform schon vor dem vollständigen Abkühlen der Spritzteile erfolgen. Aus diesem Grunde erfolgt das weitere Abkühlen des Presslings in der Spritzform drucklos.

Bei sehr dünnwandigen Spritzteilen oder gummielastischen Spritzteilen hat dies keine nennenswerten Schäden zur Folge. Bei dickwandigen Spritzteilen muss dies jedoch zu Lunkerbildung oder zu inneren Spannungen führen.

In neuester Zeit sind ferner Spritzguss-Anlagen bekanntgeworden, bei welchen eine Mehrzahl mehrteiliger Spritzgussformen auf einem drehbaren Formhalter angebracht sind und die Formen nach, einander schrittweise an der Düse eines Plastifizieraggregates vorbeigeführt, daselbst unter Druck gefüllt, anschlie ssend zwecks Abkühlung von ider Spritzdüse fortbewegt und schliesslich von mindestens einer um einen Schritt vor ruder Düse angeordneten Öffnungsapparat zwecks Entnahme des Werkstückes geöffnet und wieder geschlossen werden.

Bei diesen Anlagen müssen indessen sämtliche Formen des Karussells mit vollständigen Steuer-Anlagen und jede mit einer Vorrichtung zum Aufrechterhalten des Nachdruckes versehen sein. Es müssen an jeder Form robust gebaute hydraulische Betätigungszylinder und entsprechend viele Zuleitungen angeordnet sein. Die Schliess-Vorrichtung muss über einen grossen Hub mit sehr grossen Kräften betätigt und entsprechend, dimensioniert werden. Auch zum Off- nen der Form und zum Ausstossen des Werkstückes müssen an jeder Spritzform separate Betätigungselemente und Zylinder vorgesehen werden. Dies ergibt zusammen eine Vielheit von einzelnen Betätigungs- und Steuer-Elementen, so dass die ganze Anlage ziemlich hohe Gestehungs- bzw. Anlagkosten erreicht.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diesen Aufwand zu vermindern. Ihr l ! Merkmal be- steht darin, dass die mehrteiligen Spritzgussformen innere Verriegelungen und zugehörige Elemente aufweisen, welche selbsthaltende Stellungen annehmen können, wobei deren Verstellung von festen, am Maschinenständer angebrachten Betätigungselemlen- ten von aussen her auf der entsprechenden Station er folgt.

Die Abbildungen zeigen verschiedene Ausfüh rungsforrnen des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen Aufriss der ganzen Anlage, Fig. 2 den zugehörigen Grundriss im gleichen Massstab wie Fig. 1,
Fig. 3 einen Aufriss durch die Form und deren Verriegelung,
Fig. 4 einen Grundriss entsprechend Fig. 3, teil- weise in Ansicht und teilweise im Schnitt gemäss
Schnittlinie I-I von Fig. 3,
Fig. 5 ieinen Aufriss der Betätigungsvorrichtung für die Verriegelung gemäss Fig. 3 und 4, teilweise im Aufriss, teilweise im Schnitt,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Kernzug- Be-' tätigungs-Vorrichtung und dadurch die Vorrichtung zur Aufrechterhaltung des Nachdruckes,
Fig.

7 eine Darstellung der rotierenden Büchse mit Kurvenbahnen in der Abwicklung,
Fig. s einen Aufriss durch einen grösseren Teil der Anlage mit einer Einrichtung zur Relativbe- wegung zwischen Form und Kern, 1d. h. zum Walken des Spritzlings,
Fig. 9 einen Aufriss durch die Auspackstation mit der Spritzform in geschlossener Position,
Fig. 10 eine Darstellung, der Auspackstation in geöffneter Form und her ausfallendem Spritzling.

Zwecks Vereinfachung der Darstellung ist die Spritzgussmaschine gemäss Erfindung in ihrer Lage so dargestellt, dass der die Formen haltende Drehtisch 1 sich um eine vertikale Achse 2 Ischrittweise bewegen kann. In Wirklichkeit wird die Spritzgussmaschine vorzugsweise so aufgestellt, dass Ider Drehtisch 1 um eine horizontale Aohse 2 rotiert. Für diesen Fall wird die Konsole 3 und der Sockel 4 auf dem Boden 5 als Fundament aufgestellt.

Abgesehen vom Zulauftrichter 6 für das Rohmaterial und den ausgestoRenen Spritzling 106 gemäss Fig. 10 ist jedoch die Funktion Ider Maschine in sämtlichen Stellungen dieselbe. Der Platzbedarf ist dann am geringsten, wenn die Achse 2 des Drehtisches 1 horizontal verläuft.

In der Fig. 1 und 2 sind noch folgende Teile zu erkennen: Schneckenzylinder 7, Einspritzdüse 8, Aus p ackstation 9, Spritzform 10, Kernzugzylinder 11, 12 und 13, Schaltwerk 14 für den Drehtisch 1 mit Betätigungszylinder 15 und 16.

Die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemä ssen Spritzgussmaschine gehen jedoch aus den Fig. 3-10 hervor. Gemäss Fig. 3 werden die beiden Formhälften 31 und 32 mit Hilfe von mindestens zwei (im vorliegenden Falle 4 Stück) Zugankern 33 während der Einspritz-und Abkühlphase starr miteinander verbunden. Die Sicherung dieser Verbindung erfolgt mit Hilfe von zwei Nockenwellen 34 und 35 (Fig. 5). Die Zuganker 33 besitzen an der entsprechenden Stelle eine Kerbe mit zylindrischem Rücken 36. Die Nockenwelle besitzt an dieser Stelle je einen Nocken 38 und 39 von annähernd halbzy lindrischem Profil.

Diese Art der Befestigung ge währt im Gegensatz zu anderen Befestigungsarten eine flächenmässige Anlage der beiden zylindrischen Teile 36 und 38 gegeneinander, derart, dass selbst bei grossen Form-Schliess-Kräften nur ertragbare Flächenpressungen entstehen. Dank dieser Art der Form-Vierriegelung ist es möglich geworden, mit grossen Einspritz-Drücken zu arbeiten und auch den
Nachdruck sehr hoch aufrechtzuerhalten, wodurch die Qualität des Spritzlings wesentlich verbessert werden kann.

Fig. 4 und 5 zeigen die Betätigung der Nockenwelle 34 bzw. 35 für die Verriegelung der Zuganker
33 mit Hilfe von 8-förmigen Laschen 41 und 42. Dieselben werden mit Hilfe von Stösseln 43 von einem Kupplungsring 44 gemeinsam betätigt. Die Betätigung dieses Kupplungsringes 44 bzw. der Form Verriegelung erfolgt in der Auspack-Station gemäss Fig. 9 und 10. Dort wird der Kupplungsring 44 mit Hilfe von Klauen 91 und 92 ergriffen und mittels Kolbenstangen 93 und 94 von den Zylindern 95 und 96 betätigt. Gemäss Fig. 5 kann derselbe mit einer Wälzfeder 45 zentriert und zurückgestellt weiden.

Aus den Fig. 3-5 ist ferner klar ersichtlich, wie die Form 31/32 bzw. der Angusskanal 46 gegenüber dem Einspritzkanal 47 mit Hilfe eines Schiebers 48 verschlossen wird. In diesem Schieber ist eine quer verlaufende Nut 49 angeordnet, in welche ein Haken 50 eingreifen kann, um den Schieber 48 zu bewegen. Dieser Schieber 48 wird in der Einspritz Station 7 (Fig. 1) geschlossen und in der Auspack Station 9 (Fig. 1, 9, 10) wieder geöffnet.

Auch der Kern-Zug wird gemäss Fig. 6, 7, 8, 9, 10 mit Hilfe von Zylindern 61, 62, 63, 64 und deren Kolben über je zwei zylindrische Zahnstangen 65 und 66 betätigt. Diese Zahnstange 65 ist in einer tangentialen Bohrung im Gehäuse 60 eingebaut und verdreht eine Büchse 67, wie sie in der Fig. 6 im Schnitt und in der Fig. 7 in Ider Abwicklung dargestellt ist.

Diese Büchse 67 besitzt eine der Zahnstange 65 bzw. 66 angepasste Verzahnung 68 und zwei Kurvren- bahnen mit einem Ast 71 grosser Steigung und einem Ast 72 mit geringer Steigung.

Das hintere Ende Indes Formenkernes 73 greift in die e Büchse 67 ein und steht mit zwei Rollen 74 mit der Kurvenbahn 71/72 in Eingriff. Durch Bewegen der Zahnstange 65 wird der Kern 73 zurückgezogen.

In der gezeichneten Stellung (Fig. 6) befinden sich die Rollen 74 im Kurvenast 72 mit geringer Steigung.

Dank selbsthemmender Steigung ist der Kern 73 in dieser Position auch gegen starke, vom Einspritzdruck herrührend Kräfte eindeutig und präziis verriegelt.

Im selben Gehäuse bzw. in der Laterne 77 oder in der Flucht der rotierenden Büchse 67 ist ferner noch eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung des Nachdruckes eingezeichnet. Dieselbe besteht aus einer Büchse 75, welche axial über dem Kernzug verschiebbar angeordnet ist und in wider Fig. 6 in ihren beiden Endlagen links und rechts verschoben dargestellt ist. Diese Büchse steht unter der Vor spannung leines Federpaketes 76, beispielsweise aus Schelbenfedern. Während des Einspritz-Vorganges wird diese Büchse 75 vom Einspritzdruck des Spritz materials gegen den Federdruck nach oben ver schoben, um später während des ganzen Zyklus über die verschiedenen Stationen des Verfahrens den Nachdruck durch Federkraft aufrechtzuerhalten.

Die exakte Einstellung des Nachdruckes erfolgt mit Hilfe der Schraube 78 und luer Feststellmutter 79 durch das Fenster 80 der Laterne 77. Die Über- wachung der Funktion der Nachdruck-Vorrichtung erfolgt am Stift 81.

Auf einer weiteren Station des Drehtisches kann (fakultativ) auch ein Walken und Kneten des Spritzlings durchgeführt werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil der Vermeidung der sogenannten Zusammen- fiussnaht, welche starke Festigkeits-Einbussen zur Folge hat.

Gemäss Fig. 8 werden Form und Kerne relativ zueinander von aussen her bewegt. Die rechte und die linke Hälfte der Fig. 8 zeigen zwei verschiedene Phasen dieses Walkverfahrens, welche sonst natürlich links und rechts synchron verlaufen. Gemäss Fig. 8 wird sdie Form 31/32 vom Anschlag 82 und leinen kleinen Presse 83 in ihrer Position fixiert, während die Kerne 73 inkl. Kernzuggehäuse 60 mit Hilfe von separaten Zylindern und Kolbenstangen 84, 85, 86, 87 und Traversen 88 hin und her bewegt werden.

Die Fig. 9 und 10 zeigen die Auspack-Station.

Fig. 9 zeigt die geschlossene Stellung mit angehobenem Ausstoss-Dorn, während die Fig. 10 die geöffnete Form mit ausgefahrenem Ausstoss-Dorn 101 edarstellt.

Zum Auspacken werden vorerst mit Hilfe der beiden Zylinder 62 und 64 über die Zahnstangen 65 und 66 die Kerne gezogen und zurückgefahren.

Anschliessend wird das Form-Oberteil hochgezogen und ausgefahren. Dabei stösst oder Dorn 101 durch den Anguss-Kanal 46 das fiertige Werkstück 106 aus.

Wie eingangs erwähnt, kann dasselbe in der Normalstellung der Spritzgussmaschine, d. h. mit horizontaler Achse des Drehtisches von selbst nach unten ausfallen. In der gezeigten Darstellung müsste mit einem Hilfsstössel oder mit Druckluft nachgeholfen werden.

Der wichtigste Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die einzelnen Formen während ihres Um laufes-ohne Krafteinwirkung von aussen und ohne dass dieselben mit Btetätigungs-Zylindern versehen sind, und trotz dem aufrechterhaltenen Nachdruck eindeutig verriegelt und gesteuert werden. Bei der Anordnung gemäss Erfindung wind die bereits mit geringem Kraftaufwand geschlossene und verriegelte Form seitwärts eingeführt, so dass das Schliessaggregat für kleinen Hub und bescheidene Energie ausgelegt werden kann.

Der Querschnitt des Anguss-Kanals kann auf das spritztechnische erforderliche Minimum reduziert werden (ohne Rücksicht auf Nachdruck durch den Anguss), weil die Nachdruck erzeu- genden Elemente separat eingebaut und gesteuert werden. Die Verriegelungs-Organe erzeugen trotz dem hohen Einspritzdruck und Nachdruck nur relativ geringe Flächen, pressungen und demzufolge geringen Verschleiss.

Claims

PATENTANSPRUCH Spritzgussmaschine für thermoplastische Kunststoffe, vorzugsweise für dickwandige Werkstücke, bei welcher eine Mehrzahl mehrteiliger Spritzgussformen auf einem drehbaren Formhalter angebracht sind und die Formen nacheinander schrittweise an der Düse eines Plastifizieraggregates vorbeigeführt, daselbst unter Druck gefüllt, anschliessend zwecks Ab kühlung von der Spritzdüse fortbewegt und schliesslich von mindestens einer um einen Schritt vor der Einspritz-Düse angeordneten Station zwecks Entnahme des Werkstückes geöffnet und wieder geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrteiligen Spritzgussformen innere Verriegelungen und zugehörige Elemente aufweisen, welche selbsthaltende Stellungen annehmen können,

wobei deren Verstellung von festen am Maschinenständer angebrachten Betätigungselementen von aussen her auf der entsprechenden Station erfolgt.

UNTERANSPRÜCHE 1. Spritzgussmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die hunter dem erforderlichen Druck geschlossenen Formen mit Hilfe von mindestens zwei Zugankern verriegelt werden, derart, dass am einen Ende der Zuganker eine Kerbe mit zylindrischem Rücken vorhanden ist, in welche ein Nocken von annähernd halbzylindrischem Profil eingedreht und zum Lösen wieder ausgedreht wird.

2. Spritzgussmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Nok- ken-Welle als Verriegelung der Zuganker von 8förmig ausgebildeten Hebeln über je einen Stössel von einem gemeinsamen Ring aus betätigbar sind.

3. Spritzgussmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, idass zum Verschliessen des Anguss-Kanals an jeder Form ein Schileber mit einer quer dazu verlaufenden Nut vorgesehen ist.

4. Spritzgussmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für den Kernzug und dessen Verriegelung eine rotierende Büchse mit Kurvenbahnen und Aussenverzahnung vorgesehen ist, in welche eine Zahnstange eingreift, welche von aussen betätigbar ist 5. Spritzgussmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, Idadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn der rotierenden Büchse zwei Gewindesteigungen aufweist wobei im Steilgewinde der eigentliche Kernzug lerfolgt, während im Zweig mit flacher Steigung die selbsthemmende Verriegelung angeordnet ist.

6. Spritzgussmaschine nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 4 und 5, Idadurch gekennzeichnet, dass zur Aufrechterhaltung des Nachdruckos über den Kernen federbelastete Büchsen angeordnet sind, welche von Scheibenfedern anpressbar sind.

7. Spritzgussmaschine nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne relativ zur Form von aussen her bewegbar angeordnet sind, um ein Kneten des feinge- spritzten Materiales zu ermöglichen.

8. Spritzgussmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausstossen des Spritzlings im Anguss ein Dorn von aussen her durch den Angusskanal eingefahren wird.