DD285570A5

DD285570A5 - Spritzgussverfahren und spritzgussvorrichtung

Info

Publication number: DD285570A5
Application number: DD89333587A
Authority: DD
Inventors: Shigeru Tsutsumi
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1988-10-13
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1990-12-19
Also published as: CN1032196C; WO1990003879A1; BR8907118A; ES2019167A6; CS582989A3; HU896046D0; HK132593A; NZ231019A; AU4349089A; US5219512A; JPH0761662B2; DE68905177D1; NO902601L; FI902940A0; DK144790A; CN1041907A; ATE86173T1; AU625074B2; KR920700873A; DK144790D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spritzguszverfahren und die zur Durchfuehrung des Verfahrens erforderliche Spritzguszvorrichtung. Sie wird zur Herstellung von Formartikeln aus Kunststoffmaterial eingesetzt. Ein wesentliches Merkmal besteht darin, dasz ein Duesendurchgang, der eine Verbindung zwischen dem Inneren der Spritzvorrichtung und einem Hohlraum der Form herstellt, nach dem Spritzvorgang, aber waehrend der Druckausuebung auf das Material im Mittelbereich unterbrochen wird. Der Material-Druckhalteschritt wird zuerst unter Einsatz der Spritzvorrichtung an sich ausgefuehrt, wobei die Betaetigung eines Stoeszels ein erster stufenloser oder abgestufter externer oder interner Druck auf das gesamte injizierte Material ausgeuebt wird, und anschlieszend andere Mittel einen zweiten stufenlosen oder abgestuften internen Druck auf einen durch die Unterbrechung des Duesendurchganges abgetrennten vorderen Teil des injizierten Materials ausueben. Dadurch kann die Einstellung der Material-Druckhaltung manuell, ohne Verwendung eines Computers durchgefuehrt werden. Fig. 1{Spritzguszverfahren; Spritzguszvorrichtung; Spritzvorrichtung; Formenanordnung; Duesendurchgang; Unterbrechung; Stoeszel; Druckausuebung; Material-Druckhalteschritt}

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzgußverfahren und die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Spritzgußvorrichtung. Die Erfindung wird zur Herstellung von Formartikeln a is Kunststoffmaterial eingesetzt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eine bekannte Spritzgußvorrichtung für Kunststoffmaterial umfaßt eine Spritzvorrichtung vom Schraubstößeltyp und eine Formenanordnung mit einem Formhohlraum, in dem ein geformter Gegenstand hergestellt wird. Die Formenanordnung kann eine Einzelform für ein Formprodukt oder eine Primärform für ein Formprodukt und e ne Kalteingußform für ein Eingußstück aufweisen. Anstelle der Kalteingußform kann die Vorrichtung mit einer Heißeingußfo m ausgebildet sein, die mit einem Verteilerrohr zwischen der Einzelform und der Spritzvorrichtung versehen ist. Ein Düsendurchgang ist zwischen der Formenanordnung und einem Körper der Spritzvorrichtung angeordnet

Mit dieser Spritzgußvorrichtuna können folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

Erweichen und Dosieren eines Kunststoffmaterials in jedem Spritzzyklus, während es im Körper der Spritzvorrichtung erwärmt wird, Injizieren des warmen erweichten Materials unter Druck durch den Düsendurchgang zum Hohlraum hin, Halten des warmen injizierten Materials wenigstens teilweise innerhalb des gesamten Hohlraums dei Form unter Druck, während die Formenanordnung gekühlt wird, um das Erstarren des Materials in dieser zu einem geformten Gegenstand zu bewirken, und Entfernen des erstarrten Gegenstandes aus dem Hohlraum nach dem Öffnen der Formenanoranung. Die besonderen Schritte des Spritzgußverfahrens sind beispielsweise in den Tabellen I und Il angezeigt, in denen auch die vorgenannten fundamentalen Schritte enthalten sind.

Es wurde erkannt, daß unter den wichtigen, die Qualität eines geformten Produkts beeinflussenden Faktoren der Material-Druckhalteschritt einer der kritischsten Schritte ist. Wenn dieser Schritt nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, weisen die geformten Produkte unerwünschte Schrumpfungen infolge zu kurzer Spritzvorgänge und/oder Grate infolge Überverr ichtung auf.

Die Zeit des Material-Druckhalteschrittes hängt ab von der Zeit, die für die Abkühlung eines geformten Gegenstandes im -ormhohlraum benötigt wird.

Bei einer festen Kühlfähigkeit der Form und einem festen Volumen des Formhohlraums benötigt ein dünner Formgegenstand weniger Zeit als ein dickerer Formgegenstand, um für die Entfernung aus dem Formhohlraum ausreichend zu erstanen. In diersm Zusammenhang erfordert der dickere Formgegenstand mehr Zeit für den Material-Druckhalteschritt, obgleich der Spritzvorgang und der Erweichungs- und Dosierschritt jeweils die gleiche Zeit beanspruchen wie für den dünneren Formgegenstand.

Beim bekannten Verfahren wird der Material-Druckhalteschritt ausgeführt, indem die Spritzvorrichtung mit dem Stößel folgend auf den Spritzdruck einen externen Haltedruck auf das Material im Düsendurchgang und im Formhohlraum zu diesem hin ausübt. Die konventionelle Technologie gibt einen mehrstufigen externen Haltedruck, der von der Spritzvorrichtung durch vorgegebene schrittweise Hubbewegungen des Stößels erzeugt wird, den Vorzug vor einem stufenlosen Haltedruck. Da die Funktion und die Wirkung der Material-Druckhaltung noch nicht bekannt sind, obwohl hierzu einige Theorien entwickelt wurden, gab es verschiedene Versuche zur Verbesserung des Material-Druckhalteschrittes für ein erweichtes .V.at-rial, das dickflüssig und elastisch ist, in Annäherung an den mehrstufigen externen Druck. Bei den bekannten Annäherungen besteht selbstverständlich die erhebliche E -hwierigkeit der genauen Steuerung des mehrstufigen Druckes durch vorbestimmte exakte Hubpositionen, da die Zeit zwischen benachbarten Druckstufen sehr kurz im Bereich von etwa 0,01 s ijt und der sehr geringe Abstand zwischen den Hubpositionen für benachbarte Druckstufen im Bereich von 0,1 mm liegt, während der innere Durchmesser der Zylinderbuchse der Spritzvorrichtung relativ zu den kurzen Hubabständen sehr groß ist. Unter diesen Umständen kann die Steuerung des mehrstufigen Druckes nicht manuell erfolgen. Daher sind die neueren Spritzgußvorrichtungen zur Herstellung genauer Produkte, insbesondere bei sehr kleinen Gegenständen, mit einem aufwendigen Computer ausgestattet, der mit teuren elektronischen Detektoren für die gesteuerten Parameter gekoppelt ist. Im Zusammenhang hiermit wird ein derartiger Computer auch zur Steuerung des Erweichungs- und Dosietschrittes und des Spritzvorganges verwendet. Beim Spritzvorgang wird meist auch eine mehrstufige Methode angewandt, bei der die Spritzgeschwindigkeit mehrstufig gesteuert wird.

Weiterhin ist festzustellen, daß nur nachdem der Material-Druckhalteschritt in einem Spritzzyklus beendet ist, der Erweichungsund Dosierschritt für einen nächsten Spritzzyklus ausgeführt werden kann. Dies folgt daraus, daß der Einspritzstößel der Vorrichtung selbst wesentlich beim Material-Druckhalteschritt beteiligt ist. Dies bedeutet, daß dem Erweichungs- und Dosierschritt eine Zeitspanne eingeräumt werden muß, die zwischen der Beendigung des Material-Druckhalteschrittes und der Öffnung der Formenanordnung für die Entfernung des geformten Gegenstandes liegt. Diese Zeitspanne ist in einem Spritzzyklus relativ kurz, zum Beispiel 4,6s in einem Spritzzyklus von 14,5s (34%), wie in Tabelle I dargestellt ist, während die Zeit für den Material-Druckhalteschritt 5,09s (35%) beträgt.

Die Spritzzykluszeit (14,5s) ist die Summe aus der Zeit für die Erweichung und Dosierung (4,6s) der Material-Druckhaltezoit (5,09s) und der Zeit für die weiteren Schritte (5,41 s).

Es besteht natürlich in der Kunststoff-Spritzgußindustrie ein großer Bedarf für eine höhere Produktivität von Präzisionsartikeln aufgrund einer kürzeren Spritzzykluszeit. Dieser Bedarf zv/ingt daher zur Verkürzung der Zeit für den Material-Druckhalteschritt, während sichergestellt sein muß, daß die Qualität der geformten Präzisionsartikel noch ausreichend ist. Dies bedingt nicht nur, daß die Kühlfähigkeit der Form verbessert werden muß, sondern auch die Computersteuerung des mehrstufigen Haltedrucks und des Spritzdruckes mit den zugehörigen Stößelhüben muß für eine höhere Genauigkeit verbessert werden, um mit der verbesserten Kühlung der Form zu harmonisieren, mit dem Ergebnis, daß die Computersteuerung an sich komplizierter wird ur d zu höheren Kosten führt. Die Kosten des Computers machen einen großen Teil der mit der Herstellung der Spritzgußvorrichtung verbundenen Kosten aus, so daß die Herstellungskosten insgesamt sehr stark angestisgen sind im Vergleich mit der: Kosten der

ursprünglichen Spritzgußvorrichtungen, die nicht mit einem Computer ausgestattet waren und einen einfachen Betriebsablauf mit einem stufenlosen Druck und einer stufenlosen Spritzgeschwindigkeit hatten. Dies führt natürlich zu höheren Kosten bei der Herstellung von Formgegnnständen.

Andererseits wurden zur Senkung der Herstellungskosten verschiedene Versuche unternommen, um die Sprifczykluszeit abzukürzen. Eine solche verkürzte Zykluszeit erzwingt unter den herkömmlichen Umständen eine Verkürzung der Zeit für den Erweichung^- und Dosierschritt. Jedoch besteht ein schwerwiegendes Problem darin, daß die Verkürzung des Erweichungs- und Dosierschrittes eine Erhöhung der Erweichungsgeschwin. igkeit oder -leistung mit einer erhöhten Leistungszuführung erfordert, was zu einem Anstieg der Maschinen- und Betriebskosten führt.

Weiter ist festzustellen, daß eine derartig erhöhte Erweichungsfähigkeit der Spritzvorrichtung eine Schädigung des Kunststoffmaterinls an sich durch den Schraubstößel infolge des Aufbrechens von Ketten eines Harzpolymers bewirkt, während das polymere Material erweicht. Dies führt zu einer Qualitätsverschlechterung des Formgegenstandes, Schließlich führt die erhöhte Erweichungsfähigkeit zu einer Erwärmung des Materials auf höhere Temperaturen. Dies ergibt eine Vt rlangerung dor zur Abkühlung des Formgegenstandes in der Form erforderlichen Zeit und wirkt somit dem Versuch, die Spr.'tzzykluszeit zu verkürzen, entgegen. Aufgrund der geringeren Qualität des erv sichten Materials und der verstärkten Erwärmung besteht somit eine gewisse Begrenzung für die Erhöhung der Erweichungsfähigkeit, selbst wenn die erhöhten Produktionskosten einer solchen Spritzvorrichtung mit höherer Leistung vernachlässigt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den technisch-ökonomischen Herstellungsaufwand zu verringern, die Ausstoßleistung zu erhöhen und die Herstellungskosten zu senken.

Darlegung des Wesens der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Spritzgußverfahren mit den Schritten

- Erweichen und Dosieren e .es Kunststoffmaterials in jedem Spritzzyklus, während es im Körper der Spritzvorrichtung erwärmt wird,

- Injizieren des erwärmten erweichten Materials unter Druck durch den Düsendurchgang zum Hohlraum hin,

- Halten des erwärmten injizierten Materials wenigstens teilweise innerhalb des gesamten Hohlraums der Form unter Druck, während die Formanordnung gekühlt wird, um das Erstarren des Matr-^:als in dieser zu einem geformten Gegenstand zu bewirken, und

- Entfernen des erstarrten Gegenstandes aus dem Hohlraum nach dem Öffnen der Formenanordnung

zu schaffen, das eine Computersteuerung nicht benötigt, das mit einem stufenlosen Druck und einer davon abhängigen stufenlosen Stößelgeschwindigkeit für jeden Spritzvorgang und den nachfolgenden Material-Druckhalteschritt wie bei dem ursprünglichen Spritzgußverfahren im Sinne einer „ein Druck und eine Geschwindigkeits-Annäherung" arbeitet, jedoch insoweit verbessert ist, daß eine Spritzzykluszeit bei einer festen Erweichungsfähigkeit der Spritzvorrichtung erheblich verkürzt ist, und daß eine Erweichungsfähigkeit der Vorrichtung bei einer festen Spritzzykluszeit erheblich reduziert ist, während eine hohe Qualität von geformten Präzisionsartikeln als Folge eines nicht zu kurzen Spritzvorganges, der zu Schrumpfungen füln cn würde, und der Vermeidung einer Überverdichtung, die zu Graten führen würde, sichergestellt ist. Die genaue Einstellung der Material-Druckhaltung soll manuell ohne Verwendung eines Computers durchgeführt werden können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Spritzgußvorrichtung zu schaffen, die kostengünstig ist, eine geringe Größe besitzt und/cder eine geringere Erweichungsenergie benötigt, wobei sie einen kleineren Erweichungs-Schraubstößel unabhängig von der Verwendung eines Computers aufweist; die mit einer relativ großen Formenanordnung verbunden ist, die einer relativ großen Klemmkraft unterworfen ist, aber die Herstellung von Präzisionsteilen mit hoher Produktivität und Qualität ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem Injektionsvorgang die Verbindung zwischen dem Inneren des Körpers der Spritzvorrichtung und dem Hohlraum der Form über den Düsendurchgang in dessen Mittelbereich unterbrochen wird, w 'vend der Material-Druckhalteschrtt durchgeführt wird.

Die Erfii.dung gibt eine neue Richtung in der Spritzgußtechnologie, die sich von den bekannten Verfahren völlig abhebt. Sie geht ab von der allgemeinen Meinung, daß der Material-Druckhalteschritt von der Spritzvorrichtung in Verbindung mit dem unverzüglich erfolgenden Spritzvorgang abhängt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß nach dem Injektionsvorgang die Verbindung zwischen dem Inneren des Körpers der Spritzvorrichtung und dem Hohlraum der Form über den Düsondurchgang in dessen Mittelbereich unterbrochen wird, während der Material-Druckhalteschritt durchgeführt wird. Vorzugsweise weist der Material-Druckhalteschritt folgende Stufen auf:

1. Verwenden der Spritzvorrichtung an sich durch Betätigen eines Einspritzstößels zur Ausübung eines ersten Haltedruckes auf das gesamte injizierte Material, und

2. Verwenden anderer Mittel zur Ausübung eines zweiten Haltedruckes auf einen vorderen Teil des injizierten Materials, der durch die Unterbrechung des Düsendurchganges abgetrennt wurde.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die konventionellen Schritte deö Erweichens, Dosierens und Injizierens durch eine herkömmliche Ein- oder Zweizylinder-Spritzvorrichtung durchgeführt, und der erste Material-Druckhalte-Teilschritt wird von derselben herkömmlichen Spritzvorrichtung bewirkt.

Gemäß einer ersten Ausbildung der Erfindung ist der erste Haltedruck ein externer statischer Druck, der auf den dynamischen Injektionsdruck folgend vom Injektionsstößel ausgeübt wird, da das injizierte Material insgesamt schrumpft, wenn die Formenanordnung gekühlt wird, und der zweite Haltedruck ist ein stufenloser interner statischer Druck, der vom vorderen Teil des Materials ausgeübt wird, was ν,. 'dichtet in einem festen Raum eingeschlossen ist, der aus einer Kombination aus dem Hohlraum und einem durch die ändert.η Mittel definierten vorderen Teil des Düsendurchganges besteht. Gemäß einer zweiten Ausbildung der Erfindung ist der erste Haltedruck der gleiche wie bei der vorstehenden ersten Ausbildung, jedoch ist der zweite Haltedruck ein abgestufter interner statischer Druck, der vom vorderen Teil des Materials ausgeübt wird, das verdichtet in einem festen Raum eingeschlossen ist, der aus einer Kombination aus dem Hohlraum und einem durch die anderen Mittel definierten vorderen Teil des Düsendurchganges besteht, wobei das Volumen dieses Raumes durch die anderen Mittel stufenweise verändert wird, jedoch unverändert ist, bis die nächste stufenweise Änderung bewirkt wird. Gemäß einer dritten Ausbildung der Erfindung ist der erste Haltedruck ein stufenloser interner statischer Dr .ck, der vom gesamten injizierten Material ausgeübt wird, das verdichtet in einem festen Raum eingeschlossen ist, der aus einer Kombination aus dem Hohlraum der Form und dem gesamten Düsendurchgang, dessen hinteres Ende durch den Einspritzstößel definiert ist, besteht, und der zweite Haltedruck ist dor gleiche interne statische Druck wie bei der ersten Ausbildung. Gemäß einer vierten Ausbildung der Erfindung ist der erste Haltedruck der gleiche wie bei der ersten Ausbildung, aber der zweite Haltedruck ist ein stufenförmiger externer statischer Druck, der von den anderen Mitteln auf den vorderen Teil des injizierten Materials ausgeübt wird, das in einem geschlossenen, durch die anderen Mittel in seinem Volumen veränderbaren Raum, bestehend aus einer Kombination des Formenhohlraums und einem durch die anderen Mittel definierten vorderen Teil des Düsendurchganges, verdichtet wird.

Der Begriff „externer Druck" bedeutet hier einen von externen Mitteln auf ein Material ausgeübten Druck, während der Begriff „interner Druck" einen Druck darstellt, den das Material auf sich selbst ausübt. Die den externen Druck ausübenden externen Mittel sind in einer Richtung gegen das Material bewegbar, das sich in einem hierdurch geschlossenen Raum befindet, dessen Volumen durch die Bewegung veränderbar ist, während das den internen Druck ausübende Material in einem festen geschlossenen Raum untergebracht ist. In diesem Zusammenhang ist der externe Druck unabhängig von der sich durch die Erwärmung und Abkühlung ändernden Materialtemperatur, während der interne Druck sich mit der Temperatur ändert. Gemäß den Verfahrensvarianten nach den Ansprüchen 3,4 und 6 kann der erste externe Haltedruck ein stufenloser oder stufenförmiger Druck sein. Vorzugsweise ist der geschlossene Raum, der mit dem vorderen Teil des verdichteten injizierten Materials gefüllt ist, so dimensioniert, daß sein Volumen im wesentlichen das gleiche wie das des Hohlraums der Form ist. Die anderen Mittel sind vorgesehen zur Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Inneren des Körpers der Spritzvorrichtung und dem Hohlraum der Form im Mittelbereich des Düsendurchganges und zur Ausübung des zweiten Haltedruckes auf den vorderen, durch die Unterbrechung des Düsendurchganges abgetrennten Teil des injizierten Materials. Vorzugsweise können die anderen Mittel bei der ersten und dritten Ausbildung der Erfindung ein in den Düsendurchgang eingefügtes Ventil haben. Alternativ hierzu können die die Unterbrechung bewirkenden und den Druck ausübenden Mittel eine Zylinder/Kolben-Anordnung mit einem Stößel bilden zur Verbindung mit dem Düsendurchgang für den Stößel und zur Bewegung durch einen Teil im Mittelbereich des Düsendurchganges zum Hohlraum hin, entsprechend einem vorbestimmten Hub unter Druck gegen einen vorderen Teil des injizierten Materials, wobei bei dem Hub ein vorübergehender Stillstand erfolgt, um die Verbindung zwischen dem Inneren des Körpers und dem Hohlraum in der Mitte des Düsendurchganges zu unterbrechen und den festen geschlossenen Raum mit dem darin enthaltenen verdichteten Material zu definieren. Die Zylinder/Kolben-Anordnung hat einen geraden zylindrischen hohlen Fortsatz, in den der Stößel gleitend bewegbar eingepaßt ist. Der Düsendurchgang bildet teilweise einen vorderen Abschnitt des geraden hohlen Fortsatzes, wodurch der Stößel die Unterbrechung des Düsendurchganges bewirkt, wenn er in den vorderen Abschnitt des geraden hohlen Fortsatzes eintritt. Ein anderer Teil des Düsendurchganges, der zum Körper führt und dem vorderen geraden hohlen Fortsatz folgt, ist abgezweigt und erstreckt sich von dem geraden hohlen Fortsatz weg.

Die vorgenannte Zylinder/Kolben-Anordnung mit Ventilfunktion wird auch als die anderen Mittel bei der dritten Ausbildung der Erfindung verwendet. In diesem Fall wird der Stößel schrittweise in Vorwärtsrichtung bewegt, so daß der abgestufte interne Druck durch das verdichtete Material ausgeübt wird.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Schritt des Zurücksaugens von erwärmtem Material vorgesehen, das in dem vorderen Teil des Düsendurchganges infolge dessen Volumenausweitung verblieben ist, bevor die Formenanordnung zur Entfernung des geformten Gegenstandes geöffnet wird, jedoch während die Unterbrechung des Düsendurchganges aufrechterhalten wird, um eine übermäßige Verdichtung des erwärmten Materials zu vermeiden. Bei Verwendung der Zylinder/Kolben-Anordnung wird die Ausdehnung des Düsendurchganges durch eine Rückwärtsbewegung des Stößels bewirkt. Bei Verwendung des Ventils wird ein Abschnitt des Düsendurchganges durch einen vorderen Zylinderteil und einen durchbohrten hinteren Kolbenteil, der das Ventil enthält und in den Zylinderteil bewegbar ist, gebildet. Ein vorderes Ende des erwärmten, in dem Düsendurchgang verbliebenen Materials erstarrt hinter dem geformten Gegenstand durch das Kühlen der Form, und dieses erstarrte vordere Materialende wird durch unverzügliche Wärmezuführung geschmolzen, die vorübergehend nach Beendigung des Rücksaugschrittes, jedoch direkt vor dem nächsten Spritzvorgang erfolgt. Die unverzügliche Wärrrmzuführung wird vorzugsweise bewirkt durch als sogenanntes Speersystem bezeichnete Mittel. Der Rücksaugvorgang ist besonders notwendig in dem Fall, in dem die Spritzzykluszeit und somit auch die Kühlzeit für die Form kurz sind. Dies ergibt sich daraus, daß das kalte Materialende nicht ausreichend erstarrt ist, um dem inneren Druck im vorderen Düsenteil zu widerstehen, mit dem Ergebnis, daß, wenn das Rücksaugen zur Reduzierung des Druckes nicht erfolgt, die Wahrscheinlichkeit besteht, daß das Material mit dem unzureichend erstarrten Materialende austritt. Die Unterbrechung des Düsendurchganges wird beendet, um die Verbindung des Hohlraums der Form mit dem Inneren des Körpers der Spritzvorrichtung für den nächsten Spritzvorgang herzustellen, bevor das erstarrte vordere Materialende geschmolzen wird. In einem stationären Zustand wird das erwärmte erweichte Material, das in einem unmittelbar vorhergehenden Spritzzyklus injiziert wurde und im Gegensatz zum geformten Gegenstand in der Spritzvorrichtung einschließlich des Düsendurchganges verblieben ist, zusammen mit folgendem, frisch dosiertem erweichtem Material nach dem Schmelzen des erstarrten vorderen Materialendes nach der Beendigung der Unterbrechung des Düsendurchganges durch diesen hindurch zum Hohlraum hin injiziert, wobei die Menge des frisch dosierten Materials im wesentlichen gleich dp«· des geformten Gegenstandes ist.

Wenn das Ventil in den Düsendurchgang pamäß der ersten oder dritten Ausbildung der Erfindung eingefügt ist, ist der vordere Teil des Düsendurchganges im festen geschlossenen Raum infolge der Unterbrechung des Düsendurchganges abgetrennt. Der erste externe oder interne Druck durch den Einspritzstößel am Ende des ersten Material-Druckhalte-Teilschrittes ist im wesentlichen g'eich dem internen Druck durch das verdichtete Material am Beginn des zweiten internen Material-Druckhalte-Teilschritts.

Wenn die Zylindor/Kolben-Anordnung in den Düsendurchgang eingefügt ist, gemäß der ersten oder zweiten Ausbildung der Erfindung, ist der vordere Teil des Düsendurchganges im festen geschlossenen Raum um ein vorbestimmtes Volumen kleiner als ein vorderer Teil, der aufgrund der Unterbrechung des Düsendurchganges abgetrennt wurde. Der vom Einspritzstößel ausgeübte externe Druck am Ende des ersten Material-Druckhalte-Teilschrittes ist kleiner als der vom verdichteten Material ausgeübte interne Druck am Beginn des zweiten internen Material-Druckhalte-Toilschrittes durch einen erhöhten Teil dss Kompressionsdruckes aufgrund des durch das vorbestimmte Volumen verdichteten Materials.

Der Düsendurchgang kann eine Heißeingußform bilden, die mit einem Verteilerrohr mit einem Eingußtrichter ausgebildet ist, an dem die Düse befestigt ist. Die Formenanordnung kann eine Primärform zur Herstellung eines Formprodukts und eine Kalteingußform zur Herstellung eines Eingußstücks aufweisen. Das Formprodukt und das Eingußstück bilden zusammen den Formgegenstand im Hohlraum der Form.

Der vorgenannte vordere Teil des Düsendurchgangos, mit einem festen oder schrittweise veränderbaren Volumen, wird als ,,Material-Druckhalte-Kammer" bezeichnet, und ebenso werden das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung als »Spritzgußsystem mit einer Material-Druckhalte-Kammer" bezeichnet, um die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik abzugrenzen.

Gemäß der Erfindung umfaßt die Zeitspanne des zweiten Material-Druckhalte-Teilschrittes einen vorherrschenden Teil der Gesamtzeit des Material-Druckhalteschrittes. Vorzugsweise wird die Unterbrechung des Düsendurchganges auf den Spritzvorgang folgend bewirkt. Ein dynamischer, auf dan Material ausgeübter Spritzdruck während des Fließens durch den gesamten Düsendurchgang zum Hohlraum der Form hin nv*. hoher Geschwindigkeit wird stufenweise von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel herabgesetzt, um sich in einer diatischen Haltedruck zu wandeln gemäß der ersten und zweiten Ausbildung nach der Erfindung, aber der statische Haltedruck, der auf das gesamte injizierte Material ausgeübt wird, wird durch die Unterbrechung des Düsendi -".hganges unmittelbar nach Beendigung des Einspritzvorganges unterbrochen. Der erste Haltedruck und der Spritzdruck sind vorzugsweise stufenlos, aber sie können selbstverständlich auch mehrfach abgestuft sein, wenn dies gewünscht oder erforderlich ist.

Nach der Unterbrechung des Düsendurchganges wird der Erweichungs- und Dosierschritt für den nächsten Spritzvorgang von der Spritzvorrichtung durchgeführt. In diesem Zusammenhang können der Erweichungs- und Dosierschritt mit relativ geringer Geschwindigkeit durchgeführt werden, längstens über eine relativ lange Zeitspanne, die im wesentlichen gleich der von dem Zeitpunkt direkt nach einem ersten Spritzvorgang bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Formenanordnung für einen zweiten Spritzvorgang geschlossen wird, ist, wobei die Zeit dieses längsten Schrittes nahezu gleich der Dauer eines Spritzzyklus zwischen dem ersten und dem zweiten Spritzvorgang ist.

Dies ist eines der vorteilhaftesten Merkmale der vorliegenden Erfindung, das mit den bekannten Verfahren nicht erreicht werden kann, bei denen der Material-Druckhalteschritt von der Spritzvorrichtung abhängt. Das genannte vorteilhafte Merkmal ermöglicht die Verlängerung der Zeit für den Erweichungs- und Dosierschritt beispielsweise von 3,5s auf 8,5s, wie in Tabelle I gezeigt ist, in einer festen Spritzzykluszeit von 14,59s, mit der Wirkung, daß die Spritzvorrichtung für eine niedrigere Erweichungsgeschwindigkeit ausgelegt werden kann, zum Beispiel auf Ve (3,5/8,5) der konventionellen Vorrichtung, d. h„ es kann eine wesentlich kleinere Vorrichtung eingesetzt werden, die eine geringere Leistung aufnimmt, und auch das Länge/ Durchmesser-Verhältnis des Schraubstößels kann größer gemacht werden. Weiterhin wird bei einer Spritzvorrichtung mit einer festen Erweichungsgeschwindigkeit die Spritzzykluszeit erheblich herabgesetzt, zum Beispiel in einem Ausmaß von etwa 65% (9,59/14,59) gegenüber der bekannten Vorrichtung, wie in Tabelle I angezeigt ist.

Ein anderer bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung wird erhalten durch Verwendung des internen Haltedruckes, insbesondere beim zweiten Material-Druckhalte-Teilschritt, der kontinuierlich und automatisch abnimmt, wenn die Temperatur des im gesamten Hohlraum der Form befindlichen Materials aufgrund der Kühlung der Formenanordnung abgesenkt wird, um einen erstarrten Formgegenstand zu erhalten.

Allgemein ausgedrückt, bedeutet dies, daß ein Computer nicht mehr zur Steuerung des Haltedruckes erforderlich ist, da der zweite Teilschritt einen vorherrschenden Teil der Gesamtzeit des Material-Druckhalteschrittes bildet. Weiterhin ist ein Computer nicht mehr erforderlich zur Steuerung des Haltedrucks im ersten Teilschritt, da dieser sehr kurz ist, d. h. mit anderen Worten, daß die vorliegende Erfindung sich im wesentlichen nicht auf die Spritzvorrichtung zur Ausübung des Material-Druckhalteschrittes stützt.

Im Zusammenhang mit dem vorstehenden ist die vorliegende Erfindung auch darin vorteilhaft, daß der interne Haltedruckfür die Material-Druckhaltung genau auf einen bestimmten Pegel mittels einer einfachen manuellen Operation durch Veränderung dos Hubs entlang einer vorgegebenen Skala einstellbar ist. Dies ergibt sich daraus, daß die Zylinder/Kolben-Anordnung mit einem großen Länge/Durchmesser-Verhältnis ausgebildet werden kann. Im deutlichen Gegensatz hierzu ist das Länge/Durchmesser-Verhältnis der Spritzvorrichtung beträchtlich kleiner und kann nicht auf eine gewünschte Größe gebracht werden, mit der Folge, daß der herkömmliche Material-Druckhalteschritt einen Computer benötigt mit elektronischen Mitteln zur genauen Erfassung der Position des Einspritzstößelhubes.

Der zweite Material-Druckhalte-Teilschritt, der durch die Unterbrechung des Düsendurchganges bewirkt wird, kann natürlich unter Verwendung einer Zylinder/Kolben-Anordnung durchgeführt werden, die einen externen statischen Druck auf das verdichtete Material ausübt gerade wie im ersten Teilschritt, der von der Spritzvorrichtung mit einer Zylinder/Kolben-Anordnung enthaltend einen den externen statischen Druck auf das gesamte injizierte Material ausübenden Einspritzstößel ausgeführt wird. Jedoch kann dies in einigen Fällen den Einsatz eines Computers erforderlich machen.

Im folgenden wird auf die erfindungsgemäßen Merkmale der Spritzgußvorrichtung eingegangen. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Inneren des Körpers der Spritzvorrichtung und dem Hohlraum der Form über den Düsendurchgang in dessen Mittelbereich und zur Bildung eines festen geschlossenen Raumes aus einer Kombination des Hohlraums und eines damit verbundenen vorbestimmten vorderen Teils des Düsendurchganges, in dom ein vorbestimmter, durch die Unterbrechung des Düsendurchganges abgetrennter Teil des injizierten Materials verdichtet wird, wodurch das verdichtete Material einen internen Druck ausübt und in den Hohlraum gedrückt wird, vorgesehen sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Spritzgu'ivorrichtung sind die Mittel zur Unterbrechung des Düsendurchganges und zur Ausübung aas internen Druckes durch eine andere Zylinder/Kolben-Anordnung gebildet, die einen Stößel aufweist zur Verbindung mit dem Düsendurchgang für den anderen Stößel und zur Bewegung durch einen Teil im Mittelbereich des Düsendurchganges zum Hohlraum hin entsprechend einem vorbestimmten Hub unter Druck gegen einen vorderen Teil des injizierten Materials, um die Verbindung zwischen dem Inneren des Körpers und dem Hohlraum in der Mitte des Düsendurchganges zu unterbrechen und den festen geschlossenen Raum mit dem darin enthaltenen verdichteten Material zu definieren.

Ferner ist ein durchbohrter Block vorgesehen, an dessen vorderem Ende die Düse angeordnet ist und der mit der Spritzvorrichtung und der Zylindor/Kolben-Anordnung integriert ist, wobei der Block einen Teil des Düsendurchganges bildet und die Zylinder/Kolben-Anordnung einen geraden zylindrischen hohlen Fortsatz aufweist, in den der andere Stößel gleitend bewegbar eingepaßt ist, und wobei der Düsendurchgang teilweise einen vorderen Abschnitt des geraden hohlen Fortsatzes bildet, wodurch der andere Stößel die Unterbrechung des Düsendurchganges bewirkt, wenn er in den vorderen Aoschnitt der genden hohlen Fortsatzes eintritt.

Ein anderer Teil des Düsendurchganges der zum Körper führt und dem vorderen geraden hohlen Fortsatz folgt, ist abgezweigt und erstreckt sich von dem geraden hohlen Fortnatz.

Der andere Stößel ist durch die Zylinder/Kolben-Anordnung auch rückwärts bewegbar, während die Unterbrechung des Düsendurchganges aufrechterhalten wird bis direkt vor dem Entfernen des geformten Gegenstandes aus dem Hohlraum, mit der Wirkung, daß das im vorderen Abschnitt des Düsendurchganges verbliebene und durch dessen Unterbrechung abgetrennte Material zurückgesaugt wird, so daß es vom Druck und von der Verdichtung befreit wird. Die Zylinder/Kolben-Anordnung kann auch so ausgebildet sein, daß der andere Stößel bei einem vorbestimmten Hub vorübergehend stillgesetzt ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Spritzgußvorricr.i jng bilden die Mittel zur Unterbrechung des Düsendurchganges und zur Ausübung des internen Druckes wenigstens einen mit der Düse und einem Ventil ausgestatteten durchbohrten Block, der zwischen dem Ventil und der Düse einen Abschnitt des Düsendurchganges enthält, wobei das Ventil durch Schließen die Unterbrechung des Düsendurchganges bewirkt und den festen geschlossenen Raum aus einer Kombination eines vorderen, vom Ventil ausgehenden Teils des Düsendurchganges und des Hohlraums definiert, in dem das verdichtete Material aufgenommen ist.

Die Mittel zur Unterbrechung des Düsendurchganges und zur Ausübung des internen Druckes enthalten einen durchbohrten Block und oinen durchbohrten Teilblock in Kombination, wobei der Abschnitt des Düsendurchganges und die Düse dem Block und das Ventil dem Teilblock zugeordnet sind und der Block einen mit der Spritzverrichtung koaxialen Zylinder und der Teilblock einen durchbohrten, mit der Spritzvorrichtung koaxialen Kolben bilden, wobei der Kolben mit einem festen Vorwärtshub in den Zylinder hineinbewegbar und mit dem Körper integriert ist, und wobei der Zylinder einen vorderen Abschnitt und der Kolben den hinteren Abschnitt des Düsendurchganges bilden, worin eine Kombination des Blockes und des Teilblockes eine axiale Ausdehnung des Volumens des Düsendurchganges durch eine Rückwärtsbewegung der Spritzvorrichtung bewirken, während die Unterbrechung des Düsendurchganges aufrechterhalten wird, jedoch bevor der geformte Gegenstand aus dem Hohlraum entfernt wird, mit de; Wirkung, daß das im vorderen Abscnnitt des Düsendurchganges verbliebene Material zurückgesaugt wird, so daß es vom Druck und von der Verdichtung befreit wird.

Ferner ist eine Heißeingußform zwischen dem Block und der Formenanordnung mit einem Eingußtrichter und wenirstens einem Eingußdurchfjang vorgesehen zur Verbindung mit der im Block angeordneten Düse, und wenigstens eine Trichtermündung in der Formenanordnung gebildet ist, wobei der Eingußtrichter und der Eingußdurchgang in der Eingußform zusammen einen vorderen Teil des Düsendurchganges, der zu dem Teil des Düsendurchganges im Block führt, bilden. Die Eingußform weist Mittel auf zur sofortigen Erwärmung der Eingußform wenigstens an einem freien Vorwärtsende des Eingußdurchganges bei für einen Spritzvorgang geschlossener Formonanordnung, wenn diese gekühlt wird. Jede Formhälfte ist mit Gasdüsen biMenden Mitteln an der inneren Hohlraumoberffäche ausgestattet zum Blasen von Gas gegen die gegenüberliegende Oberfläche de. arideren Formhälfte, um eine zusätzliche Kühlung der Formenanordnung an der Hohlraumoberfläche zu bewirken.

Weiterhin ist eine Kombination des Düsendurchganges und der Zylinder/Kolben-Anordnung auch zur Regulierung des Öffnungsgrades dos Düsendurchganges an der Abzweigstelle vorgesehen, durch den das Material injiziert wird. Das Ventil ist auch zur Regulierung des Öffnungsgrades vorgesehen, über das das Material durch den Düsendurchgang injiziert wird. Die Spritzvorrichtung ist derart ausgebildet, daß sie in einem Spritzzyklus mit einer Zeitspanne entsprechend der zwischen einem ersten und einem zweiten Einspritzvorgang, das Kunststoffmaterial für einen Einspritzvorgang erweicht und dosiert längstens über eine Zeitspanne, die im wesentlichen der zwischen dem Zeitpunkt nach dem ersten Einspritzvorgang und dem Zeitpunkt, in dem die für einen nächsten Spritzzyklus mit dem zweiten Einspritzvorgang geschlossen wird, entspricht. Der Körper der Spritzvorrichtung ist durch das Ventil in einen Erweichungsteil und einen Dosierteil einer den Einspritzstößel enthaltenden Zylinder/Kolben-Anordnung unterteilt, wobei der Dosierteil einen Anschlag aufweist, gegen den der Einspritzstößel mit seinem Vorderende bei Beendigung d6S Einspritzvorganges durch einen festen Vorwärtshub stößt, wodurch ein anderer fester geschlossener Raum durch den Einspritzstößel definiert wird, der aus einer Kombination des Hohlraums der Form und des gesamten Düsendurchganges besteht, und wobei das Ventil derart ausgebildet ist, daß es gleichzeitig die Unterbrechung des Düsendurchganges bewirkt und eine Verbindung zwischen dem Inneren des Dosierteiles und dem Inneren des Erweichungsteils herstellt und weiterhin gleichzeitig die Unterbrechung des Düsendurchganges beendet und die Verbindung zwischen dem Dosierteil und dem Erweichungsteil unterbricht.

Die Formenanordnung besteht aus einer Primärform zur Herstellung eines Formp.odukts und einer Kalteingußform zur Ausbildung eines Eingußrtücks, wobei das Formprodukt und das Eingußstück dun geformten Gegenstand im Hohlraum

bilden.

Das Volumen eines vorderen Teils des Düsendurchganges, der bei dessen Unterbrechung von den Mitteln zur Unterbrechung

des Düsendurchganges und zur Ausübung des internen Druckes definiert wird, ist etwa gleich dem des Hohlraums der Form.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend anhand von mehreren Beispielen erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine Spritzvorrichtung mit einem geöffneten Ventil zur Durchführung eines späteren Teils eines

Material-Druckhalteschrittes in schematischer Darstellung; Fig. 2: eine Spritzgußvorrichtung mit einem geschlossenen Ventil zur Durchführung eines spateren Teils eines

Material-Druckhalteschrittes in schematischer Darstellung; Fig. 3: eine Spritzgußvorrichtung mit einer Zylinder/Kolben-Anordnung zur Durchführung eines späteren Teils eines

Material-Druckhalteschrittes in teilweise geschnittener Darstellung; Fig. 4 (a): eine Stellung des Stößels der Zylinder/Kolben-Anordnung nach Fig. 3, durch die der Material-Druckhalte-Teilschritt,der Materialrücksaugschritt und der Materialvorschub-Druckhalte Teilschritt nach dem Spritzvorgang im Schnitt

dargestellt sind; Fig. 4(b): eine andere Stellung des Stößels der Zylinder/Kolben-Anordnung nach Fig. 3, durch dieder

Material-Druckhalte-Teilschritt, der Materialrücksaugschritt und der Materialvorschub-Druckhalte-Teilschritt nach

dem Spritzvorgang im Schnitt dargestellt sind; Fig. 4 (c): eine weitere Stellung des Stößels der Zylinder/Kolbon-Anordnung nach Fig. 3, durch die der

Material-Druckhalte-Teilschritt, der Materialrücksaugschritt und der f aterialvorschub-Druckhalie-Teilschritt nach

dem Spritzvorgang im Schnitt dargestellt sind; Fig. 5: eine Spritzgußvorrichtung entsprechend der nach Fig. 3, jedoch mit Gasdüsen zum Kühlen des Formenhohlraums, in

teilweiser Schnittdarstellung;

Fig. 6: ein Diagramm über den zeitlichen Ablauf der Vorgänge in einem Spritzgußzyklus und das Ventil nach Fig. 1; Fig. 7: ein Diagramm über den zeitlichen Ablauf der Vorgänge in einem Spritzgußzyklus und die Zyünder/Kolben-Anordnung

nach Fig. 3; Fig. 8: ein Diagramm über den Verlauf des Haltedruckes während des gesamten Material-D' uckhalteschrittes bei einer an

sich bekannten Spritzgußvorrichtung bzw. der Spritzgußvorrichtung gemäß Fig. 1 oder Fig. 2; Fig. 9: ein Diagramm überden Verlauf des Haltedruckes während des gesamten Material-D, uckhalteschrittes

der Spritzgußvorrichtung gemäß Fig. 3 oder Fig. 5, wobei ein zweiter stufenloser interner Druck erzeugt wird; Fig. 10: ein Diagramm über den Verlauf des Haltedruckes während des gesamten Material-Druckhalteschrittes

der Spritzgußvorrichtung gemäß Fig. 3 oder Fig. 5, wobei ein zweiter abgestufter interner Druck erzeugt wird; Fig. 11: ein Diagramm über den Verlauf des Haltedruckes während des gesamten Material-Druckhalteschrittes der

Spritzgußvorrichtung gemäß Fig. 13 oder Fig. 14; Fig. 12: eine weitere erfindungsgemäßa Ausführungsvariante der Spritzgußvorrichtung mit einer zweiteiligen

Spritzvorrichtung und einer Formenanordnung im geschlossenen Zustand in schematischer Schnittdarstellung; Fig. 13: eine Spritzgußvorrichtung gemäß Fig. 12 mit einer Formenanordnung im geöffneten Zustand

in schematischer Schnittdarstellung; Fig. 14: ein Diagramm über den Verlauf einer anderen Form des Haltedruckes, der während des gesamten

Material-Druckhalteschrittes ausgeübt wird, der von der Vorrichtung gemäß Fig. 3 oder Fig. 5 durchgeführt wird,

wobei ein erster stufenförmiger externer Druck durch die Spritzvorrichtung und ein zweiter stufenförmiger interner

Druck durch andere Mittel erzeugt wurden; Fig. 15: ein Diagramm über den Verlauf einer anderen Form des Haltedruckes, der während des gesamten

Material-Druckhalteschrittes ausgeübt wird, der von der Vorrichtung gemäß Fig.3 oder Fig. 5 durchgeführt wird,

wobei ein erster stufenloser externer Druck durch die Spritzvorrichtung und ein zweiter stufenförmiger

externer Druck durch andere Mittel erzeugt wurden.

Die Figuren 1,2,3,4 (a), 4 (b), 4(c), 5,12 und 13 zeigen drei Ausführungsformen einer Spritzgußvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Spritzgußvorrichtung ist mit einer Formenanordnung 10 ausgebildet, die wenigstens oinen Hohlraum 11 mit einem Eingußtrichter definieren Formhälften 11A; 11B aufweist. Sie umfaßt eine Spritzvorrichtung 20; 20'mit einer einläufigen Zylinder/Kolben-Anordnung mit einem Einspritzstößel 21; 21 'B, und einen hohlen Ansatz 30; 30', der eine Düse enthält und einen Düsendurchgang 50; 50' zwischen dem Inneren des Körpers 22 der Spritzvorrichtung 20; 20' und dem Hohlraum 11 der Formenanordnung 10 bildet. Die Ansätze 30; 30' sind mit einem Hpizmantel 18 versehen. Die Vorrichtung ist so ausgestaltet, daß im Körper 22; 22'A ein Kunststoffmaterial erweicht und dosiert wird, während der Körper 22; 22'A erwärmt wird, und daß das erwärmte und erweichte Material durch den Düsendurchgang 50; 50' in den Hohlraum 11 injiziert wird, wobei das injizierte Material innerhalb des gesamten Hohlraums 11 zumindest teilweise unter Druck gehalten wird. Die Formhälften 11A; 11B sind mit einer Einrichtung 12 zur Kühlung der Formenanordnung 10 ausgestattet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Unterbrechung des Düsendurchganges 50; 50' in der Mitte zwischen dem Inneren des Körpers 22; 22'A und dem Hohlraum 11 und zur Vorgabe eines festen geschlossenen Raumes X einer Kombination aus dem Hohlraum 11 und einem mit diesem verbundenen vorbestimmten vorderen Teil des Düsendurchganges 50; 50', wobei ein vorbestimmter Teil des injizierten Materials, der durch die Unterbrechung des Düsendurchganges abgetrennt wurde, verdichtet und durch den inneren Druck gegen den Hohlraum 11 gepreßt wird.

Nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Vorrichtung zur Unterbrechung des Durchganges und zur Ausübung des internen Druckes durch ein im Düsendurchgung 50 angeordnetes Ventil 40 gebildet. Im zweiten und dritten Ausführungsbeispiel ist diese Vorrichtung eine Zylinder/Kolben-Anordnung 60 bzw. ein Ventil 40'.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist die konventionelle einläufige Spritzvorrichtung 20 in der ersten Ausführungsform vom Schraubstößeltyp und mit einer konventionellen, einen Hohlraum 11 definierenden Formenanordnung 10 ausgebildet. Eine bekannte Heißeingußform 15 bildet zusammen mit einem Verteilerrohr 16, einem durchbohrten Block 31 und einem durchbohrten Teilblock 32 eine Düsenanordnung mit einem mit dem Inneron des Körpers 22 und dem Hohlraum 11 der Form verbundenen Düsendurchgang 50. Der Hauptblock 31 bildet einen mit der Spritzvorrichtung 20 koaxialen Zylinder und der Teilblock 32 bildet eine durchbohrte, mit der Spritzvorrichtung 20 koaxiale Kolbendüse, die mit einem festen Vorwärtshub in den Zylinder bewegbar ist und mit dem Körper 22 integriert ist. Der Zylinder definiert einen Vorwärtsabschnitt eines Düsendurchgangsbereiches und der Kolben ist in einem rückwärtigen Abschnitt des Düsendurchgangsbereiches ausgebildet. Der Teilblock 32 enthält das Ventil 40 zur Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Hohlraum 11 und dem Inneren des Körpers 22 im Düsendurchgang. Eine Kombination des Hauptblocks 31 und des Teilblocks 32 bewirkt, daß der Düsendurchgang 50 durch eine Rückwärtsbewegung der Spritzvorrichtung sein Volumen in axialer dichtung ausdehnt, während die Unterbrechung des Düsendurchganges aufrechterhalten wird, jedoch bevor der geformte Gegenstand aus dem Hohlraum 11 entfernt wird, mit dem Ergebnis, daß das im vorderen Abschnitt des Düsendurchganges verbleibende Material zurückgesaugt wird, so daß es nicht mehr unter Druck steht und nicht mehr verdichtet wird. Die Eingußform 15 ist mit einer Einrichtung 17, einem sogenannten „Speersystem" ausgestattet, die zur sofortigen Erwärmung der Eingußform an einem freien vorderen Ende des Eingußdurchganges dient, wenn die Formenanordnung 10 für einen Spritzvorgang geschlossen ist, während die Formenanordnung 10 gekühlt wird.

Die Eingußform 15 ist mit einer anderen Einrichtung wie einer Heizkartusche ausgerüstet, um die Eingußform zu erwärmen, wodurch ein Teil des injizierten Materials, das sowohl in dem Eingußdurchgang als auch im Eingußtrichter verblieben ist, heiß gehalten wird, während ein freier Endabschnitt des Eingusses durch die Kühlung der Formenanordnung mit dem geformten Gegenstand im Hohlraum der Form gekühlt wird.

Die Fig.3,4(a), 4{b) und 4(c) und 5 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel der Spritzgußvorrichtung nach der Erfindung, die mit einer Formenanordnung ausgebildet ist. Die Spritzgußvorrichtung 20 ist in gleicher Weise angeordnet wie die beim ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme der Einrichtung zur Ausübung des Druckes auf das Material. Ein die Düsenanordnung bildender Block 100 ist mit der Zylinder/Kolben-Anordnung 60 versehen. Die Zylinder/Kolben-Anordnung besitzt einen geraden zylindrischen hohlen Fortsatz 61, in den deren stabförmiger Stößel 62 gleitend bewegbar eingepaßt ist. Der Düsendurchgang 50 bildet zum Teil einen Vorwärtsabschnitt des geraden hohlen Fortsatzes 61.

Ein anderer Teil 53 des Düsendurchganges 50, der zum Körper 22 führt und dem geraden hohlen vorwärtsgerich'.eten Teil 61 a des Fortsatzes folgt, zweigt von dem Fortsatz 61 ab, so daß der Stößel 62 die Unterbrechung des Düsendurchganges bewirkt, wenn der Stößel in den vorwärtsgerichteten Teil 61 a eintritt (Fig.4 (a] und 4[b]). Die Zylinder/Kolben-Anordnung 60 bewirkt auch eine Rückwärtsbewegung des Stößels 62 nach einem Vorwärtshub, während die Unterbrechung des Dünendurchganges aufrechterhalten wird, bis kurz bevor der geformte Gegenstand aus dem Hohlraum 11 entfernt wird, mit dem Ergebnis, daß das im Vorwärtsabschnitt des Düsendurchganges verbliebene Material zurückgesaugt wird, so daß es nicht mehr unter Druck gesetzt und verdichtet wird.

Der Stößel 62 ist gezwungen, sich entsprechend einem vorbestimmten und festen Hub weiterzubewegen, v/odurch der Teil des Materials im Vorwärtsabschnitt, der infolge der Unterbrechung des Düsendurchganges abgetrennt wurde, verdichtet wird in einer Kombination des Hohlraums 11 der Form und eines Vorwärtsabschnitts X des Düsendurchganges mit einem durch den festen Hub des Stößels 62 definierten rückwärtigen Ende. Als Ergebnis wird das Unterdrucksetzen des Materials mit einem stufenlosen inneren Druck des Materials gegen den Hohlraum der Form bewirkt (Fig.4 (a]). Alternativ kann der Stößel 62 stufenweise vorwärtsbewegt werden, so daß das verdichtete Material A einen inneren Druck mit vielstufige τι Anstieg gegen den Hohlraum der Form ausübt (Fig.4 [a)). Jede Formhälfte 11A; 11B ist mit Mitteln ausgestattet, die eine Gasdüse 13 an der inneren Hohlraumoberfläche bilden, so daß aus dieser Gas gegen die gegenüberliegende Hohlraumoberfläche der jeweils anderen Formhälfte geblasen werden kann zum Zwecke einer zusätzlichen Kühlung der Formenanordnung 10 an der Hohiraumoberfläche (Fig.5).

Die Arbeitsweise der Spritzgußvorrichtung nach dem ersten und dem zweite.; Aus' irungsbeispiel ist in den Fig.6 bzw. 7 gezeigt. Das heißt, daß gemäß der vorliegenden Erfindung der das Material unter Druck setzende und den Druck haltende Schritt zuerst von der Spritzvorrichtung 20 ausgeführt wird, wobei ein erster stuf6nloser externer Druck auf das injizierte Material ausgeübt wird, und zweitens aufgrund de* Unterbrechung des Düsendurchganges durch das Ventil 40 oder die .Zylinder/Kolben-Anordnung 60 vom verdichteten Material, das einen stufenlosen oder abgestuften internen Druck ausübt. Auf die Unterbrechung des Düsendurchganges hin wird der Erweichungs- und Dosierungsschritt für den nächsten Spritzzyklus durchgeführt. Gemäß den Fig. 6 und 7 wird die Unterbrechung des Düsendurchganges beendet, d. h. der Düsendurchgang 50 wird geöffnet, nachdem die Form geschlossen und verspannt ist, aber gerade nachdem der Einspritzstößel 21 zurückgezogen ist mit einem rückwärtigen Abschnitt des injizierten Materials, das infolge der Unterbrechung des Düsendurchganges getrennt ist, und ein frisch dosiertes erweichtes Material werden in den Körper 22 zurückgesaugt. Die Unterbrechung des Düsendurchganges wird bewirkt, gerade nach dem ersten Schritt der externen Druckausübung und Druckhaltung auf das Material nach dem Einspritzvorgang, und wird fortgesetzt bis zum Zeitpunkt gerade vor der Öffnung der Formenanordnung 10 für die Entfernung eines kalten geformten Gegenstandes.

Der Erweichungs- und Dosierschritt, der nach der Unterbrechung des Düsendurchganges beginnt, kann höchstens solange andauern, bis die Unterbrechung des Düsendurchganges beendet ist, d. h. der Düsendurchgang für den nächsten Einspritzzyklus geöffnet wird. Das heißt, der Erweichungs- und Dosiervorgang kann höchstens für eine Zeit (ti = T - t₂) in der Zeit T eines Einspritzzyklus fortgesetzt werden, wobei t₂ eine relativ kurze Zeitspanne ist ausgehend vom Zeitpunkt des Beginns des Einspritzvorganges bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Unterbrechung des Düsendurchganges bewirkt wird, und enthält eine wesentlich kürzere Zeitspanne des ersten Teilschrittes der externen Druckausübung und Druckhaltung auf das Material durch den Einspritzstößel 21, der dem Spritzvorgang folgt.

Die nachfolgenden Tabellen I und Il zeigen Arbeitsschritte eines Spritzzyklus des Spritzgußvorganges, wobei jeweils eine konventionelle Spritzgußvorrichtung und eine Spritzgußvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsboispiel nach den Fig. 1 und 2 verwendet wurden. Diese Vorrichtungen sind mit der gleichen Formenanordnung ausgebildet zur Herstellung jeweils von VHS-Kunststoff-Halbgehäuse:i (vier Genauso und zwei Gehäuse pro Einheit).

Die konventionelle Vorrichtung, auf die in Tabelle Il Bezug genommen ist, hat ein Absperrventil zur Verhinderung des Austrotens von Material aus der Düse, während die Vorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht mit einem derartigen Absperrventil versehen ist. Das Austreten von Material wird verhindert durch eine Kombination des am vorderen Ende des Düsendurchganges durch die Former,kühlung abgekühlten Materials und des zurückgesaugten Materials. Die andere konventionelle Vorrichtung, auf die in Tabelle I Bezug genommen ist, hat kein Absperrventil.

Mit c'or Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 3,4) können im wesentlichen die gleichen Arbeitsschritte durchgeführt werden wie mit der Vorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in Tabellen I und Il angezeigt ist. Bezugnehmend auf die Tabellen I und Il werden d Schritte des Erweichens und Dosierens (III) nach der Erfindung für den nächsten Einspritzvorgang für etwa 8,5s (Tabelle I, nd etwa 11 s (Tabelle II) durchgeführt, während die konventionellen Schritte des Erweichens und Dosierens für etwa 3,5s (Tabe..j I) und etwa 4,5s in einem Einspritzzyklus von 14,59s (Tabelle I) und 13,50s (Tabelle II) durchgeführt werden.

Die erhaltenen geformten Gegenstände besitzen eine hohe Qualität ohne Grate und Schrumpfungen. Die vorstehenden Ergebnisse der vorliegenden Erfindung sind überraschend im Vergleich mit denen nach dem Stand der Technik. Dies ist eine sehr vorteilhafte Wirkung der vorliegenden Erfindung, die auf der neuen Idee eines Formsystems mit einer Kammer zur Druckausübung und Druckhaltung auf das Material basiert, bei dem ein interner Druck eines erweichten Materials verwendet wird zur internen Druckausübung und Druckhaltung nach der Unterbrechung des Oüsendurchganges, und der Schritt dos Erweichens und Dosiorens beginnt nach dei Unterbrechung des Düsendurchgranges.

Die Einspritzvon ichtung ist im Vergleich mit der konventionellen Vorrichtung kleiner und/oder benötigt eine geringere Leistung und arbeitet mit einer stark reduzierten Erweichungsgeschwindigkeit. Die Wirkung wird ohne jede Computersteuerung erzielt. Die dargestellte erfindungsgemäße Spritzgußvorrichtung weist keinen Computer zur Steuerung eines ersten externen Haltedruckes auf und arbeitet für eine sehr kurze Zeit mit einem stufenlosen ersten externen Haltedruck, und nach der Unterbrechung des Düsendurchganges wird der zweite druckhaltende Teilschritt des Materials ausgeführt, bei dem das verdichtete Material einen zweiten stufenlosen oder violstufigen inturnen Druck ohne Verwendung eines Computers ausübt. Wi3 in den Tabellen I und Il gezeigt ist, übt die konventionelle Einspritzvorrichtung einen vielstufigen externen Druck für den gesamten druckhaltenden Schritt des Materials unter einsatz eines Computers aus (zwei Druckstufen in Tabelle I und drei Druckstufen in Tabelle II).

Bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die sogenannte Material-Druckhaltekammer X durch den das Ventil 40 oder die Zylinder/Kolben-Anordnung 60 enthaltenden Düsendurchgang gebildet, definiert zwischen einem Eingußtrichter der Formenanordnung 10 und dem Punkt, an dem die Unterbrechung des Düsendurchganges bewirkt wird.

Entsprechend Fig. 8 wird der externe Druck als ein Haltedruck von der konventionellen Spritzvorrichtung während df s gesamten Material-Druckhalteschrittes durch einen Computer gesteuert mehrstufig herabgesetzt, wenn die Formenanordnung gekühlt wird.

Gomäß der vorliegenden Erfindung ist der Material-Druckhalteschritt aufgrund der Unterbrechung des Düsendurchganges in einen ersten Teilschritt (I) und einen zweiten Teilschritt (II) unterteilt (Fig.8,9 und 10). Der erste Teilschritt (I) wird durch die Spritzvorrichtung durchgeführt und der zweite Teilschritt wird durch die Material-Druckhaltekammer bewirkt. Im ersten Teilschritt (I) wird ein erster externer Haltedruck stufenlos vom Einspritzstößel 21 ausgeübt, wobei kein Computer benötigt wird, wie in den Fig.8,9 und 10 gezeigt ist. Bei der mit dem Ventil 40 (Fig. 1 und I) versehenen Kammer X wird ein zweiter, dem vordichteten Material ausgeübter interner Druck ohne Verwendung eines Computers vom ersten externen Druck aus stufenlos herabgesetzt, wenn die Formenanordnung gekühlt wird, wie aus Fig.8 ersichtlich ist.

Bei der anderen, mit derZylinder/Kolban-Anordnung 60 ausgestatteten Kammer X (Fig.3 bis 5* wird ein zweiter, vom verdichteten Material ausgeübter interner Haltedruck stufenlos wie in Fig. 8 gezeigt herabgesetzt, mit der Ausnahme, daß, wie in Fig. 9 dargestellt ist, ein anfänglicher interner Druck größer ist als der erste vom Einspritzstößel 21 ausgeübte externe Druck infolge eines Teils des durch die Vorwärtsbewegung des Stößels 62 der Zylinder/Kolben-Anordnung 60 erhöhten Kompressionsdrucks (Fig. 4 a). In diesem Fall ist kein Computer für den Material-Druckhaltoschritt erforderlich. Wenn die Zylinder/Kolben-Anordnung 60 so betätigt wird, daß ihr Stößel 62 schrittweise bewegt wird, ist der sich ergebende innere Druck vielstufig, wie in Fig. 10 gezeigt ist. In diesem Fall ist kein Computer erforderlich zur Steuerung dos stufenförmigen inneren Druckes. Dies folgt daraus, daß, wie aus Fig. 3 und 4 erkennbar ist, das I.änge/Durchmesser-Verhältnis des Stößels 62 so groß ist, daß die Einstellung des Stößelhubes manuell unter Verwendung der Meßskala 65 auf einfache Weise durchgeführt werden kann.

Der vielstufige interne Haltedruck, wie in Fig. 9 im zweiten Material-Haltedruck-Teilschritt (II) gezeigt, wird vom verdichteten Material A ausgeübt, wobei der Stößel 62 schrittweise vorwärtsbewegt wird von einem festen Hub zu einem anderen festen Hub während des Abkühlens der Formenanordnung.

Ein anderer vielstufiger interner Haltedruck im zweiten Mat jrial-Dri· khalte-Teilschritt (II), wie in Fig. 14 dargestellt, wird durch das verdichtete Material A ausgeübt, wobei der Stößel 62 schrittweise zurückbewegt wird von einem festen Hub zu einem anderen festen Hub während des Abkühlens der Formenanordnung. In diesem Fall ist c'er erste Haltedruck, der von der Spritzvorrichtung bis zur Unterbrechung des Düsendurchganges ausgeübt wird, ein herkömmlicher stufenförmiger externer Druck.

Ein vielstufiger externer Haltedruck im zweiten Material-Druckhalto-Teilschritt (II), wie in Fig. 15 gezeigt, wird von der Zylinder/Kolben Anordnung 60 ausgeübt, wobei der Stößel 62 einer solchen Kraft unterworfen wird, daß diese schrittweise abnimmt, während der Stößell iub nicht festgelegt ist währenci des Abkühlens der Formenanordnung, so wie bei einem herkömmlichen vielstufigen externen Haltedruck, der von einer Spritzvorrichtung mit einem Einspritzstößel ausgeübt wird. Ein derartiger stufenförmiger externer Haltedruck, wie in Fig. 15 gezeigt, kann vorzugsweise vc.i einem Computer gesteuert werden, wobei diese Steurrung in einfacher Weise durchgeführt werden kann, d. h. das Längen/Durchmosser-Verhältnis des Stößels 62 der Zylinder/Kolben-Anordnung 60 kann so gewählt werden, daß es in bc zug auf das des Einspritzstößels beträchtlich größer ist.

Die Fig. 12 und 13 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Spritzgußvorrichtung nach der Erfindung. Eine Spritzvorrichtung 20' ist durch ein Ventil 40' unterteilt in einen Teil 20'A für die Erweichung des Materials mit einem vorderen Körperabschnitt 22'A und in einen Teil 20' B für die Dosierung des Materials mit einem hinteren Körperabschnitt 22' B. Der Teil 20' B ist mit einem Düsendurchgang 50' verbunden, der dem in den Fig. 1,2,3 und 4 entspricht, wobei das Ventil 40' dem in den Fig. 1 und 2 entspricht. Das Ventil 40' weist einen drehbaren Stab mit zwei senkrecht zueinander verlaufenden Durchgängen 40'A, 40' B auf, wobei der Durchgang 40'Azur Unterbrechung des Düsendurchganges 50' und der Durchgang 40'B zur Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Inneren des zur Dosierung bestimmten Teils 22' Bund dem Inneren des zur

Erweichung bestimmten Teils 22'A dienen, wenn die Dosierung beendet ist.

Der Teil 20' B enthält eine Dosierkammer 26' Bund eine Zylinder/Kolben-Anordnung 27' B mit einem sich in die Dosierkammer 26' B erstreckenden Einspritzstößel 21' B. Der Einspritzstößel 21' B stößt mit seinem Vorderende nach dor das Einspritzen bewirkenden Vorwärtsbewegung gegen einen festen Anschlag 24' B. Der Einspritzstößel 21' B stößt auch mit seinem Hinterende gegen einen anderen einstellbaren Schraubanschlag 25'B, nachdem er gezwungen ist, sich zurückzuziehen oder zurückzubewegen mit einem erweichten Material unter Einwirkung eines sich drehenden Schraubstößels 21'A im Teil 20'A mit einer anderen Zyliiider/Kolben-Anordnung. Die Position des einstellbaren Anschlages 25' B wird entsprechend der dosierten

Menge des erforderlichen erweichten Materials eingestellt.

Ein Block 30' bildet einen Abschnitt des Düsendurchganges des Düsendurchganges 50' und ist mit dem Ventil 40' versehen. Der Block 30' und die Heißeingußform 15 mit einem Verteilerrohr, die denen in Fig. 1 und 2 entsprechen, bilden den gesamten

Düsendurchnang 50' und auch die Abschnitte a und b der beiden Teile 22'A und 22' B.

Die zweiteilige Spritzvorrichtung 20' in Verbindung mit der Formenanordnung 10 arbeitet entsprechend dem Funktionsschaubild nach Fig. 6 wie die einläufige Spritzvorrichtung 20 mit dem Ventil 40 (Fig. 1), wobei jedoch die Vorwärtsbewegung der Spritzvorrichtung und das Zurücksaugen des verdichteten Materials durch die Spritzvorrichtung von der

Funktion der Vorrichtung ausgenommen sind.

Bei dieser Vorrichtung ist ein entsprechender Material-Druckhalteschritt in einen ersten (I) und einen zweiten (II) Teilschritt unterteilt. Der erste Teilschritt erfolgt nach dem Spritzvorgang mit einem ersten festen geschlossenen Raum Y, der durch eine Kombination des Hohlraums 11 der Form und den gesamten Düsendurchgang 50' mit einem durch den am festen Anschlag 24' B anliegenden Einspritzstößel 21' B definierten Hinterende gebildet ist, wobei der Raum Y mit dem gesamten injizierten Material verdichtet wird und dadurch dieses Material einen ersten stufenlosen internen Druck gegen den Hohlraum der Form ausübt

Aufgrund der vom Ventil 40' bewirkten Unterbrechung des Düsendurchganges beginnt der zweite Teilschritt (il) mit einem zweiten festen qüschlossenen, durch das Ventil 40' definierten Raum X, der mit dem anderen, durch das Ver til 40' abgetrennten Teil des injizierten Materials verdichtet wird, wodurch das verdichtete Material einen zweiten stuft nlosen internen Druck gegen

den Hohlraum 11 der Form ausübt (Fig. 11).

Gleichzeitig beginnt aufgrund der Unterbrechung u« Düsendurchganges der Erweichungs- und Dosiervorgang (III) für den

nächsten Einspritzzyklus.

Während der Unterbrechung des Düsendurchganges sind der Durchgang 40Ά geschlossen und der Durchgang 40'B geöffnet, so daß der Teil 20'B mit dem Teil 20'A verbunden ist. Die Unterbrechung des Düsendurchganges wird beendet, d.h. der

Düsendurchgang 50' wird geöffnet, sobald die Formenanordnung 10 geschlossen ist.

In diesem Zusammenhang erzielt die zweiteilige Spritzvorrichtung 20' die gleichen Vorteile wie die beiden Spritzvorrichtungen 20 nach den Fig. 1 und 3.

Vorzugsweise wird das Volumen eines vorderen Teils des Düsendurchganges 50', das bei der Unterbrechung des Düsendurchganges durch das Ventil 40' definiert ist, gleich dem Volumen des Hohlraums 11 festgelegt. Bei den Vorrichtungen nach den Fig. 1 und 4 ist das Volumen des vorderen Teils des Düsendurchganges 50, das bei der Unterbrechung des Düsendurchganges durch das Ventil 40 oder die Zylinder/Kolben-Anordnung 60 definiert ist, vorzugsweise ebenfalls gleich dem

des Hohlraums 11 festgelegt.

Die Ventile 40 und 40' nach Fig. 1 und 2 und die als Ventil wirkende Zylinder/Kolben-Anordnung 60 nach Fig.3 können vorzugsweise so modifiziert werden, daß sie im wesentlchen die gleiche Funktion wie die eines konventionellen Ventils mit einstellbarer Düsenöffnung aufweisen, bei dem ein Öffnungsgrad des Düsendurchganges in einer bestimmten Position zur

Regulierung der Fließbedingungen beim Spritzvorgang eingestellt wird.

Es ist jedoch festzustellen, daß die vorgenannten Ventile 40,40' und die Zylinder/Kolben-Anordnung 60 nicht derart modifiziert werden können, daß sie im wesentlichen die gleiche Funktion wie die eines konventionellen Absperrventils zeigen, bei dem das Auftreten des in dem Düsendurchgang verbliebenen Materials aus der Düse verhindert wird, worin die Düse von der Formenanordnung oder ein geformter Gegenstand aus dem Hohlraum der Form entfernt wird. Dies folgt daraus, daß die Funktion der Ventile 40,40' und der Zylinder/Kolben-Anordnung 60 aufgrund der Unterbrechung des Düsendurchganges, um den zweiten Material-Druckhalte-Teilschritt, der den wesentlichen Teil der Gesamtzeit des Material-Druckhalteschrittes an sich umfaßt, durchzuführen, im Widerspruch zu der dem Absperrventil eigenen Funktion steht, die sich bei der wesentlichen

Beendigung des gesamten Material-Druckhalteschrittes zeigt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß in bezug auf die Wirkung auf die Qualität der Form des Spritzgußgegenstandes das innere Drucksystem nach der vorliegendne Erfindung, ein sogenanntes Material-Druckhalte-Kammersystem, einem konventionellen externen Drucksystem mit einer aufwendigen Computersteuerung im wesentlichen gleichwertig oder sogar überlegen ist. Dies wird hervorgehoben durch die Tatsache, daß das Material-Druckhalte-Kammersystem keine Computersteuerung benötigt. Weiterhin wird mit der vorliegenden Erfindung die überraschende Wirkung erzielt, daß die Produktivität erheblich erhöht werden kann innerhalb einer durch die Kühlfähigkeit der Form bestimmten Grenze, trotz der Tatsache, daß die Leistung der Spritzvorrichtung beträchtlich niedriger sein kann mit der Wirkung, daß die Qualität des erweichten Materials erhöht wird und die Maschinen- und Betriebskosten im Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen

deutlich radur'ert werden.

Die überraschenden Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden weiterhin dadurch gesteigert, daß die Dicke eines geformten Gegenstandes vergrößert werden kann, da der dickere Gegegenstand eine längere Zeit für den Material-Druckhalteschritt

erfordert.

Tabelle J

Styrolpolymer VHS-Halbgehäuse (4 Formen-(°.2O t-Spritzmaschine mit ) hohlräume) (einem 58 mm 0 Schraubstößel) Sp""itzvorgang

Haltedruck (mahrstufiger I ) (Druck II )

Kühlung

Warten des Einspritzstößels Schließen der Düse Zurücksaugen

Erweichen und Dosieren

Formöffnungszeit

Zeit für Entfernung des Formteils Verspannen der Form Verspannen der Form bis öffnen der Form öffnen der Form bis Verspannen der Form

Spritzzykluszeit

8 9 IO 11 12 13 14 15

M H

(Stand der ^.Techk

(Erfindung)

0.80 11.00

3.89 14.59

Tabelle II

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Styrolpolymer VHS-Halbgehäuse (2 Formen-(220 t-Spritzmaschine mit ) hohlräume) (einem 58 mm p! Schraubstößel) Spritzvorgang

Haltedruck

(mehrstufiger I )

(Druck II )

Kühlung

Warten de. Einspritzstößels Schließen der Düse Zurücksaugen

Erweichen und Dosieren

Formöf fnungszeit Zeit für Entfernung des Formteils Verspannen der Form Verspannen der Form bis öffnen der Form öffnen der Form bis Verspannen der Form

Spritzzykluszeit

I ι

ι :

. Stand der

(=(Technik);

(Erfindung)=

: I

ro co cn

Claims

1. Spritzgußverfahren unter Verwendung einer Spritzvorrichtung mit einem einen Einspritzstößel enthaltenden Körper und einem einen DUsendurchgang bildenden hohlen Ansatz an diesem, und mit einer einen Hohlraum bildenden Formenanordnung, die derart mit der Spritzvorrichtung gestaltet Ist, daß das Innere des Körpers der Spritzvorrichtung und der Hohlraum durch den DUsendurchgang miteinander verbunden sind, mit den Schritten:

Erweichen und Dosieren eines Knnststoffmaterlals in jedem Spritzzyklus, während es im Körper der Spritzvorrichtung erwärmt wird,

Injizieren des erwärmten erweichten Materials unter Druck durch den Düsendurchgang zum Hohlraum hin,

Halten de» erwärmten injizierten Materials wenigstens teilweise inneihalb des gesamten Hohlraums der Form unter Druck, während die Formenanordnung geklihlt wird, um das Erstarren des Materials in dieser zu einem geformten Gegenstand zu bewirken, und

Entfernen des erstarrten Gegenstandes aus dem Hohlraum nach dem Öffnen der Formenanordnung, wobei nach dem Injektionsvorgang die Verbindung zwischen dem Inneren des Körpers der Spritzvorrichtung und dem Hohlraum der Form Über den Düsendurchgang in dessen Mittelbereich unterbrochen wird, während der Material-Druckhalteschritt durchgeführt wird, und wobei nach der Unterbrechung des Düsendurchganges der Erweichungs- und Dosierschritt für einen nächsten Spritzvorgang von der Spritzvorrichtung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Material-Druckhalteschritt folgende Stufen aufweist:

Verwenden der Spritzvorrichtung an sich durch Betätigen eines Einspritzstößels (21) zur Ausübung eines ersten externen Haltedrucks auf das gesamte injizierte Material, und Verwenden anderer Mittel zui Ausübung eines zweiten, internen Haltedrucks auf einen vorderen Teil des Injizierten Materials, der durch die Unterbrechung des Düsendurchganges (50) abgetrennt wurde, wobei der interne Haltedruck vom vorderen Teil des Materials ausgeübt wird, das verdichtet in einem festen Raum eingeschlossen ist, der aus einer Kombination aus dem Hohlraum (11) und einem durch die anderen Mittel definierten vorderen Teil des Düsendurchganges (50) besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, interne Haltedruck ein stufenloser Druck ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, interne Haltedruck ein abgestufter Druck ist, wobei das Volumen des geschlossenen Raumes durch die anderen Mittel stufenweise verändert wird, jedoch unverändert ist, bis die nächste stufenweise Änderung bewirkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet; daß der erste, interne Haltedruck ein stufenloser Druck ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet; daß der erste, externe Haltedruck ein abgestufter Druck ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet; daß der erste, externe Haltedruck ein stufenloser Druck ist.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, externe Haltedruck ein abgestufter Druck Ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch geker<nzeichnet, daß die Zeitspanne des zweiten Material-Druckhalte-Teilschrittes einen vorherrschenden Teil der gesamten Zeitspanne des Material-Druckhalteschrlttej umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet; daß der Erweichungs- und Dosierschritt mit relativ geringer Geschwindigkeit durchgeführt wird, längstens über eine relativ lange Zeitspanne, die im wesentlichen gleich der von dem Zeitpunkt direkt nach einem ersten Spritzvorgang bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Formenanordnung (10) für einen zweiten Spritzvorgang geschlossen wird, ist, wobei die Zeit dieses längsten Schrittes nahezu gleich der Dauer eines Spritzzyklus zwischen dem ersten und dem zweiten Spritzvorgang is*.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet; daß eine Heißgußform (15) einen vorderen Teil des Düsendurchganges (50) bildet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet; daß weiterhin ein Schritt des Zurücksaugens

von erwärmtem Material, das in dem vorderen Teil des Düsendurchganges (50) infolge dessen Volumenausweitung verblieben ist, bevor die Fcrmenanordnung (10) zur Entfernung des geformten Gegenstandes geöffnet wird, jedoch während die Unterbrechung des DUsendurchganges (50) aufrechterhalten wird, vorgesehen ist, um eine übermäßige Verdichtung des erwärmten Materials zu vermeiden.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß ein vorderes Ende des erwärmten, in dem Düsendurchgang (50) verbliebenen Materials hinter dem geformten Gegenstand durch Kühlen der Form erstarrt, und daß dieses erstarrte vordere Materialende durch unverzügliche Wärmezuführung geschmolzen wird, die vorübergehend nach Beendigung des Rücksaugschrittes, jedoch direkt vor dem nächsten Spritzvorgang erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekonnzeichnet; daß die Unterbrechung des DUsendurchganges (50) beendet wird, um die Verbindung des Hohlraums (11) der Form mit dem Inneren des Körpers (22) der Spritzvorrichtung (20) für den nächsten Sprltzvorgan( herzustellen, bevor das erstarrte vordere Materialende geschmolzen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß In einem stationären Zustand das erwärmte erweichte Material, das In einem unmittelbar vorhergehenden Spritzzyklus injiziert wurde, im Gegensatz zum geformten Gegenstand in der Spritzvorrichtung (20) einschließlich des Düsendurchganges (50) verblieben ist, zusammen mit folgendem, frisch dosiertem erweichtem Material nach dem Schmelzen des erstarrten vorderen Materialendes nach der Beendigung der Unterbrechung des üüsendurchganges (50) durch diesen zum Hohlraum (11) hin injiziert wird, wobei die Menge des frisch dosierten Materials im wesentlichen gleich der des geformten Gegenstandes ist.

15. Spritzgußvorrichtung mit einer Formenanordnung, die wenigstens einen Hohlraum mit einem Eingußtrichter bildende Formhälften aufweist, und mit einer Spritzvorrichtung, die einen Körper einer Zylinder-/Kolben-Anordnung mit einem Einspritzstößel darin und einem hohlen Ansatz, der eine Düse enthält und einen Düsendurchgang zur Verbindung des Inneren des Körpers mit dem Hohlraum bildet, aufweist, wobei die Spritzvorrichtung zur Erweichung und Dosierung eines Kunststoffmaterials ausgebildet Ist, während der Körper erwärmt wird, und das erwärmte erweichte Material durch den Düsendurchgang zum Hohlraum hin injiziert und das injizierte Material im gesamten Hohlraum wenigstens teilweise unter Druck gehalten wird, und schließlich die Formhälften mit Mitteln zur Kühlung der Formenanordnung ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Inneren des Körpers (22) der Spritzvorrichtung (20) und dem Hohlraum (11) der Form über den Düsendurchgang (50) in dessen Mittelbereich und zur Bildung eines festen geschlossenen Raumes aus einer Kombination des Hohlraums J11) und eines damit verbundenen vorbestimmten vorderen Teils des Düsendurchganges, in dem ein vorbestimmter, durch die Unterbrechung des DUsendurchganges abgetrennter Teil des injizierten Materials verdichtet wird, wodurch das verdichtete Material einen internen Druck ausübt und in den Hohlraum gedrückt wird, vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Unterbrechung des DUsendurchganges (50) und zur Ausübung des internen Druckes durch eine andere Zylinder/Kolben-Anordnung (60) gebildet sind, die einen Stößel (62) aufweist zur Verbindung mit dem Düsendurchgang (50) für den anderen Stößel und zur Bewegung durch einen Teil im Mittelbereich des Düsendurchganges (50) zum Hohlraum (11) hin entsprechend einem vorbestimmten Hub unter Druck gegen einen vorderen Teil des Injizierten Materials, um die Verbindung zwischen dem Inneren des Körpers (22) und dem Hohlraum (11) in der Mitte des Düsendurchganges (50) zu unterbrechen und den festen geschlossenen Raum mit dem darin enthaltenen verdichteten Material zu definieren.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein durchbohrter Block (100) vorgesehen ist, an dessen vorderem Ende die Düse angeordnet ist und der mit der Spritzvorrichtung (20) und der Zylinder/Kolben-Anordnung (60) Integriert ist, wobei der Block einen Teil des Düsendurchganges (50) bildet und die Zylinder/Kolben-Anordnung (60) einen geraden zylindrischen hohlen Fortsatz (61) aufweist, in den der andere Stößel (62) gleitend bewegbar eingepaßt ist, und wobei der Düsendurchgang (50) teilweise einen vorderen Abschnitt des geraden hohlen Fortsatzes (61) bildet, wodurch der andere Stößel (62) die Unterbrechung des Düsendurchganges (50) bewirkt, wenn er in den vorderen Abschnitt des geraden hohlen Fortsatzes (61) eintritt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet; daß ein anderer Teil des DUsendurchganges (50) der zum Körper (22) führt und dem vorderen geraden hohlen Fortsatz (61) folgt, abgezweigt ist und sich von dem geraden hohlen Fortsatz erstreckt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet; daß der andere Stößel (62) durch die Zylinder/Kolhen-Anordnung (60) auch rückwärts bewegbar ist, während die Unterbrechung des Düsendurchganges (50) aufrechterhalten wird bis direkt vor dem Entfernen des geformten Gegenstandes aus dem Hohlraum (11), mit der Wirkung, daß das im vorderen Abschnitt des Düsendurchganges (50) verbliebene und durch dessen Unterbrechung abgetrennte Material zurückgesaugt wird, so daß es vom Druck und von der Verdichtung befreit wird.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet; daß die Zylinder/Kolben-Anordnung (60) so ausgebildet ist, daß der andere Stößel bei einem vorbestimmten Hub vorübergehend stillgesetzt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß die Mittel zur Unterbrechung des Düsendurchganges (50) und zur Ausübung des Internen Druckes wenigstens einen mit der Düse und einem Ventil (40) ausgestatteten durchbohrten Block (31) bilden, der zwischen dem Ventil (40) und der Düse einen Abschnitt des Düsendurchganges enthält, wobei das Ventil (40) durch Schließen die Unterbrechung des Düsendurchganges bewirkt und den festen geschlossenen Raum aus einer Kombination eines vorderen, vom Ventil (40) ausgehenden Teils des Düsendurchganges und des Hohlraums (11) definiert, in dem das verdichtete Material aufgenommen Ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet daß die Mittel zur Unterbrechung des Düsendurchganges (50) und zur Ausübung des internen Druckes einen durchbohrten Block (31) und einen durchbohrten Teilblock (32) in Kombination enthalten, wobei der Abschnitt des Düsendurchganges und die Düse dem Block (31) und das Ventil (40) dem Teilblock (32) zugeordnet sind und der Block (31) einen mit der Spritzvorrichtung (20) koaxialen Zylinder und der Teilblock (32) einen durchbohrten, mit der Spritzvorrichtung (20) koaxialen Kolben bilden, wobei der Kolben mit einem festen Vorwärtshub in den Zylinder hineinbewegbar und mit dem Körper (22) integriert ist, und wobei der Zylinder einen vorderen Abschnitt und der Kolben den hinteren Abschnitt des Düsendurchganges (50) bilden, worin eine Kombination des Blockes (31) und des Teilblockes (32) eine axiale Ausdehnung des Volumens des Düsendurchganges (50) durch eine Rückwärtsbewegung der Spritzvorrichtung (20) bewirken, während die Unterbrechung des Düsendurchganges (50) aufrechterhalten wird, jedoch bevor der geformte Gegenstand aus dem Hohlraum (11) entfernt wird, mit der Wirkung, daß das im vorderen Abschnitt des Düsendurchganges (50) verbliebene Material zui ückgesaugt wird, so daß es vom Druck und von der Verdichtung befreit wird.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet daß eine Heißeingußform (15) zwischen dem Block (31) und der Formenanordnung (10) mit einem Eingußtrichter und wenigstens einem Eingußdurchgang vorgesehen ist zur Verbindung mit der im Block (31) angeordneten Düse, und wenigstens eine Trichtermündung in der Formenanordnung (10) gebildet ist, wobei der Eingußtrichter und der Eingußdurchgang in der Eingußform (15) zusammen einen vorderen Teil des Düsendurchganges, der zu dem Teil des Düsendurchganges im Block (31) führt, bildon.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet daß die Eingußform (15) Mittel aufweist zur sofortigen Erwärmung der Eingußform wenigstens an einem freien Vorwärtsende des Eingußdurchganges bei für einen Spritzvorgang geschlossener Formenanordnung (10), wenn diese gekühlt wird.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet daß jede Formhälfte (11 A, 11B) mit Gasdüsen bildenden Mitteln an der inneren Hohlraumoberfläche ausgestattet ist zum Blasen von Gas gegen die gegenüberliegende Oberfläche der anderen Formhälfte, um eine zusätzliche Kühlung der Formenanordnung an der Hohlraumoberfläche zu bewirken.

26. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet daß eine Kombination des DUsendurchganges (50) und der Zylinder/Kolben-Anordnung (60) auch zur Regulierung des Öffnungsgrades des DUsendurchganges an der Abzweigstelle vorgesehen Ist, durch den das Material injiziert wird.

27. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet daß das Ventil (40) auch zur Regulierung des Öffnungsgrades vorgesehen ist, über das das Materia! durch den Düsendurchgang injiziert wird.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet daß die Spritzvorrichtung (20) derart ausgebildet ist, daß sie in einem Spritzzyklus mit einer Zeitspanne entsprechend der zwischen einem ersten und einem zweiten Einspritzvorgang, das Kunststoffmaterial für einen Einspritzvorgang erweicht und dosiert längstens über eine Zeltspanne, die im wesentlichen der zwischen dem Zeitpunkt nach dem ersten Einspritzvorgang und dem Zeitpunkt, in dem die für einen nächsten Spritzzyklus mit dem zweiten Einspritzvorgang geschlossen wird, entspricht.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22 oder 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet daß die Formenanordnung (10) aus einer Primärform zur Herstellung eines Formprodukts und einer Kalteingußform zur Ausbildung eines Eingußstücks besteht, wobei das Formprodukt und das Eingußstück den geformten Gegenstand im Hohlraum (11) bilden.

30. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet daß das Volumen eines vorderen Teils des Düsendurchganges, der bei dessen Unterbrechung von den Mitteln zur Unterbrechung des Düsendurchganges und zur Ausübung des Internen Druckes definiert wird, etwa gleich dem des Hohlraums (11) der Form ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet daß das Volumen eines vorderen Teils des Düsendurchganges, der bei dessen Unterbrechung von den Mitteln zur Unterbrechung des Düsendurchganges und zur Ausübung des Internen Druckes definiert wird, etwa gleich dem des Hohlraums (11) der Form ist.

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