DE3336258C2 - Spritzgieß- oder Preßwerkzeug zur Verarbeitung von Kunststoffmassen - Google Patents

Description

Die hrtindung betrifft ein Spritzgieß- oder Hrebwerkzeug zum Verarbeiten von plastischen Massen, insbesondere von Kunststoffmassen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei dem vorbeschriebenen bekannten Spritzgießwerkzeug (DE-OS 29 40 044) sollen verschiedene Hohlräume einer Spritzgießform individuell gefüllt werden. Wenn beispielsweise ein erster Hohlraum das erforderliche Spritzmasse-Volumen aufgenommen hat, aktiviert ein Zeitschalte-.· ein Elektromagnetventil, welches einen Druckmittelzylinder ansteuert, der ein Heißläufer-Nadelventil schließt. Die einstellbare ichaltzeit bestimmt hierbei die Füllmenge (s. D E-OS S. 19 Abs. 3). Sobald die Befüllung des ersten Hohlraums durch Schließen des Nadelventils beendet ist, kann die über den einzigen Einlaß einfließende Kunststoffmasse alle übrigen noch nicht gänzlich befüllten Form-Hohlräume ausfüllen. Wenn alle Hohlräume — unter Verwendung von Zeitschaltern — zeitabhängig gefüllt sind, befinden sich alte Nadelventile in ihrer Schließstellung.

Zur Verbesserung der Qualität eines Kunststoffartikels, insbesondere zur Vermeidung von Einfall- und Lunkerstellen, ist es ganz allgemein bekannt, nach der Befüllung des Formhohlraums mit Spritzmasse einen maschinenseitig aufgebrachten Nachdruck, der geringer ist als der Fülldruck, auf das gefüllte Formnest einwirken zu lassen. Bei einer zu kleinen Einspritzöffnung ergeben sich jedoch Friktionsverluste sowie gegebenenfalls ein vorzeitiges Einfrieren des Einlasses, so daß der Nachdruck in der Regel nicht oder nur ungenügend zur Wirkung gelangt.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen bekannten Spritzgieß- oder Preßwerkzeug (DE-OS 29 40 044), liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorbekannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß es möglich ist, mit ihr nach Ende der Füllphase des Formhohlraums den durch die Einspritzeinheit bewirkten Nachdruck gejzielt auf den in den Formhohlraum eingefülltenjKunstfistoff einwirken zu lassen. Diese Aufgabe wurde entsprechend dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs gelöst.

Im Unterschied zum Gegenstand der DE-OS 29 40 044 benutzt die Erfindung das Nadelventil nicht nur zur Befüllung des Formhohlraums an sich sondern vielmehr zusätzlich zur Einwirkung des Nachdrucks auf den gefüllten Formhohlraum. Mit der Erfindung hat sich daher die Möglichkeit eröffnet, dem Nadelventil eine relativ große Einspritzöffnung zuzuordnen und diese Einspritzöffnung nach dem Fülivorgang für eine vorbestimmte optimale Zeit so lange offenzuhalten, bis der Nachdruck gezielt auf die vorteilhafte Gestaltung des Artikels eingewirkt hat Mit einer solchen im geeigneten Zeitpunkt schließbaren Einspritzöffnung werden Friktionsverluste und ein vorzeitiges Einfrieren des Einlasses vermieden, so daß die vorteilhafte Nachdruckwirkung gewährleistet ist

Mit der Erfindung wurde für die speziellen Bedürfnisse eines Spritzgieß- oder Preßwerkzeuges — insbesondere zur Verarbeitung von Kunststoffmassen — eine

15- Steueranordnung geschaffen, mit welcher die Nachdrucksteuerung einer modernen Werkzeugform auch von spezifisch nicht so fachkundigem Personal ohne weiteres beherrscht werden kann. Die vorteilhafte Funktion eines Heißläufer-Nadelventils mit dcppeltwirkender druckmittelbetätigter (insbesondere pneumatisch betätigter) Kolben-Zylinder-Einheit sei in diesem Zusammenhang wie folgt beschrieben: zu Beginn des Füllvorganges bewirkt ein spritzgießmaschinenseitiger elektrischer Druckimpulsgeber einen über die Zeit wirkenden Impuls. Dieser über die Zeit aufrechterhaltene und von einem fmpulsumformer verarbeitete Impuls schaltet das Zeitglied durch und bewirkt durch Betätigung eines 4/2-Weg<--EIektromagnetventils eine Druckmittelbeaufschlagung des Nadelventils in Öffnungsrichtung. Sobald die Maschine ihren Füllvorgang beendet hat, wird auch der Druckimpulsgeber spannungslos. Hierdurch wird unter Zwischenschaltung des Impulsumformers eingangsseitig des Zeitgliedes ein Spannungsabfall bewirkt, welcher das Zeitglied in Gang setzt, das wiederum nach einer vorgewählten Schaltzeitdauer die Durchschaltung unterbricht. Dieses mit der Folge, daß das 4/2-Wege-Ventil erst nach Durchlaufen der Schaltzeitdauer von z. B. 15 Sekunden umschaltet und das Nadelventil schließt. Da jedoch während der Schaltzeitdauer der MaschinendrucL <iurch das geöffnete Nadelventil hierdurch anstehen blieb, bewirkte der damit einhergehende Nachdruck die vorerwähnte vorteilhafte Artikelgestaltung, insbesondere eine Verhinderung von Einfallstellen.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher dargestellt, es zeigen

Fig. 1 einen Anwendungsfall mit einem Heißläufer-Nadelventil mit einer doppeltwirkenden druckluftbetätigten Kolben-Zylinder-Einheit, und zwar eine vergrößerte teilweise Längsschnittdarstellung durch ein Heißkanal bzw. durch ein Heißläuferwerkzeug,

Fig. 2 das druckmittelbetätigte Arbeitsteil gemäß Fig. 1 in Alleinstellung mit zugeordnetem, schematisch dargestelltem 4/2-Wege-Elektromagnetventil in einer ersten Arbeitsstellung,

Fig. 3 in Anlehnung an Fig. 2 in einer zweiten Arbeitsstellung und

F i g 4 ein schematisch.es Blockschaltbild des elektrisehen Teils eines Steuergerätes.

Gemäß Fig. 1 ist in eine Aufspannplatte 10 der angußseitigen Werkzeughälfte eines Spritzgießwerkzeuges eine doppeltwirkende'Kolben-Zylinder-Einheit 11 eingelassen, welche innerhalb eines Zylinders 12 einen Kolben 13 aufweist, in welchem das Antriebsendc 14 einer Düsennadel 15 einer insgesamt mit 16 bezeichneten Einspritzdüse zug- und druckfest aufgenommen ist Die Düsennadel 15 durchgreift hierbei einen Heißka-

nal bzw. Heißläufer 17, welcher Führungskanäle 18 für den Durchtritt der Kunststoffschmelze aufweist Mit ihrem unteren konischen Abschlußende 19 kann die Düsennadel 16 die einer Formhöhlung 20 zugewendete Düsenöffnung 21 eines insgesamt mit 22 bezeichneten Düsenkörpers verschließen oder öffnen. Der Düsenkörper ist in einer Formplatte 23 aufgenommen.

In der Aufspannplatte 10 sind Druckluftleitungen 24, 25 eingearbeitet. Die Druckluftleitung 24 wird durch einen zylindermantelseitigen Druckluftkanal 26 und die Druckluftleitung 24 durch einen weiteren zylindermantelseitigen Druckluftkanal 27 fortgesetzt Der Druckluftkanal 26 mündet kolbenoberseitig und der Druckluftkanal 27 mündet kolberiunterseitig in der Zylinderbohrung 28.

Im Zusammenhang der F i g. 2,3 und 4 soll nun erklärt werden, wie die Kolben-Zylinder-Einheit 11 betätigt wird:

In F i g. 4 ist die elektrische Steuerung nach Art eines Blockschaltbildes dargestellt. Im oberen Bereich der F i g. 4 sind ein erster Impulsumformer 29 und in der unteren Bildhälfte ein zweiter Impulsumforme'. 30 gezeigt. Beide Impulsumformer 29,30 bestehen je aus einem Eingangsimpuls-Gleichrichter 31, der zugleich eine Spannungsbegrenzung (in Form einer Zenerdiode) enthält und welcher jeweils Gleichspannung an einen Schaltverstärker 32 abgibt. Beide Impulsumformer 29, 30 sind alternativ bedienbar und erhalten jeweils ein elektrisches Eingangssignal über die Klemmen 1 bzw. 2.

Während der Schaltverstärker 32 des ersten Impuls-Umformers 29 unmittelbar den Eingangsimpuls in Form einer Gleichspannung an das Zeitglied 33 weitergeben kann, kann dieses der Schaltverstärker 32 des zweiten Impulsumformers 30 nur unter Zwischenschaltung eines kapazitiven Widerstandes 34.

Die Eingangsseite des Zeitgliedes 33 ist mit 35 bezeichnet, während der Ausgang mit 36 bezeichnet ist. Der Ausgang 36 ist mit einer Magnetventil-Ansteuerung 37 elektrisch verbunden, deren Ausgang wiederum mit 38 bezeich"et ist.

Die Eingangsklemmen 1 und 2 sind alternativ mit zwei nicht dargestellten Signalklemmen schaltbar, wobei eine Signalklemme ein Fremdsignal und die andere Signalklemme ein Eigensignal führt. Ein elektrisches Fremdsignal wird beispielsweise von einem elektrischen Druckimpulsjjeber einer SpritzgießiTuschine erzeugt, während ein Eigensignal über eine Hilfsspannungsquel-Ie (nicht dargestellt) erzeugt und über einen nicht gezeigten Schalter entweder auf die Eingangsklemme 1 oder 2 gelegt werden kann. Die beiden Signalklemmen sind daher grundsätzlich gegeneinander substituierbar, so daß es im vorliegenden Fall genügen soll, die Wirkung eines über die eine Signalklemme eingeleitet?n Fremdsignals zu zeigen.

Anhand der Zeichnungen soll nun noch einmal ein Formfüllvorgang (wie bereits weiter oben angedeutet) zusätzlich erläutert werden:

Der in den Zeichnungen nicht dargestellte elektrische Druckimpulsgeber einer Spritzgießmaschine erzeugt ein elektrisches Fremdsignal, das auf die Eingangsklemme 1 (Fig.4) gegeben wird. Dieses Eingangssignal repräsentiert eine über die Zeit anhaltende elektrische Spannung. Diese wird in dem ersten elektrischen Inv pulsumformer 29 in eine Gleichspannung umgewandelt und schaltet das ZeitgÜed 33 durch, so daß über dessen Ausgang 36 die Magnetventil-Ansteuerung 37 und über deren Ausgang 38 schließlich das 4/2-Wege-Magnetventil 40 gemäß Fig.2 betätigt und in den Schaltzustand gemäß F i g. 3 versetzt wird.

Gemäß Fig.2 wirkt die Druckluft über den Druckmitteleingatig P, den Druckmittelanschluß B im Schließsinne oberseitig des Kolbens 13 auf die Düsennadel 15. Kolbenunterseitig hingegen wird über 27, den Druckmittelanschluß A und die Entlüftung R entlüftet In der Darstellung gemäß F i g. 3 ist schließlich das Magnetventil 40 im Öffnungssinne der Düsennadel 15 umgeschaltet Die Umschaltung geschah — wie erwähnt — durch das der Eingangsklemme 1 zugeführte Eingangssignal (Fremdsignal). In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß der Elektromagnet des Ventils 40 jeweils mit Fund die Verbindungsleitungen zwischen dem Ventil 40 und der Einheit 11 in Anlehnung an die Druckleitungen gemäß F i g. 1 jeweils mit 24 und 25 bezeichnet wurden. Das Elektromagnetventil 40 ist durch den Elektromagneten E entgegen der Rückstellkraft einer Feder Fbetätigbar.

Nach Beendigung des Füllvorganges wird der maschinenseitige Druckimpulsgeber abgeschaltet, was einen Spannungsabfall an der EingangsaMte 35 des Zeitgliedes 33 und damit eine Unterbrechung der Durchschaltung von 36 über 37 und 38 nach Schaltzeitablauf bewirkt Wenn beispielsweise die eingestellte Schalheit 15 Sekunden beträgt, kann nach Beendigung der Füllzeit bei offener Maschinendüse über die Zeit von 15 Sekunden ein Nachdruck auf das Formnest 20 wirken. Nach Ablauf der Schaltzeit wird das Ventil 40 vom Schaltzustand gemäß F i g. 3 auf den Schaltzustand gemäß Fig.2 umgeschaltet d.h. die Düsennadel 15 wieder in Schließstellung versetzt.

Charakteristisch für einen über die Eingangsklemme 2 ablaufenden Steuervorgang ist es, daß dieser unabhängig von der Dauer des Eingangssignals ist. Das elektrische Eingangssignal (Eigensignal) kann deshalb ein kurzes Tastsignal oder aber ein dauernd anstehendes Signal sein. Die hierbei von 32 (Fig.4) abgegebene Gleichspannung bewirkt nämlich wegen des zwischpngeschalteten Kondensators 34 an der Eingangsseite 35 des Zeitgliedes 33 nach der bekannten ZeiWSpannungscharakteristi.¹' eines Kondensators zunächst einen zeitlich vernachlässigbar kurzen Impulsanstieg und gleich darauf einen Spannungsabfall. Dieser Spannungsabfall bewirkt, daß die Schaltzeit des Zeitgliedes 33 sofort beginnt und das Magnetventil 40 unmittelbar geschaltet wird. Dieses aber nur über die eingestellte Schaltzeit von beispielsweise 15 Sekunden. Nach beispielsweise 15 Sekunden fällt das Ventil 40 in den vorherigen Schaltzustand zurück.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Spritzgieß- oder Preßwerkzeug zum Verarbeiten von plastischen Massen, insbesondere von Kunststoffmassen, mit einem durch einen doppeltwirkenden Druckmittelzylinder betätigten Heißläufer-NadelventiL mit einem den Druckmittelstrom zum Druckmittelzylinder steuernden Elektromagnetventil sowie mit einem das Elektromagnetventil ansteuernden, hinsichtlich seiner Schaltzeit einstellbaren Zeitglied, das in Abhängigkeit eines Eingangsimpulses eines werkzeug- bzw. maschinenseitigen Impulsgebers in Gang gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsimpuls auf das Zeitglied (33) über einen Impulsumformer (29) einwirkt, der bei Beendigung des Eingangsimpulses am Ende des Füllvorgangs des Werkzeuges einen das Zeitglied (33) in Gang setzenden Spannungsabfall erzeugt