DE102009033134B3

DE102009033134B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Absaugung von Dämpfen bei einer Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102009033134B3
Application number: DE102009033134A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Aebi; Philipp WÜTHRICH; Wolfgang Zangerle
Original assignee: Netstal Maschinen AG; Maschinenfabrik und Giesserei Netstal AG
Current assignee: Netstal Maschinen AG
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2029-07-16
Also published as: WO2011006751A1; US8709311B2; US20120175815A1; EP2454073A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Absaugen von Luft bei einer Spritzgießeinrichtung. Die Vorrichtung umfasst eine Abzugshaube mit einem Gehäuse, in dem ein oder mehrere Abzugskanäle vorgesehen sind, wobei die Abzugshaube im Bereich der Einspritzdüse einer Einspritzeinheit anordenbar ist, das Gehäuse die Einspritzdüse der Einspritzeinheit zumindest teilweise umgibt und aus dem Bereich der Einspritzdüse über Öffnungen (38) oder Kanäle (34) Luft absaugbar ist, sowie die Ablüftungseinrichtung, die mit dem Gehäuse der Abzugshaube (16) strömungsgmäßig verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abzugshaube und/oder die Ablüftungseinrichtung derart einstellbar ist, um in zumindest zwei Betriebsweisen unterschiedliche Absaugstärken zu realisieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Absaugung von Dämpfen bei einer Spritzgießmaschine gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 9.
Es ist bekannt, Spritzgießmaschinen in sogenannten Reinräumen einzusetzen, um saubere und keimfreie Kunststoffprodukte herzustellen. Dies ist insbesondere im medizinischen Bereich von Interesse. Dazu wird entweder die gesamte Spritzgießmaschine oder zumindest die Schließeinheit in einem Reinraum oder einer Reinraumzelle angeordnet. Das Ziel dabei ist es, direkt saubere Teile herzustellen, die auch in einem sauberen und sterilen Zustand verpackt werden können. Während des Spritzgießvorgangs selbst – und auch noch beim Entformen der Teile aus einer Spritzgussform – sind die Spritzgussteile per se sauber und keimfrei, da sie durch die hohen Verarbeitungstemperaturen von mehr als 200°C automatisch desinfiziert sind.
Auf dem Weg nach dem Auswerfen oder der Entnahme der Teile bis zum Verpacken können die zunächst sauber und keimfrei hergestellten Produkte jedoch durch die Umgebung verschmutzt werden. Diese Verschmutzungen sind oftmals durch den Betrieb, insbesondere die Bewegung, die Schmierung und die Antriebe einer Spritzgießmaschine verursacht. Dadurch können Partikelemissionen freigesetzt werden, die den Reinraum und in Folge das Produkt verschmutzen. Durch gezielte bauliche Maßnahmen bei der Spritzgießmaschine können diese Verschmutzungseffekte reduziert werden, so dass eine Produktion von Kunststoffteilen unter sauberen Bedingungen in einem Reinraum bzw. in einer Reinraumzelle generell möglich ist.
Problematisch ist jedoch immer noch der Zeitraum des Anfahrens der Spritzgießmaschine. Oftmals ist es erforderlich, das in der Plastifizier- oder Einspritzeinrichtung befindliche Altmaterial zunächst auszuspritzen und zu entfernen, bevor man in den eigentlichen Produktionsbetrieb zur Herstellung der Teile und Produkte übergeht. Jedoch ist es oft nicht möglich, solches Material in eine Spritzgießform einzubringen, um die ersten Teile dann zu entsorgen. Abhängig vom Material und der Komplexität der Spritzgießform muss das Material bei von dem Formwerkzeug oder der Aufspannplatte abgehobener Einspritzdüse durch die Einspritzdüse an die Umgebung und beispielsweise in einen Auffangbehälter ausgespritzt werden. Ein solcher Ausspritzvorgang kann beispielsweise bei einem Werkzeugwechsel notwendig werden. Dabei verschwindet das Material im Gegensatz zum normalen Produktionsbetrieb nicht in dem Formwerkzeug, sondern wird vielmehr als heißes dampfendes Material in dem Auffangbehälter gesammelt. Das sich abkühlende Material emittiert dabei viele Schmutzpartikel, die den Reinraum stark verunreinigen. Dies ist zwar in Bezug auf die gewünschte Produktion möglicherweise noch unproblematisch. Es ist jedoch möglich, dass diese Verunreinigungen des Reinraums parallel laufende Produktionen auf einer anderen Maschine im gleichen Reinraum qualitätsmäßig beeinträchtigt werden. Wird der Reinraum beispielsweise online hinsichtlich der Verschmutzung überwacht, so stellt man fest, dass bei einem vorbeschriebenen Ausspritzvorgang der Reinraum als verschmutzt angezeigt wird. Die gesamte Produktion auf allen parallelen Maschinen muss dann eventuell als Ausschuss entsorgt werden.
Aus der DE 38 42 720 A1 , der DE 34 23 224 A1 und der DE 28 20 538 A1 sind Absaugeinrichtungen für Spritzgieß- und ähnliche Maschinen bekannt, welche im Bereich der Formeneinheiten Schadstoffe absaugen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen auf effiziente Art und Weise eine Abzugshaube für eine Spritzgießmachine ausgebildet wird bei der Verunreinigungen der Luft durch den Betrieb der Spritzgießmaschine, insbesondere während des Anfahrens und Ausspritzens, vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 wie durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale vorrichtungs- bzw. verfahrensmäßig gelöst.
Dabei ist ein Kerngedanke der Erfindung darin zu sehen, dass über eine Abzugshaube, die im Bereich der Einspritzdüse angeordnet ist und diese zumindest teilweise umgibt, Luft und dadurch Dämpfe mit unterschiedlicher Absaugstärke abgesaugt werden kann.
Diese Absaugstärke oder -leistung ist beispielsweise dadurch einzustellen, dass bei einem gleichbleibenden Gebläsebetrieb der Strömungsquerschnitt auf dem Weg vom Bereich der Einspritzdüse über die Abzugshaube zum Gebläse verändert wird. Insbesondere kann dieser Strömungsquerschnitt durch eine Maßnahme an der Abzugshaube verändert werden. Evtl. ist es auch möglich den Strömungsquerschnitt nachfolgend der Abzugshaube zu ändern.
Alternativ oder zusätzlich ist es überdies möglich, dass die Leistung des Absauggebläses verändert wird. Auch auf diese Weise kann der Volumenluftstrom geändert werden.
Mit dieser Vorgehensweise trägt man mehreren Problemen bzw. Tatsachen Rechnung. Zum einen wird während des Ausspritzvorgangs von Material aus der Einspritzeinrichtung über die Einspritzdüse in eine Auffangvorrichtung die zusätzliche Verschmutzung, insbesondere die aufsteigenden Dämpfe, über eine starke bzw. gegenüber dem normalen Betrieb stärkere Absaugung sicher abgesaugt. Diese stärkere Absaugung kann bei einem normalen Betrieb jedoch Probleme verursachen, da aufgrund der Luftströmung um die Einspritzdüse herum eine solche Abkühlung auftreten kann, dass sich eine qualitätsmäßig negative Auswirkung auf die Qualität der Schmelze bemerkbar macht. So kann die Viskosität der Schmelze dadurch derart verändert werden, dass kein einwandfreier Einspritzvorgang mehr möglich ist oder die Werkzeugform nur noch ungenügend befüllt wird.
Aus diesem Grunde wird im normalen Betrieb – während dem die Produkte in gewünschter Weise hergestellt werden – eine (geringere) Absaugstärke eingestellt, die ein entsprechendes Abkühlen der Einspritzeinrichtung im Bereich der Einspritzdüse zum einen verhindert, zum anderen in diesem Bereich austretende Verunreinigungen oder Dämpfe aber dennoch in ausreichendem Maße abführt. Solche Verunreinigungen können beispielsweise dadurch entstehen, dass nach einem oder jedem Einspritzvorgang die Einspritzdüse kurzzeitig von dem Formwerkzeug oder einer Aufspannplatte abgehoben wird.
Eine einfache Ausführungsform der Erfindung, um den Strömungsquerschnitt in der Abzugshaube zu verändern, ist die Anordnung zweier aufeinanderliegender Bleche, die gegeneinander verschiebbar sind und jeweils Öffnungen aufweisen, die je nach relativem Verschiebezustand in unterschiedlicher Weise in Deckung bringbar sind. Überlappen sich die Öffnungen der gegeneinander verschiebbaren Bleche vollkommen, so ist ein maximaler Strömungsquerschnitt gegeben. Der Strömungsquerschnitt durch die Abzugshaube lässt sich stufenweise verringern, bis bei einer entsprechenden Relativverschiebung der Bleche die Öffnungen keinen Überlapp mehr haben und dadurch der Strömungsquerschnitt auf Null reduziert worden ist.
Eine weitere Möglichkeit zur Veränderung der Absaugstärke ist dadurch gegeben, dass das Gebläse in seiner Leistungsstärke verändert wird. Die kann durch eine entsprechende Ansteuerung geschehen, die je nach Betriebsweise automatisiert ablaufen kann.
Natürlich sind beide Maßnahmen, nämlich die Verstellung des Strömungsquerschnittes und die Einstellung der Absaugleistung auch kombinierbar.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Abzugshaube eine Auffangeinrichtung zum Aufnehmen des ausgespritzten Materials vorgesehen ist, welche verschließbar ausgebildet ist. Auch dadurch kann eine übermäßige Verunreinigung nach dem Ausspritzen vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in
1 eine schematische Perspektivansicht einer Einheit aus Aufspannplatte, Einspritzeinrichtung und erfindungsgemäßer Abzugseinrichtung,
2 eine weitere schematische Perspektivdarstellung der Anordnung aus 1, jedoch nun aus einer anderen Perspektive,
3 eine Draufsicht auf die Einspritzeinrichtung mit die Einspritzdüse umgebender Abzugshaube,
4 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Abzugshaube und
5 eine schematische Perspektivansicht mit einem teilweise weggebrochen dargestellten äußeren Gehäuseteil der Abzugshaube aus 4.
Beim vorliegenden konkreten Ausführungsbeispiel sind in den Figuren Teile einer Spritzgießmaschine dargestellt, insbesondere eine Anordnung mit einer Aufspannplatte 10, an der eine Einspritzeinrichtung einer Plastifizier- und Einspritzeinheit angedockt ist.
An der Aufspannplatte 10 kann schließenseitig ein Werkzeug befestigt sein, welches vorliegend nicht näher dargestellt ist. Da die Spritzgießmaschinen und -systeme mit Plastifizier- und Einspritzeinrichtungen sowie Aufspannplatten hinreichend bekannt sind, wird vorliegend nicht näher darauf eingegangen.
Um den vorderen Teil der Einspritzeinrichtung 12, insbesondere die Düsenspitze 28, ist in Form eines nach unten geöffneten U eine Abzugshaube 16 angeordnet, die ein Gehäuse aufweist, welches im Wesentlichen aus einem äußeren Gehäuseblech 30 und einem inneren Gehäuseblech 32 besteht. Beide Gehäusebleche definieren einen Innenraum, der auch als Strömungskanal 34 bezeichnet wird.
Am äußeren Gehäuseblech 30 ist eine Handhabe 26 vorgesehen sowie eine Haltelasche 17, an der wiederum eine Halterung 18 angeordnet ist, die auf einer Führungskulisse 20 in einem bestimmten Bewegungsbereich beweglich hin und her fahrbar ist. Dabei kann die Abzugshaube 16 mittels der Handhabe 26 in Axialrichtung der Einspritzeinrichtung 12 in einem bestimmten Bereich hin- und her verschoben werden.
Wie in den 4 und 5 zu erkennen ist, besitzt das innere Gehäuseblech 32 der Abzugshaube 16 in seinen oberen Bereichen eine Vielzahl von Langlöcher 38. Zudem ist unmittelbar auf dem inneren Gehäuseblech 32 der Abzugshaube 16 den Bereich der Langlöcher umgreifend ein Schieberblech 36 unmittelbar aufliegend angeordnet, welches schematisch in 5 erkennbar ist. Dieses Schieberblech ist verschieblich auf dem inneren Gehäuseblech 32 gelagert und kann über einen Antrieb 40, der einerseits mit dem Gehäuse 16, andererseits mit dem Schieberblech 36 verbunden ist, relativ zum inneren Gehäuseblech 32 verschoben werden.
Im Schieberblech 36 sind in gleicher Weise wie im inneren Gehäuseblech 32 Langlöcher vorgesehen. Durch Verschieben des Schieberblechs 36 können die Langlöcher im Schieberblech 36 mit den Langlöchern 38 im inneren Gehäuseblech 32 mit mehr oder weniger Überlappungsgrad in Deckung gebracht werden. Der Überlappungsgrad hängt dabei vom Grad der Relativverschiebung ab.
In den 4 und 5 ist das Schieberblech 36 derart verschoben, dass die Langlöcher sowohl der Schieberplatte 36 wie auch des inneren Schieberblechs 32 nahezu vollständig übereinander zu liegen kommen. Damit ist ein maximaler Strömungsquerschnitt gegeben, mit dem Luft aus dem vom Gehäuse umgebenden Innenraum in den Kanal 34 zwischen dem inneren Gehäuseblech 32 und dem äußeren Gehäuseblech 30 und zu dem Anschlussstutzen 24 gelangen und dort abgesaugt werden kann.
An dem Anschlussstutzen 24 ist (vorliegend nicht dargestellt) eine Absaugleitung angeordnet, über die mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Absauggebläses die Luft abgesaugt werden kann. Auf diese Weise wird die Luft aus dem Innenraum des U-förmigen Gehäuses, die Abzugshaube 16, die Abzugsleitung und das Gebläse aus dem Reinraum heraus geleitet, so dass eventuelle Verunreinigungen und Dämpfe möglichst nicht in den Reinraum gelangen bzw. nicht dort verbleiben.
Durch Betätigung des Antriebs 40, der von einer Steuerung entsprechend beaufschlagt werden kann, kann nun über eine Verschiebung der Schieberplatte 36 der Strömungsquerschnitt je nach Überlapp der Langlöcher verändert werden.
Auf diese Art und Weise kann selbst bei gleicher Gebläseleistung eine unterschiedliche Luftmenge aus dem Innenraum des Gehäuses abgeführt werden. Beim Ausspritzbetrieb wird die Absaugleistung erhöht (der Strömungsquerschnitt also vergrößert), um eine ausreichende Absaugung zu gewährleisten. Während des „normalen” Spritzbetriebs – also dem normalen Betrieb der Spritzgießmaschine zur Herstellung der Produkte – wird die Absaugleistung durch eine Verschiebung der Schieberplatte 36 reduziert, so dass ein Auskühlen der Einspritzeinrichtung 12 im Bereich der Einspritzdüse vermieden ist.
Natürlich kann die Absaugleistung auch durch eine entsprechende Verminderung/Erhöhung der Absaugleistung des entsprechenden Absauggebläses zusätzlich variiert werden.
Durch die entsprechende verschiebliche Anordnung der Abzugshaube 16 mittels der Halterung 18 und der Führungskulisse 20 ist es überdies möglich, die Abzugshaube nach hinten zu verschieben, um eine Zugänglichkeit zur Einspritzdüse zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Auffangwanne 22, welche unterhalb der Abzugshaube 16 angeordnet ist, verschließbar ausgebildet sein, so dass nach einem eventuellen Ausspritzvorgang die Abzugshaube verschlossen wird, um so ein weiteres Ausdampfen zu vermeiden.
Wie in 4 dargestellt ist, erstreckt sich überdies der Kanal 34 zwischen dem inneren Gehäuseblech 32 und dem äußeren Gehäuseblech 30 in den U-Schenkeln nach unten, so dass auch die Luft unmittelbar aus dem Bereich der Auffangwanne 22 evakuiert werden kann.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es auf einfache Weise möglich, Verunreinigungen während des Ausspritzprozesses zu vermeiden, ohne befürchten zu müssen, dass sich beim normalen Produktionsbetrieb ein Nachteil bei einer Schmelzequalität durch eine zu starke Abkühlung ergibt.

10: Aufspannplatte
12: Plastifizier- und Einspritzeinrichtung
14: Einfülleinrichtung
16: Abzugshaube
17: Haltelasche
18: Halterung
20: Führungskulisse
22: Auffangwanne
24: Anschlussstutzen für Abzug
26: Handhabe
28: Einspritzdüse
30: Äußeres Gehäuseblech
32: Inneres Gehäuseblech
34: Luftführungskanal
36: Schieberblech
38: Langloch
40: Antrieb

Claims

Abzugseinrichtung für eine Spritzgießmaschine umfassend – eine Abzugshaube (16) mit einem Gehäuse (30, 32), in dem ein oder mehrere Öffnungen oder Abzugskanäle (34, 38) vorgesehen sind, wobei die Abzugshaube (16) im Bereich der Einspritzdüse (28) einer Einspritzeinheit (12) angeordnet ist, das Gehäuse die Einspritzdüse der Einspritzeinheit zumindest teilweise umgibt und aus dem Bereich der Einspritzdüse über die Öffnungen (38) oder Kanäle (34) Luft absaugbar ist, sowie – eine Ablüftungseinrichtung, die mit dem Gehäuse der Abzugshaube (16) strömungsmäßig verbunden ist, um Luft aus der Abzugshaube (16) abzusaugen, wobei die Abzugshaube (16) und/oder die Ablüftungseinrichtung derart einstellbar ist, um in zumindest zwei Betriebsweisen unterschiedliche Absaugstärken zu realisieren, so dass die Luft zumindest während des Ausspritzvorganges mit einer höheren Absaugleistung abgesaugt wird als beim normalen Spritzgießbetrieb.
Abzugseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablüftungseinrichtung ein Absauggebläse mit einer veränderbaren Absaugleistung umfasst.
Abzugseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Absauggebläse zumindest zwei Absaugleistungen einstellbar sind.
Abzugseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse Einrichtungen (32, 36) zur Veränderung der Strömungsquerschnitte der Öffnungen (38) oder Kanäle (34) vorgesehen sind.
Abzugseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Blech (32) mit Öffnungen (38) aufweist, auf welchem ein Schieberblech (36), welches ebenfalls Öffnungen aufweist verschiebbar befestigt ist, derart, dass durch eine Verschiebung die Öffnungen (38) mehr oder weniger in Deckung bringbar sind, um so den Strömungsquerschnitt zu verändern.
Abzugseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinrichtung (40) zum Verschieben des Schieberbleches (36) vorgesehen ist.
Abzugseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen unterhalb der Abzugshaube (16) ein Auffangbehälter (22) vorgesehen ist, um ausgespritztes Material aufzunehmen.
Abzugseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangbehälter (22) verschließbar ausgebildet ist.
Verfahren zum Ablüften bei einer Spritzgießeinrichtung, bei dem Luft aus dem Bereich der Einspritzdüse einer Einspritzeinrichtung mittels einer Abzugshaube (16) abgesaugt wird, wobei die Abzugshaube (16) und/oder die Ablüftungseinrichtung derart einstellbar ist, um in zumindest zwei Betriebsweisen unterschiedliche Absaugstärken zu realisieren, so dass die Luft zumindest während des Ausspritzvorganges mit einer höheren Absaugleistung abgesaugt wird als beim normalen Spritzgießbetrieb.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Leistungsstufe der Absaugung der Strömungsquerschnitt im Gehäuse einer Abzugshaube (16) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Absaugleistung eine Absaugeinrichtung, insbesondere ein Gebläse mit einer unterschiedlichen Leistung betrieben wird.