-
Spritzgußmaschine für wärmeformbare Massen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Spritzguß maschine für wärmeformbare Massen, bei der die Masse in pulverförmigem
Zustand in einen Spritzzylinder eingeführt wird, um von dort durch einen Spritzkolben
durch eine Heizvorrichtung hindurch in die Form gedrückt zu werden. Wenn der Spritzkolben
vorgeht, so findet er zunächst nur geringen Widerstand, weil sich die- in den Zylinderraum
lose eingeschüttete Masse verhältnismäßig leicht bis auf die Hälfte ihres Rauminhalts
zusammendrücken läßt. Erst wenn dies geschehen ist, vermag der Kolben die Masse
unter einen gso hohen Druck zu setzen, daß diese die vorgelagerte, in der Heizvorrichtung
erweichte Spritzmasse ins Fließen zu bringen vermag und in die Form einspritzen
kann. Denn der zum Vorverdichten der pulverförmigen Masse erforderliche Druck ist
weit geringer als der Spritzdruck. Da die Vorverdichtung ungefähr die Hälfte des
Kolbenhubes in Anspruch nimmt ehe der eigentliche Einspritzvorgang beginnt, geht
die Hälfte des Spritzkolbenhubes für das Spritzen verloren. Der Erfindung liegt
unter anderem die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und zu erreichen,
daß die Leistung des Spritzkolbenantriebes in vollem Maße für den eigentlichen Spritzvorgang
zur Verfügung steht und nicht zur Vorverdichtung des Spritzgutes herangezogen wird.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Hilfsantrieb vorgesehen
ist, der vor Ingangsetzen des Hauptantriebes den Abstand zwischen dem Spritzkolben
und dem Boden des Spritzzylinders zwecks Vorverdichtung der Masse verringert.
-
Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn der Hilfsantrieb
ausschließlich auf den Spritzzylinder einwirkt, während der Spritzkolben sich in
Ruhe befindet und vorzugsweise von dem Formschlittenantrieb gebildet wird.
-
Bei Anwendung der Erfindung auf eine Spritzgußmaschine, deren Einspritzdüse
in an sich bekannter Weise verschlossen werden kann, bleibt die Düse während der
Tätigkeit des Hilfsantriebes verschlossen. Dadurch wird verhindert, daß der Spritzvorgang
schon vorzeitig während der Vorverdichtung der Masse erfolgt.
-
Vorzugsweise schaltet der Hilfsantrieb nach dem zur Vorverdichtung
der Masse erforderlichen Hub den Spritzkolbenantrieb ein. Das kann in der Weise
geschehen, daß in der Bahn des Formschlittens ein Einschaltorgan für den Spritzkolbenantrieb
angeordnet wird.
-
Die Erfindung bietet besondere Vorteile bei Anwendung auf Spritzgußmascbinen
derjenigen bekannten Bauart, bei weller der Spritzkolben mit dem Maschinengestell
durch ein Kniehebelgestänge verbunden ist, auf das ein mit Druckluft angetriebener
Kolben einwirkt. Denn bei Maschinen dieser Art ist der nutzbare Hub durch die Abmessungen
des Kniehebelgestänges beschränkt. Um so größere Vorteile bietet es, wenn dieser
Hub der ganzen Länge nach fiir den Einspritzvorgang ausgenutzt werden kann statt
wie bisher zum Teil lediglich der Vorverdichtung der pulverförmigen Nasse zu dienen.
-
Nach einen weiteren Erfindungsmerkmal wird der Spritzzylinder von
einer Buchse gebildet, die in einem zylinderartigen Ansätz des Spritzkolbengestells
verschiebbar geführt ist. Wenn der Formschlitten in Richtung auf die Einspritzdüse
vorläuft, dann nimmt er nach Auftreffen auf die Düse den diese tragenden Heizzylinder
sowie den damit starr verbundenen Spritzzylinder mit und schiebt den Spritzzylinder
auf den ortsfesten Einspritzkolben so weit auf, als es die Vorverdichtung erfordert.
Erst nach Stillstand des Formschlittens und des Spritzzylinders beginnt der Spritzkolben
seinen Hub.
-
Bei dieser Anordnung ist also der Heizzylinder am Spritzkolbengestell
in Achsenrichtung frei beweglich angebracht und stützt sich daher beim Spritzvorgang
ausschließlich auf den Formschlitten ab. Diese Anordnung hat noch den weiteren Vorteil,
daß der Spritzzylinder mit dem mit ihm vereinigten Heizzylinder leichter auswechselbar
ist als es der Fall wäre, wenn beide am Spritzkolbengestell befestigt würden. Die
zu einer solchen Befestigung dienenden Mittel, insbesondere Gewinde, werden nämlich
erfahrungsgemäß außerordentlich leicht durch die erweichte Masse verklebt, so daß
sie sich nadel dem Erkalten nicht mehr lösen lassen. Man muß aber den Heizzylinder
häufig auswechseln, z. B. jedesmal, wenn man auf Verarbeitung einer anders gefärbten
Masse übergeht. Der Vorteil der leichteren Auswechselbarkeit. der durch die frei
bewegliche Anordnung des Heizzylinders am Spritzkolbengestell erreicht ist. kommt
auch dann zur Geltung, wenn ein {4ilfsantrieb für die Vorverdichtung nicht vorgesehen
ist. Auch dann kann man den Heizzylinder ohne irgendeine feste Verbindung mit dem
Spritzkolbengestell oder mit dem Formschlitten anordnen, so daß er ein selbständiges
Zwischenelement darstellt. das während des Spritzens zwischen der Form und dem Gestell
eingeklemmt ist, aber nach Rückzug der Form frei auswechselbar wird. ohne daß hierzu
Befestigungsmittel gelöst werden müßten.
-
Die Erfindung sei nachstehend in Anwendung auf eine Maschine mit
knichebelangetriebenem Spritzkolben an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
In der Zeichnung, in der dieses veranschaulicht ist, zeigt Fig. 1 einen lotrechten
Mittelschnitt durch die Maschine mit offener Form nach der Linie 1-1 der Fig. 4
vor Beginn des Spritzvorganges, Fig. 2 entsprechende Ansicht nach dem Schließen
der Form und nach heendigter Vorverdichtung des Spritzgutes, Fig. 3 die entsprechende
Darstellung nach beendigtem Spritzhub und Fig. 4 den Schnitt nach der Linie 4-4
der Fig. I.
-
In einem lotrechten zylinderförmigen Ansatz 10 des Spritzkolbengestells
ist der Spritzkolben 11 lotrecht verschiebbar geführt.
-
Sein Antrieb erfolgt in an sich bekannter Weise durch einen Kolben
12, dessen Zylinder 13 in waagerechter Lage am Gestell angebracht und an eine Druckluftleitung
angeschlossen ist. Die Bewegungsübertragung voin Kolben 12 auf den Kolben 11 erfolgt
durch ein Kniehebelgestänge. Dieses besteht aus einem Hebel 14, dessen unteres Ende
im Punkt 15 an einen lotrecht geführten, den Kolben 1 1 tragenden Schlitten 11'
gelenkig angeschlossen ist und dessen oberes Ende durch eine Kolbenstange 16 mit
dem Kolben 12 in Verbindung steht. Ferner gehören zu dem Kniehebelgestänge Lenker
17, dereli untere Enden auf Zapfen I8 gelagert sind und deren obere Enden bei 19
am Hebel 14 angreifen. Wird der Kolben I2 durch Druckluft nach rechts gedriickt,
so sucht er die Kniehebel 14 und 17 in die Strecklage zu bringen und übt dabei auf
den Spritzkolben 11 einen Druck aus, der mit der Abwärtsbewegung des Kolbens wächst
und sein Höchstmaß bei Beendigung des Spritzbubes erreicht.
-
Die Hälften 20, 20' der geteilten Form werden je von einem Schlitten
2I bzw. 22 getragen. Diese Schlitten sind im Gestell der Maschine lotrecht verschiebbar
geführt. Am unteren Formschlitten 21 sind lotrechte
Schraubspindeln
23 befestigt, die in Äluttern 24 (Fig.-4) eingreifen; diese sind am Gestell der
Maschine drehbar, aber gegen Verschiebung gesichert gelagert, als Schneckenräder
ausgebildet und kämmen mit Schnecken, <lie auf einer - gemeinsamen Antriebswelle
25 (Fig. I) befestigt sind. Diese erfährt ihren Antrieb von einem Hilfsmotor 27
aus durch ein Vorgelege 26.
-
Der Spritzzylinder 28, in den der Spritzkolben 11 hineinragt, ist
als eine Buchse ausgebildet, die in dem zylinderförmigen Ansatz 10 des Gestells
in Achsenrichtung verschiebbar geführt ist und mit dem Heizzylinder 29 starr vereinigt
ist. Im unteren Ende des Heizzylinders 29 ist eine waagerechte Bohrung vorgesehen,
in der ein Drehschieber 30 gelagert ist. Dieser Drehschieber hat eine ihn quer durchsetzende
Bohrung, welche die Einspritzdüse bildet. Von unten her legt sich an die Umfangsfläche
des Drehschiebers 30 ein an dem - Oberteil 20 der Form vorgesehenes Mundstück. Dieses
ist bei entsprechender Einstellung des Drehschiebers 30 mit dem Innern des Heizzylinders
verbunden. Wird der Drehschieber 30 aber entsprechend gedreht, so wird dadurch der
Heizzylinder abgeschlossen.
-
Zwischen einem Bund 31 des Ansatzes 10 und einem Bund 32 des von
den Zylindern 28 und 29 gebildeten Teils ist eine Eichraubenfeder 33 eingefügt,
die die Teile in der in der Zeichnung veranschaulichten Lage zu halten sucllt.
-
In dem Ansatz 10 ist ein schräger Zulaufschacht34 vorgesehen, der
bei der veranschaulichten Ruhelage der Teile zu einer Durchbrechung 35 des Einspritzzylinders
28 ausgerichtet liegt und in nicht näher veranschaulichter Weise mit dem Zulaufschacht
einer Dosierwaage verbunden ist.
-
Nachdem durch den Schacht 34 eine bestimmte Weflstoffmenge in pulverförmigem
oder körnigem Zustand zugeführt ist, die den Hohlraum des Einspritzzylinders 28
annähernd bis zum unteren Rand der Öffnung 35 ausfüllt, wird zunächst der Motor
27 eingeschaltet, während der Kolben 12 die veranschaulichte Ruhelage beibehält.
Dadurch werden die Muttern 24 in Umlauf versetzt und die Spindeln 23 hochgezogen,
so daß sich die beiden Formschlitten 2I und 22 aufwärts bewegen. In dem Zeitpunkt,
in welchem diese Aufwärtsbewegung beginnt, befindet sich das Mundstück der Form
noch in einem gewissen Abstande von dem Düsenschieber 30, nähert sich diesem aber
jetzt, bis zur Anlage. Hierbei legt sich der Formschlitten 22 gleichzeitig an Pratzen
36 des Heizzylinders 29. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung der Formschlitten 21
und 22 wird der von den Zylindern 28 und 29 gebildete Teil unter Zusammendrücken
der Feder 28- aufwärts verschoben. Da hier bei der Kolben II in seiner Ruhelage
ver harrt, verringert sich der Abstand zwischen dem Spritzkolben 11 und dem Boden
37 des Spritzzylinders, so daß die darin befindliche Masse verdichtet wird. Sobald
diese Verdichtung so weit fortgeschritten ist, daß der entstehende Druck etwa dem
Spritzdruck entspricht, trifft ein Ansatz des Forinschlittens 22 auf einen elektrischen
Kontakt und schließt einen Steuerstromkreis. Durch diesen wird der Düsenschieber
30 geöffnet, der Motor 26 ausgeschaltet, so daß der Spritzzylinder 28 stehenbleibt,
und gleichzeitig der Druckluft einlaß zum linken Ende des Zylinders I3 geöffnet,
so daß der Spritzkolben 1 1 durch den Kniehebelantrieb schlagartig herabgepreßt
wird. Dadurch wird die vorverdichtete Masse durch die beheizten Kanäle des Zylinders
29 hindurch in die Form hineingetrieben. Fig. 2 veranschaulicht den Zeitpunkt des
Kontaktschlusses und Fig. 3 das Ende des Spritzhubes.
-
Nachdem sich die gefüllte Form genügend abgekühlt hat, wird Druckluft
der rechten Seite des Kolbens I3 zugeleitet, wodurch der Spritzkolben II in die
in Fig. I, 2 und X veranschaulichte Lage zurückgezogen wird.
-
Gleichzeitig wird der Motor 27 in Rückwärtsrichtung angelassen, und
der Düsenschieber 30 wird geschlossen. Der Abwärtsbewegung des unteren Formschlittens
2I folgen der obere Formschlitten 22 und der aus den Zylindern 28 und 29 bestehende
Teil unter der Wirkung der Feder 33 so lange, bis sich Anschläge 41 (Fig. 2), die
am Heizzylinder 29 vorgesehen sind, an Gegenanschläge 42 des Maschinengestells anlegen.
Alsdann bleiben die Zylinder 28 und 29 stehen, während die beiden Formschlitten
um eine Strecke von etwa 30 mm weiter laufen. Schließlich bleibt auch der obere
Formschlitten 22 stehen, während der untere Formschlitten 21 seine Abwärtsbewegung
fortsetzt, um die Form zu ofirrlen.
-
Die Zapfen I8 sind nicht starr am Gestell befestigt, sondern vorzugsweise
diesem gegenüber beweglich. Der auf sie durch die Kniehebellenker 17 ausgeübte aufwärts
gerichtete Zug wird zweckmäßig in bekannter Weise ausgenutzt, um auf die Form einen
Schließdruck auszuiiben, der vom Spritzdruck abhängig ist. Zu diesem Zweck werden
die Zapfen Is von den waagerechten Armen zweier am Gestell gelagerter Winkelhebel
40 getragen, die je durch einen Kniehebellenker 45 mit einem gleichfalls am Gestell
gelagerten waagerechtem Arm 46 verbunden sind. Die Arme 46 tragen Rollen 47, an
die sich nach der Vorverdichtung bei Erreichen der Lage
der Fig.
2 Anschlagpfannen 48 anlegen, die an Schlitten 22 sitzen. Der auf die Zapfen I8
ausgeübte aufwärts gerichtete Zug sucht das vom Winkelhebel 34 und dem Lenker 45
gebildete Kniehebelgelenk zu strecken und da durch die Zapfen 47 abwärts zu drückcn.
-
Diese drücken dabei den Schlitten 22 abwärts und üben auf die Formhälften
20, 20' einen erheblichen Schließdruck aus, der in dem Maße steigt in welchem der
Spritzdruck xvachst.
-
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht also darin, daß zwei
getrennte An triebe zur Vorverdichtung der losen Spritzmasse und zum Einspritzen
dieser Masse in die Form vorgesehen sind und daß diese bei den Antriebe nacheinander
zur Wirkung gelangen. Es wird dadurch erreicht, daß die volle Arbeitsleistung des
Spritzkolbenantriebes 12-17 dem eigentlichen Spritzvorgang vorbehalten bleibt, während
die Vorverdichtung der Spritzmasse dem Hilfsantrieb v3-27 obliegt. Infolgedessen
wird der Spritzkolbenantrieb .12-17 wesentlich besser ausgenutzt was besonders beim
Verpressen von sehr losem Werkstoff von erheblicher Bedeutung ist. Die Erfindung
bietet dann nämlich die Möglichkeit, die Größe des im Spritzzylinder 28 vorgesehenen
Füllraumes dem geringen Schüttgewicht des Werkstoffs entsprechend zu vergrößern,
ohne daß man hierzu den Spritzkolbenantrieb I2-I7 ebenfalls entsprechend vergrößern
müßte. Man kann daher beim Verspritzen von Massen niedrigen Schüttgewichts das Leistungsvermögen
des Spritzkolbenantriebes voll ausnutzen und dementsprechend Werksftide spritzen,
deren Inhalt diesem Leistungsvermögen voll entspricht.
-
Die erläuterte Anordnung bietet ferner den Vorzug, daß man die Zylinder
28 und 29; nach Abnahme der Anschläge 42 leicht answechseln kann, weil sie im Gegensatz
zu den bekannten Maschinen keine starre Verbindung mit dem Spritzkolbengestell haben.
-
Die Erfindung kann in mannigfacher Weise abgeändert werden. So wäre
es möglich, den Spritzkolben 1 1 an dem ihn tragenden Schlitten 1 1' in seiner Achsenrichtung
verstellbar anzuordnen und die Vorverdichtung durch eine solche Verstellung zu bewirken.
Hierbei könnte diese Verstellung z. B. auf hydraulischem Wege erfolgen. In diesem
Falle könnte der Einspritzzylinder 28 feststehend angeordnet werden. Auch kann die
Anordnung kinematisch in der Weise umgekehrt werden, daß der obere Teil 11 als Zylinder
und der untere Teil 28, 29 als Kolben ausgeführt wird. In diesem Falle würde der
Kol ben gleichzeitig als Heizvorrichtung für die Masse dienen und zu diesem Zweck
mit Längskanälen versehen sein und an seinem Ende die Einspritzdüse tragen, während
das Kniehebelgestänge den Zylinder auf und ab bewegen würde. Schließlich könnte
die Vorverdichtung auch dadurch bewirkt werden, daß der Hauptantrieb 12-17 des Spritzkolbens
statt an dem Gestell gelagert zu sein. von einem lotrecht geführten Schlitten getragen
wird, der sich zwecks Vorverdichtung der Masse unter der Wirkung des Hilfsantriebes
abwärts bewegt.