DE4319306C2 - Angußloses Spritzgießen von synthetischen Harzen mit einem Ventileingußkanal - Google Patents
Angußloses Spritzgießen von synthetischen Harzen mit einem VentileingußkanalInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum angußlosen
Spritzgießen eines synthetischen Harzes.
Der Stand der Technik ist in den Fig. 5 und 6
dargestellt, die zwei herkömmliche angußlose
Spritzgußvorrichtungen zeigen.
In den Figuren ist mit der Referenznummer 1 ein Eingußkanal,
2 ein Formenhohlraum und 3 ein Angußverteiler bezeichnet.
Ein Ventilstift 4 ist innerhalb des Angußverteilers 3
angeordnet. Die Spitze 4a des Ventilstiftes 4 kann mit dem
Rand 1a des Eingußkanal in Eingriff gelangen, um den
Eingußkanal 1 zu verschließen. Der Ventilstift 4 der
Ventilmittel 5 kann wechselweise in seiner axialen Richtung
bewegt werden.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die herkömmliche Vorrichtung mit
einer Ventilanordnung versehen, die das Öffnen oder
Schließen des Ventils durch Festhalten und Freigeben der
Ventilspitze 4a des Ventilstiftes 4 in Bezug auf den
Eingußkanal 1 durch wechselweise Bewegung des Kolbenkörpers
7 durch eine hydraulische Drucksteuerung bewirkt.
Eine andere konventionelle Ventilanordnung ist in Fig. 6
gezeigt und weist einen Kolbenkörper 11 auf, der in Richtung
des Eingußkanals durch eine Schraubenfeder 10 in einer
hohlen Kammer 9 eines in einem Angußverteiler 3 vorgesehenen
vergrößerten Teiles 8 vorgespannt ist. Daher steht das Ende
eines Ventilstiftes normalerweise in Eingriff mit dem
internen Ende eines Eingußkanales 1, um durch die
Schraubenfeder 10 den Eingußkanal 1 zu schließen.
Wenn der Spritzgußvorgang gestartet wird, wird der
Ventilstift 4, der in Eingriff mit dem Eingußkanal 1 steht,
durch einen vorbestimmten Einspritzdruck gegen die
Schraubenfeder 10 angehoben. Wenn der Vorgang beendet ist,
reduziert sich der Einspritzdruck und der Ventilstift 4
gelangt an seinen Enden in Eingriff mit dem Eingußkanal 11,
um automatisch das Ventil zu schließen. In den Zeichnungen
enthält die Vorrichtung eine Blockheizung, um extern die
Angußverteileranordung 3 zu heizen, einen Temperatursensor
13 zum Erfassen der internen Temperatur in dem
Angußverteiler 3, einen Verteiler 14 und Verdrahtung 15.
In dem oben beschriebenen Gießverfahren wird die Temperatur
in der Umgebung des Eingußkanals nicht gesteuert, wobei
unvermeidlich ist, daß sie die Umgebungstemperatur der
Gußmasse annimmt. Entsprechend tendiert der Ventilstift 4
dazu, aufgrund der geringen Kühlung des Eingußkanals auf
eine hohe Temperatur aufgeheizt zu werden, was zu vielen
Problemen bei dem äußeren Erscheinungsbild oder der
mechanischen Festigkeit des Spritzgußproduktes führt. Auf
der anderen Seite führt die geringe Heizung des Eingußkanals
durch den Temperatursturz der Gießmasse infolge der
Wärmeabstrahlung oft zu einer Uneinheitlichkeit der
Harzviskosität und Verschlechterung der Produkte, sowie
schlechter Wirkungsweise oder Beschädigung des
Ventilstiftes. Weitere Nachteile sind nachfolgend
aufgelistet:
- 1. Schrumpfung, Riefen oder Fädenziehen der Produkte infolge einer geringen Kühlung des Ventilstiftes;
- 2. Anwachsen des Harzes an dem Eingußkanalabschnitt infolge der Verflüssigung des Harzes an dem Eingußkanal, was die Bewegung des Ventilstiftes verzögert;
- 3. Je mehr sich der Radius des Eingußkanals vergrößert, um so größer ist der erforderliche Radius für den Ventilstift;
- 4. Die Abdichtung des Eingußkanals wird unbefriedigend infolge von ungeschmolzenen oder ausgehärteten Harzteilen am Eingußkanalrand aufgrund von geringem Temperaturanstieg an dem Eingußkanal, wenn ein hochviskoses Harz wie Polycarbonat benutzt wird; und
- 5. Gießschwierigkeiten, wenn Harze benutzt werden, für die eine feine Anpassung der Temperatur im Bereich des Eingußkanals erforderlich ist, wie beispielsweise Polyamid oder PET Harze.
Aus der DE 41 04 433 A1 ist eine Kühlanordnung für
Ventilspindelabschlusskörper in Heisskanal-Spritzgieß-
Maschinen bekannt, bei der ebenfalls ein Verfahren zum
Formen von Hochtemperatur-Kunststoffen im
Spritzgussverfahren angegeben wird, das sich insbesondere
mit Vorkehrungen für das Kühlen der Angussbüchse
beschäftigt.
Die DE 30 33 220 A1 beschreibt ein Spritzgießwerkzeug zur
Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe, bei dem
Verschleißanfälligkeit des Spritzgießwerkzeugs durch
spezielle Abdichtungsmaßnahmen der Kolben gegen das
Ventilgehäuse und durch spezielle Beschichtungsmaßnahmen an
den gegeneinander reibenden Teilen verringert und der
Materialdurchfluss durch den Heißkanal und die
Nadelverschlussdüse optimiert wurde.
Die DE 38 09 283 A1 beschreibt eine thermodynamische
Punktangußdüse, die die Beheizung des Angußkanals während
der Einspritz- und Nachdruckphase und die Möglichkeit der
Angußkanalblockierung zum Ende der Nachdruckphase und
während der Kühlzeit durch Abschalten der Düsenheizung
ermöglicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
angußlosen Spritzgießen vorzuschlagen, mit dem ein Gießvorgang mit einer
sauberen Angußmarkierung durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1.
Danach sieht die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren
zum angußlosen Spritzgießen eines synthetischen Harzes,
unter Verwendung einer Ventileingußkanalanordnung vor, die
einen Ventilstift einschließt, der in einem Angußverteiler
angeordnet und wechselweise bewegbar ist, wobei der
Eingußkanal durch die Spitze des Ventilstiftes geöffnet und
geschlossen wird. Der Eingußkanal steht unter
diskontinuierlicher Temperatursteuerung bei der zu jeder
Zeit beim Öffnen oder Schließen des Eingußkanals durch den
Ventilstift eine lokale Erwärmung oder Kühlung erfolgt.
Gemäß dem Verfahren wird mittels eines Ventilgußkanals eine
intermittierende Temperatursteuerung zum gezielten Verändern
der Eigenschaften eines geschmolzenen oder verflüssigten
Harzmaterials angrenzend an den Eingußkanal bewirkt, so daß
ein präziser Gießvorgang ohne das Hinterlassen einer
unsauberen Angußmarkierung durchgeführt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren stellen
dar:
Fig. 1 und 2 vertikale Schnittansichten des Hauptaufbaus
der zwei Ausführungsformen und zeigen die Grundanordnung
und die spezielle Anordnung, um ein Verfahren zum
angußlosen Spritzgießen gemäß der Erfindung zu bewirken;
Fig. 3 ein vertikale Schnittansicht einer anderen
Ausführungsform;
Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels;
Fig. 5 eine vertikale Schnittansicht einer konventionellen
Ausführungsform; und
Fig. 6 eine vertikale Schnittansicht einer weiteren
konventionellen Ausführungsform.
Die zwei Ausführungsformen, die den grundsätzlichen Aufbau
zeigen, sind unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2
beschrieben, wobei der Grundaufbau gegenüber den Teilen
identisch ist, die die Eingußkanalanordnung, die von der
Angußverteileranordnung getrennt oder mit dieser eine
Einheit bilden.
Teile, die mit den Bezugszeichen 12, 14 und 15 bezeichnet
sind, sind identisch mit den gezeigten Bezugszeichen im
Zusammenhang mit der zuvor genannten konventionellen
Vorrichtung. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine
Blockheizung 12 vorgesehen, die unabhängig von einem
konischen Teil 16 ist, daß einen separaten Eingußkanal 1
einschließt. Der Eingußkanal 1 kann teilweise durch eine
Spitzenheizung 17, die in dem konischen Teil 16 vorgesehen
ist, geheizt werden.
Fig. 2 zeigt eine weitere Angußverteileranordnung, die
eine Blockheizung 12 einschließt. An der Spitze der
Anordnung ist eine Spitzenheizungsanordnung vorgesehen, die
eine Spitzenheizung 17 einschließt, die als weiterer Kreis
getrennt von der Blockheizung 12 gewunden ist.
Jede der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Spitzenheizungen
erfordert eine diskontinuierliche
Temperatursteuerungsanordnung P.
Der Spritzgußvorgang beginnt aus der Bereitschaftsstellung,
wie sie in jeder Zeichnung dargestellt ist. Am Anfang ist
das Harz in dem Eingußkanal 1 gekühlt und verfestigt und
eine Spitzenheizung 17 wird mit Energie versorgt, um den
Eingußkanal 1 zu heizen. Wenn das Harz ausreichend
geschmolzen ist, um den Eingußkanal zu öffnen, wird der
Gießvorgang mit einem gewünschten Einspritzdruck
durchgeführt und das geschmolzene Harz wird eingespritzt,
um den Formenhohlraum 2 zu füllen. Der Ventilstift 4 bewegt
sich dann abwärts, um in Eingriff mit dem Eingußkanal 1 zu
gelangen und den Eingußkanal 1 zu schließen. Gleichzeitig
wird die Spitzenheizung 17 nicht weiter mit Energie
versorgt, damit der Eingußkanal 1 gekühlt wird. Auf diesem
Weg wird das in den Formhohlraum gefüllte Harz durch das
Kühlwasser in der Gießform gekühlt und verfestigt.
Durch den Trennvorgang aus der Gießform wird das gegossene
Erzeugnis aus der Gießform entfernt, die Spitzenheizung 17
erneut mit Energie versorgt, und der Ventilstift 4 in seine
ursprüngliche Position zurückgefahren. Danach werden die
gleichen Verfahrensschritte wiederholt, um den
Spritzgußvorgang fortzusetzen.
Fig. 3, die ein weiteres Ausführungsbeispiel darstellt,
umfaßt eine diskontinuierliche
Temperatursteuerungsanordnung P Zwangskühlmittel 19, die
einen ringförmigen Kühlkanal 20, der an der externen
Peripherie des Eingußkanals 1 angeordnet ist, eine
Zuleitung 21, in der ein Kühlmedium, wie beispielsweise
Luft, eingeführt wird, und eine Ableitung 22. Diese
Leitungen 21 und 22 sind in der Metallform 23 angeordnet.
Die Spitzenheizung 17 wird nicht mehr mit Energie versorgt,
um den Eingußkanal 1 in der gleichen Weise zu kühlen, wie
in Fig. 1. Des weiteren werden die Zwangskühlungsmittel 19
durch Einführen eines Kühlmediums durch die Zuleitung 21 in
den Kühlkanal 20 betätigt, um eine schnelle Kühlung zu
erreichen, und die Erstarrung des gegossenen Harzes
fortzuführen.
Dies ist entsprechend anwendbar für Vorrichtungen mit einer
Ventileingußkanalkonstruktion für Gießprodukte mit einer
größeren Eingußkanalabmessung und größerem Hohlraumvolumen.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit
Zwangskühlungsmittel 19a in der Spitze des Ventilstifts 4
anstelle des Kanals 20 in Fig. 3. Ein länglicher
Hohlkörper 24 befindet sich in dem Ventilstift 4 und reicht
von dem einen Ende bis in die Nähe der Spitze. Eine
schlanke Röhre 25 wird von dem Hohlkörper 24 umschlossen,
wobei ein röhrenförmiger Raum zwischen dem Hohlkörper 24
und der Röhre 25 gebildet wird. Die Röhre 25 ist derart
geformt, daß sie in der Nähe des Endes des Ventilstiftes 4
offen ist. Des weiteren steht eine Seitenöffnung 27 in
Verbindung mit einer Leitung 26, die durch die Form 23, wie
z. B. die Druckplatte, führt und für die Zirkulation eines
Kühlmediums vorgesehen ist. Ein Kühlmedium wird dem oberen
Ende der Röhre 25 zugeführt und bewirkt die Zwangskühlung
des Ventilstiftes 4. Die Seitenöffnung 27 ist derart
ausgebildet, daß der der Leitung zugewandte
Öffnungsabschnitt eine Länge aufweist, die dem Hub des
Ventilstiftes 4 entspricht.
Mit anderen Worten umfassen die Kühlmittel 19a die schlanke
Tube 24, die von dem zentralen Hohlkörper 24 umschlossen
wird, einen röhrenförmigen Raum 28 zwischen dem Hohlkörper
24 und der Röhre 25, eine Seitenöffnung 27 in Verbindung
mit dem Raum 28 und einer Leitung 26, die sich von der
Öffnung 27 weg erstreckt. Ein Kühlmedium wird an einem
Einlaß 25b zwangseingefüllt und versorgt die Spitze des
Ventilstiftes 4 um lokal und unter Zwang die Ventilspitze 4
zu kühlen.
Wie in dem oben genannten Ausführungsbeispiel erwähnt,
gelangt der Ventilstift 4 in Eingriff mit dem Eingußkanal
4, um den Eingußkanal 4 zu schließen. Zur gleichen Zeit
wird die Spitzenheizung 17 abgeschaltet und die
Zwangskühleinrichtung 19a betätigt, um den Eingußkanal 1
schnell zu kühlen. Ein derartiger Kühlvorgang wird auch
während der Kühlperiode des Hohlraums fortgeführt, so daß
die Kühl- und Härtezeit minimiert wird, um den
Spritzgußzyklus wesentlich zu verbessern.
Zusätzlich zu der wechselseitigen Bewegung des
Ventilstiftes 4 bewirkt eine diskontinuierliche,
Temperatursteuerungsanordnung mit einer Spitzenheizung zur
lokalen Heizung des Eingußkanals zusammen mit
Zwangskühlmitteln eine Lösung für das Problem, das durch
die geringe Kühlung des Eingußkanals erzeugt wurde.
Im Ergebnis bewirkt die Erfindung ein verbessertes
Spritzgußverfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von
Erzeugnissen mit einer größeren Eingußkanalabmessung und
größeren Formenhohlraum, die auch beim Gießen von Polyamid
oder PET Harzen wirkungsvoll ist.
Claims (1)
1. Verfahren zum angußlosen Spritzgießen eines synthetischen
Harzes, unter Verwendung einer Angußkanalanordnung (1) mit
einem Ventilstift (4), der innerhalb eines Angußverteilers
(3) angeordnet und darin wechselweise bewegbar ist, und
einem Angußkanal (1), der durch die Spitze des Ventilstifters
(4) geöffnet und geschlossen wird, wobei das Verfahren die
folgenden Schritte umfaßt:
Einspritzen eines geschmolzenen synthetischen Harzes von dem Angußkanal in einen Formenhohlraum (2) und
diskontinuierliches Steuern der Temperatur des Angußkanals (1) in der Art, daß der Angußkanal beim Öffnen oder Schließen des Angußkanals durch den Ventilstift (4) geheizt oder gekühlt wird.
Einspritzen eines geschmolzenen synthetischen Harzes von dem Angußkanal in einen Formenhohlraum (2) und
diskontinuierliches Steuern der Temperatur des Angußkanals (1) in der Art, daß der Angußkanal beim Öffnen oder Schließen des Angußkanals durch den Ventilstift (4) geheizt oder gekühlt wird.
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