CH715038A2

CH715038A2 - Spritzgiessverfahren zur Herstellung von Spritzlingen, insbesondere von Bürstenkörpern, Verwendung eines Sensors an einer Spritzgiessform und Spritzgiessmaschine.

Info

Publication number: CH715038A2
Application number: CH5742019A
Authority: CH
Inventors: Schmidt Michael; Gromann Norbert; Ebner Winfried
Original assignee: Zahoransky Automation & Molds GmbH
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2019-11-29
Also published as: US20190366610A1; CN110539462A; BE1026311A1; BE1026311B1; DE102018112856A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spritzgiessverfahren zur Herstellung von Spritzlingen, insbesondere von Bürstenkörpern, eine Verwendung eines Sensors an einer Spritzgiessform und eine Spritzgiessmaschine. Hierzu wird ein Spritzgiessverfahren vorgeschlagen, bei dem in einem ersten Spritzgiessschritt wenigstens eine erste Materialkomponente (17) in einen Formhohlraum (4) einer Spritzgiessform (3) eingespritzt wird. Der erste Spritzgiessschritt wird dann beendet, wenn eine auf ein im ersten Spritzgiessschritt eingespritztes erstes Materialvolumen bezogene Bedingung erfüllt ist. Bei dieser Bedingung kann es sich beispielsweise um einen Mindestfüllstand handeln, den ein in dem ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum (4) eingespritztes Materialvolumen aus der zumindest einen ersten Materialkomponente (17) in dem Formhohlraum (4) verursacht. Kann der Mindestfüllstand zum Beispiel mit Hilfe eines Sensors (10) detektiert oder bestätigt werden, kann der erste Spritzgiessschritt beendet und gegebenenfalls ein zweiter Spritzgiessschritt gestartet werden.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Spritzgiessverfahren gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Verwendung eines Sensors an einer Spritzgiessform gemäss Anspruch 15 und eine Spritzgiessmaschine gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 16.

[0002] Bei der Herstellung von Spritzlingen aus wenigstens zwei Materialkomponenten ist es bisher bekannt, in einem ersten Spritzgiessschritt zunächst einen Vorspritzling aus einer ersten Materialkomponente, die dann den Kern des Spritzlings bildet, herzustellen. Anschliessend wird der Vorspritzling in eine weitere Spritzgiessform umgesetzt und dort in einem zweiten Spritzgiessschritt mit der zweiten Materialkomponente umspritzt. Das Umsetzen des Vorspritzlings in eine weitere Spritzgiessform ist vergleichsweise aufwendig und erfordert Zeit. Ferner müssen bei diesem Verfahren zumindest zwei Spritzgiessformen vorgehalten werden, was relativ teuer ist.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Spritzgiessverfahren und eine Spritzgiessmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei denen die zuvor genannten Nachteile reduziert oder gar vermieden werden können und die eine rationellere Fertigung von Spritzlingen ermöglichen.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe wird nun zunächst ein Spritzgiessverfahren zur Herstellung von Spritzlingen, insbesondere von Bürstenkörpern, vorgeschlagen, das die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf ein solches Spritzgiessverfahren gerichteten Anspruchs aufweist. Insbesondere wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Spritzgiessverfahren gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.

[0005] Bei der zuvor erwähnten Bedingung kann es sich beispielsweise um einen Mindestfüllstand handeln, den das in dem ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzte Materialvolumen aus der zumindest einen ersten Materialkomponente in dem Formhohlraum verursacht. Die Bedingung kann beispielsweise unter Verwendung einer Steuereinheit einer Spritzgiessmaschine und/oder unter Verwendung eines Sensors überwacht werden.

[0006] Auf diese Weise ist es möglich, einen aus wenigstens zwei Materialkomponenten bestehenden Spritzling innerhalb eines Formhohlraums einer Spritzgiessform herzustellen, ohne die Spritzgiessform zu öffnen und einen Vorspritzling in eine andere Form, in der der zweite Spritzgiessschritt vorgenommen wird, umzusetzen. Somit können also sämtliche Spritzgiessschritte, die zur Herstellung des Spritzlings vorgesehen sind, in einer Spritzgiessform durchgeführt werden. Dadurch dass der erste Spritzgiessschritt beendet wird, wenn die auf das erste Materialvolumen bezogene Bedingung erfüllt ist, kann das Verfahren derart gesteuert werden, dass die wenigstens zwei Materialkomponenten, aus denen der Spritzling gebildet wird, in dem gewünschten Verhältnis zueinander in einen gemeinsamen Formhohlraum eingespritzt werden können.

[0007] Dabei kann eine Ausbreitung und/oder Zunahme und/oder ein Füllstand des ersten Materialvolumens im Formhohlraum während des ersten Spritzgiessschritts zumindest mittelbar überwacht werden. Dazu kann beispielsweise wenigstens ein Sensor, beispielsweise der bereits zuvor erwähnte Sensor, verwendet werden. Die zuvor genannte Bedingung kann dann erfüllt sein, wenn eine Mindestausbreitung, Mindestzunahme und/oder ein Mindestfüllstand detektiert wird oder wenn eine Mindestausbreitung, Mindestzunähme und/oder ein Mindestfüllstand detektiert wird und eine Verzögerungszeit verstrichen ist.

[0008] Ein materialfreies Restvolumen, das nach dem ersten Spritzgiessschritt in dem Formhohlraum verblieben ist, kann im zweiten Spritzgiessschrittzweckmässigerweise mit dem zweiten Materialvolumen aufgefüllt werden. Dies vorzugsweise so, dass nach Beendigung des zweiten Spritzgiessschritts kein unbefülltes Volumen innerhalb des Formhohlraums mehr vorhanden und die erforderliche Materialmenge zur Herstellung des Spritzlings vollständig eingefüllt ist.

[0009] Der zweite Spritzgiessschritt kann starten, bevor die zuvor genannte Bedingung erfüllt ist. Besonders zweckmässig ist es jedoch, wenn der zweite Spritzgiessschritt dann startet, wenn die Bedingung erfüllt ist und somit der erste Spritzgiessschritt beendet wurde. Auf diese Weise können die zumindest zwei Materialkomponenten und Materialvolumina nacheinander in den Formhohlraum der Spritzgiessform eingespritzt werden.

[0010] Das in dem ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzte Materialvolumen kann zumindest mittelbar mit einem Sensor detektiert, erfasst, bestimmt und/oder überwacht werden. Ferner kann die Bedingung, die auf das im ersten Spritzgiessschritt gespritzte Materialvolumen bezogen ist, dann erfüllt sein, wenn der Sensor, bedingt durch das Materialvolumen, ein entsprechendes Signal abgibt. Die Bedingung kann auch erst dann erfüllt sein, wenn der Sensor ein entsprechendes Signal abgibt und zusätzlich eine vorgegebene Verzögerungszeit verstrichen ist.

[0011] Zumindest ein Teil der Bedingung kann erfüllt sein, wenn ein von dem Sensor abgegebenes Sensorsignal einem Schwell- oder Auslösesignal entspricht und/oder wenn ein von dem Sensor erfasster Messwert einem Schwellwert entspricht oder einen solchen überschreitet.

[0012] Mithilfe des Sensors kann somit das im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum der Spritzgiessform eingespritzte Materialvolumen und/oder seine Ausbreitung und/oder Zunahme und/oder sein Füllstand zumindest mittelbar überwacht werden. Sobald mithilfe des Sensors festgestellt wird, dass das erste Materialvolumen in dem Formhohlraum ausreicht, um die Bedingung zu erfüllen, kann der erste Spritzgiessschritt beendet und das Einspritzen der zumindest einen ersten Materialkomponente unterbunden werden.

CH 715 038 A2 [0013] Vorteilhaft kann es sein, wenn der Sensor beabstandet zu einer Düse angeordnet ist, über die im ersten Spritzgiessschritt Material in den Formhohlraum eingespritzt wird.

[0014] Mithilfe des Sensors kann festgestellt werden, ob ein Füllstand, den das erste Materialvolumen im Formhohlraum verursacht, einem Sollwert entspricht und damit ausreicht, um den ersten Spritzgiessschritt zu beenden. Je nach Bedarf kann der erste Spritzgiessschritt auch erst dann beendet werden, wenn nach Erreichen oder Überschreiten des Schwellwertes bzw. nach Auslösen des Sensors zusätzlich eine Verzögerungszeit verstrichen ist. Auf diese Weise kann noch im erstens Spritzgiessschritt weiteres Material in den Formhohlraum der Spritzgiessform eingespritzt werden, um sicherzustellen, dass ausreichend Material in den Formhohlraum eingebracht wird.

[0015] Bei einer Variante des zuvor beschriebenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Temperatur innerhalb des wenigstens einen Formhohlraums mit einem Temperatursensor erfasst wird. Dabei kann das Erreichen oder Überschreiten eines definierten Temperaturschwellwerts Voraussetzung dafür sein, dass die Bedingung erfüllt ist. Die Bedingung zur Beendigung des ersten Spritzgiessschritts kann beispielsweise dann erfüllt sein, wenn die erfasste Temperatur einen Temperaturschwellwert erreicht oder überschreitet. Der Temperatursensor kann an einer bestimmten Stelle in oder an dem Formhohlraum und/oder beabstandet zu einer Düse, über die Material im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzt wird, angeordnet sein. Mit dem Temperatursensor lässt sich feststellen, ob im ersten Spritzgiessschritt ein für die nachfolgende Bearbeitung ausreichendes Materialvolumen in den Formhohlraum eingespritzt wurde. Bei einer Ausführungsform des Spritzgiessverfahrens kann die Bedingung zum Beenden des ersten Spritzgiessschritts erfüllt sein, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur innerhalb des Formhohlraums einen Temperaturschwellwert erreicht oder überschreitet und zudem eine definierte Verzögerungszeit nach Erreichen oder Überschreiten des Temperaturschwellwertes verstrichen ist. Der Temperaturschwellwert kann so vorgegeben werden, dass er erst dann erreicht oder überschritten wird, wenn das erste Materialvolumen aus der wenigstens einen ersten noch heissen Materialkomponente den Sensor oder einen Messfühler des Sensors kontaktiert. Somit kann anhand eines Erreichens oder Überschreitens des Temperaturschwellwertes auf einen bestimmten Füllstand und/oder eine Ausbreitung des ersten Materialvolumens innerhalb des Formhohlraums rückgeschlossen werden.

[0016] Es ist auch möglich, mithilfe eines Temperatursensors eine Temperaturänderungsrate innerhalb des Formhohlraums zu erfassen. Die Bedingung kann beispielsweise dann erfüllt sein, wenn die erfasste Temperaturänderungsrate einen definierten Grenzwert erreicht und/oder überschreitet oder wenn die erfasste Temperaturänderungsrate einen definierten Grenzwert erreicht und/oder überschreitet und eine definierte Verzögerungszeit verstrichen ist.

[0017] Insbesondere dann, wenn bei dem Spritzgiessverfahren mehrere Formhohlräume einer Spritzgiessform gefüllt werden sollen, kann es zweckmässig sein, wenn der Temperaturschwellwert und/oder die Verzögerungszeit für jeden zu befüllenden Formhohlraum der Spritzgiessform individuell vorgegeben werden.

[0018] Der Temperaturschwellwert, der zur Erfüllung der Bedingung erreicht oder überschritten werden muss, kann zwischen einer Temperatur der Spritzgiessform und einer Verarbeitungstemperatur der ersten und/oder der weiteren Materialkomponente liegen. Eine Temperatur der Spritzgiessform kann, insbesondere wenn diese beheizt wird, beispielsweise 100 °C betragen. Verarbeitungstemperaturen der ersten und/oder der wenigstens einen weiteren Materialkomponente können je nach Material über 300 °C liegen.

[0019] Bei einer Variante des Verfahrens kann der Temperaturschwellwert beispielsweise zwischen 5 und 200 Kelvin über einer Ausgangstemperatur liegen, die bei leerem Formhohlraum mit einem Sensor, beispielsweise mit dem zuvor erwähnten Temperatursensor, innerhalb des Formhohlraums messbar ist. Der Temperaturschwellwert kann auch zwischen 40 °C und 180 °C, insbesondere 80 °C betragen.

[0020] Die zuvor erwähnte Verzögerungszeit kann bei einer Ausführungsform des Spritzgiessverfahrens zwischen 0 und kleiner/gleich 2 Sekunden betragen. Die Verzögerungszeit ermöglicht, weiteres Material in den Formhohlraum einzuspritzen, wenn der Sensor durch das bereits in den Formhohlraum im ersten Spritzgiessschritt eingespritzte Materialvolumen ausgelöst wurde.

[0021] Bei einer Ausführungsform des Spritzgiessverfahrens kann das zweite Materialvolumen in das in dem Formhohlraum befindliche Materialvolumen, das im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzt wurde, eingespritzt werden. Im zweiten Spritzgiessschritt kann ein Kern aus dem zweiten Materialvolumen innerhalb des eingespritzten ersten Materialvolumens erzeugt werden. Dies insbesondere derart, dass der Kern überwiegend oder bis auf einen Bereich seines Anspritzpunktes vollumfänglich von dem ersten Materialvolumen umgeben ist/wird.

[0022] Hierbei besteht die Besonderheit darin, dass sowohl der Kern als auch das den Kern umgebende Materialvolumen in ein und denselben Formhohlraum eingespritzt werden, ohne die Spritzgiessform zwischenzeitlich zu öffnen. Während bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten Verfahren zuerst das Materialvolumen in einen Formhohlraum eingespritzt wird, indem der Kern ausgebildet wird, kann bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zunächst das am fertigen Spritzling zumindest teilweise aussenliegende Material in den Formhohlraum eingespritzt werden. Anschliessend wird das zweite Materialvolumen in das zuerst eingespritzte Materialvolumen eingespritzt, um den Kern des Spritzlings auszubilden. Hierbei muss die Spritzgiessform nicht geöffnet werden. Auch ein Umsetzen des Spritzlings in eine zweite Spritzgiessform ist nicht erforderlich.

CH 715 038 A2 [0023] Ferner kann das erste Materialvolumen durch das im zweiten Spritzgiessschritt eingespritzte zweite Materialvolumen innerhalb des Formhohlraums zumindest teilweise verdrängt werden. Nach Beendigung des zweiten Spritzgiessschritts kann der Formhohlraum vollständig mit Material gefüllt sein. Hierbei kann das erste Materialvolumen durch das im zweiten Spritzgiessschritt eingespritzte zweite Materialvolumen zumindest teilweise in wenigstens einen End- und/oder Randbereich des Formhohlraums verdrängt werden, um vor allem die äusseren Bereiche des Formhohlraums mit dem ersten Materialvolumen zu füllen. So kann die zumindest eine erste Materialkomponente, die das erste Materialvolumen bilden kann, in den Aussenbereich des Formhohlraums verlagert werden, wo sie eine für den Endanwender des fertigen Spritzlings später sichtbare Aussenschicht bildet.

[0024] Hierfür kann es zweckmässig sein, wenn das erste Materialvolumen über eine Düse in den Formhohlraum eingespritzt wird, die auf einer gedachten Linie zwischen einer Düse für das zweite Materialvolumen und einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten, Sensor angeordnet ist. Durch die Anordnung der dann zwei Düsen kann sichergestellt werden, dass das erste Materialvolumen so in den Formhohlraum eingespritzt wird, dass es vor eine Mündung der Düse für das zweite Materialvolumen gelangt. Über die Düse für das’ zweite Materialvolumen kann das zweite Materialvolumen dann in das bereits in den Formhohlraum eingespritzte erste Materialvolumen eingespritzt werden.

[0025] Je nach Gestalt des zu befüllenden Formhohlraums kann auch die umgekehrte Anordnung der Düsen sinnvoll sein. So ist es möglich, das zweite Materialvolumen über eine Düse in den Formhohlraum einzuspritzen, die auf einer gedachten Linie zwischen einer Düse für das erste Materialvolumen und einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten, Sensor angeordnet ist.

[0026] Das erste und/oder das zweite Materialvolumen können über eine Düse oder über Düsen in den wenigstens einen Formhohlraum eingespritzt werden, die bei Durchführung des Verfahrens in Schwerkraftrichtung unterhalb eines, beispielsweise des bereits zuvor erwähnten, Sensors angeordnet ist/sind. Besonders zweckmässig kann es sein, wenn eine Düse, über die das zweite Materialvolumen in den Formhohlraum eingespritzt wird, bei Durchführung des Verfahrens in Schwerkraftrichtung unterhalb der Düse angeordnet ist, über die das erste Materialvolumen im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzt wird. Aufgrund der Schwerkraftwirkung gelangt das im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzte Material dann mit grosser Sicherheit vor den Auslass der Düse, über die das Material im zweiten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzt wird. So lässt sich im zweiten Spritzgiessschritt mit grosser Sicherheit Material in das im ersten Spritzgiessschritt bereits zuvor in den Formhohlraum eingespritzte Materialvolumen einspritzen, beispielsweise um den zuvor beschriebenen Kern im ersten Materialvolumen zu erzeugen.

[0027] Selbstverständlich kann auch die Düse, über die das erste Materialvolumen in den Formhohlraum eingespritzt wird, bei Durchführung des Verfahrens unterhalb der Düse angeordnet sein, über die das zweite Materialvolumen im zweiten Spritzgiessschritt in denselben Formhohlraum eingespritzt wird.

[0028] Noch einmal sei betont, dass bei dem Spritzgiessverfahren die zumindest zwei Materialkomponenten in denselben wenigstens einen Formhohlraum der Spritzgiessform gespritzt werden können, ohne die Spritzgiessform zu öffnen.

[0029] Als Material für die im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzte Materialkomponente kann beispielsweise PET (Polyethylenterephthalat), PP (Polypropylen) und/oder COP verwendet werden. Insbesondere wenn im zweiten Spritzgiessschritt die wenigstens eine weitere Materialkomponente in das von der zumindest einen ersten Materialkomponente gebildete Materialvolumen eingespritzt wird, kann als Material für die wenigstens eine weitere Materialkomponente ein anderes Material und/oder ein Recyclât des Materials der ersten Materialkomponente verwendet werden.

[0030] Durch die Verwendung eines Recyclats des Materials der ersten Materialkomponente lassen sich Materialkosten sparen, ohne die Qualität des erzeugten Spritzlings zu beeinträchtigen. Da das im zweiten Spritzgiessschritt eingespritzte Materialvolumen weitgehend oder sogar vollständig innerhalb des ersten Materialvolumens angeordnet sein kann, sind durch das möglicherweise optisch minderwertigere Recyclât verursachte optische und/oder optische Beeinträchtigungen des erzeugten Spritzlings nicht in störendem Masse zu befürchten.

[0031] Zur Lösung der zu vorgenannten Aufgabe wird ferner die Verwendung eines Sensors an einer Spritzgiessform, die zur Herstellung von Spritzlingen verwendet wird, zum Starten und/oder Beenden eines Spritzgiessschrittes vorgeschlagen. [0032] Hierbei kann ein von dem Sensor erzeugtes Sensorsignal an eine Steuereinheit beispielsweise einer Spritzgiessmaschine, abgegeben werden, wenn eine Bedingung zum Beenden und/oder Starten eines Spritzgiessschrittes erfüllt ist. Die Bedingung kann erfüllt sein, wenn ein zum Beenden und/oder Starten eines Spritzgiessschrittes erforderliches Materialvolumen innerhalb eines Formhohlraums der Spritzgiessform eingespritzt ist. Der Sensor kann, wie bereits zuvor ausführlich dargelegt wurde, dazu verwendet werden, die Bedingung zu prüfen und zu diesem Zweck beispielsweise eine Zunahme, eine Ausdehnung und/oder einen Mindestfüllstand des im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzten Materialvolumens zu detektieren und/oder zu überwachen.

[0033] Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Spritzgiessmaschine zur Herstellung von Spritzlingen gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 16 vorgeschlagen.

[0034] Die Spritzgiessmaschine kann hierfür eine Spritzgiessform mit zumindest einem Formhohlraum und zumindest eine dem Formhohlraum zugeordnete Düse aufweisen. Der Formhohlraum kann dabei derart ausgebildet sein, dass er eine Endform des herzustellenden Spritzlings definiert. Über die zumindest eine dem Formhohlraum zugeordnete Düse

CH 715 038 A2 kann Spritzgiessmaterial in den Formhohlraum eingebracht werden. Die zumindest eine Düse kann eine Heisskanaldüse sein. Die Spritzgiessform kann als Spritzgiesswerkzeug bezeichnet werden und beheizbar oder bei Betrieb der Spritzgiessmaschine beheizt sein. So ist es möglich, die Spritzgiessform auf eine Temperatur, die auch als Werkzeugtemperatur bezeichnet werden kann, von beispielsweise 100 °C aufzuheizen.

[0035] Zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens kann es zweckmässig sein, wenn die Spritzgiessmaschine wenigstens einen Sensor aufweist. Der Sensor kann dazu eingerichtet sein, ein in zumindest einen Formhohlraum der Spritzgiessform eingespritzten Materialvolumen zumindest mittelbar zu detektieren, zu erfassen, zu bestimmen und/oder zu messen. Konkret kann der Sensor dazu eingerichtet sein, eine Zunahme, Ausdehnung und/oder einen Füllstand des im ersten Spritzgiessschritt in den zumindest einen Formhohlraum eingespritzten Materialvolumens zu detektieren, zu erfassen, zu bestimmen und/oder zu messen.

[0036] Die Spritzgiessmaschine kann eine Steuereinheit aufweisen. Der zuvor erwähnte wenigstens eine Sensor kann übereine Sensorverbindung mit der Steuereinheit verbunden sein. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet, insbesondere programmiert, sein, die zumindest eine dem Formhohlraum zugeordnete Düse in Abhängigkeit eines von dem wenigstens einen Sensor abgegebenen Sensorsignals zu öffnen und/oder zu schliessen.

[0037] Auf diese Weise kann mit der Steuereinheit der zuvor ausführlich beschriebene erste Spritzgiessschritt beendet werden, wenn mithilfe des Sensors festgestellt wurde, dass im ersten Spritzgiessschritt ausreichend Materialvolumen in den Formhohlraum eingespritzt wurde, also die zuvor beschriebene und auf das im ersten Spritzgiessschritt eingespritzte Materialvolumen bezogene Bedingungen erfüllt ist.

[0038] Je nach Sensortyp kann es zweckmässig sein, wenn der wenigstens eine Sensor in einem definierten Abstand zu der wenigstens einen Düse des Formhohlraums angeordnet ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der wenigstens eine Sensor nicht unmittelbar nach Beginn des ersten Spritzgiessschritts auslöst, sodass im ersten Spritzgiessschritt ein ausreichend grosses Materialvolumen in den Formhohlraum eingebracht werden kann.

[0039] Wenn die Spritzgiessmaschine eine Spritzgiessform aufweist, in der mehrere Formhohlräume zur Herstellung von Spritzlingen ausgebildet sind, kann es zweckmässig sein, wenn jedem Formhohlraum der Spritzgiessform jeweils ein Sensor zugeordnet ist.

[0040] Der wenigstens eine Sensor der Spritzgiessmaschine kann ein Temperatursensor sein. Mithilfe des Temperatursensors kann ein Temperaturanstieg im Inneren des wenigstens einen Formhohlraums festgestellt werden, der durch das Einspritzen der wenigstens einen Materialkomponente im ersten Spritzgiessschritt verursacht wird. Insbesondere dann, wenn der Temperatursensor in einer gewissen Distanz zu der Düse angeordnet ist, über die die wenigstens eine erste Materialkomponente im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzt wird, wird der Temperatursensor erst dann einen entsprechenden Temperaturanstieg feststellen können, wenn das im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzte Materialvolumen eine entsprechende Ausdehnung erreicht hat und in den Erfassungsbereich des Sensors gelangt.

[0041] Mit der Steuereinheit kann der erste Spritzgiessschritt dann beendet werden, wenn der von dem Temperatursensor erfasste Temperaturwert einen definierten und z.B. in der Steuereinheit hinterlegten Temperaturschwellwert erreicht oder überschreitet. Gegebenenfalls kann die Steuereinheit den ersten Spritzgiessschritt auch erst dann beenden, wenn nach Erreichen oder Überschreiten des Temperaturschwellwertes zusätzlich eine zuvor definierte Verzögerungszeit, die beispielsweise, wie bereits zuvor erwähnt, zwischen 0 und 2 Sekunden betragen kann, verstrichen ist.

[0042] Der wenigstens eine Sensor kann ferner einen Messfühler aufweisen, der zumindest teilweise in oder an dem ihm zugeordneten Formhohlraum angeordnet ist. Der Messfühler kann bündig in einer Wandung des Formhohlraums angeordnet sein, also nicht in den Formhohlraum hineinragen. Es ist aber auch möglich, dass der Messfühler über eine Wandung des Formhohlraums in den Formhohlraum ragt, beispielsweise zwischen 0 und 1 mm weit in den Formhohlraum ragt. Wenn das im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingebrachte Materialvolumen den Messfühler erreicht, kann es diesen umgeben, sodass eine Messung, insbesondere eine Temperaturmessung, besonders zügig und zuverlässig erfolgen kann. Der wenigstens eine Sensor kann dabei derart in oder an dem Formhohlraum angeordnet sein, dass ein definierter Mindestfüllstand von erstem Materialvolumen innerhalb des Formhohlraums erreicht werden muss, bevor der Sensor durch das im ersten Spritzgiessschritt eingespritzte Materialvolumen ausgelöst wird.

[0043] Jeder Düse der Spritzgiessmaschine kann ein Aktor zugeordnet sein, mit dem sich die jeweilige Düse öffnen und/oder schliessen lässt. Jeder Aktor kann über eine Steuerverbindung mit der Steuereinheit der Spritzgiessmaschine verbunden sein. Sobald die Steuereinheit feststellt, dass die auf das im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum eingespritzte Materialvolumen bezogene Bedingung erfüllt ist, kann sie ein entsprechendes Steuersignal an den Aktor geben, um die Düse zu schliessen, über die im ersten Spritzgiessschritt Material in den Formhohlraum eingespritzt wurde. So kann die Steuereinheit den ersten Spritzgiessschritt beenden.

[0044] Sobald die Steuereinheitfeststellt, dass die Bedingung erfüllt ist, kann sie auch den zweiten Spritzgiessschrittstarten. Dazu kann die Steuereinheit ein entsprechendes Steuersignal an einen Aktor geben, der dann eine Düse öffnet, über die im zweiten Spritzgiessschritt zumindest eine weitere Materialkomponente in den Formhohlraum eingespritzt werden soll.

CH 715 038 A2 [0045] Der oder die Aktoren der Spritzgiessmaschine kann/können jeweils einen pneumatischen Zylinder und/oder einen pneumatischen, mechanischen, elektrischen, magnetischen und/oder servoelektrischen Antrieb umfassen.

[0046] Jedem Formhohlraum der Spritzgiessform der Spritzgiessmaschine können jeweils zwei Düsen zugeordnet sein. Über jede der zwei Düsen kann jeweils einer der beiden Spritzgiessschritte durchgeführt und Material in den Formhohlraum eingespritzt werden. Die beiden Düsen können in Gebrauchsstellung der Spritzgiessmaschine in Schwerkraftrichtung versetzt zueinander angeordnet sein. Auf diese Weise ist es möglich, über die für den ersten Spritzgiessschritt vorgesehene Düse zunächst die wenigstens eine erste Materialkomponente in den Formhohlraum ein zu spritzen. Dabei kann das im ersten Spritzgiessschritt gespritzte Materialvolumen vor die Düse gelangen, über die im zweiten Spritzgiessschritt wenigstens eine weitere Materialkomponente in den Formhohlraum eingespritzt wird. Auf diese Weise lässt sich im zweiten Spritzgiessschritt ein Kern des Spritzlings erzeugen.

[0047] Die Spritzgiessmaschine kann ferner ein Kanalsystem aufweisen, das für die Zuführung von wenigstens zwei Materialkomponenten vorgesehen und ausgelegt ist. Über wenigstens eine Düse kann das Kanalsystem in den Formhohlraum münden. Es ist aber auch möglich, dass das Kanalsystem in zwei Düsen mündet und dass über jede der zwei Düsen jeweils eine der wenigstens zwei Materialkomponenten in den Formhohlraum zur Herstellung des Spritzlings eingespritzt werden. Zur Herstellung des aus wenigstens zwei Materialkomponenten bestehenden Spritzlings wird nur noch ein Formhohlraum benötigt, in den ein einziges Kanalsystem mündet, über das die Materialkomponenten in zwei Spritzgiessschritten in den Formhohlraum eingespritzt werden. Die beiden Spritzgiessschritte können dabei ausgeführt werden, ohne die Spritzgiessform der Spritzgiessmaschine zwischenzeitlich zu öffnen. Das Kanalsystem kann ein Heisskanalsystem sein.

[0048] Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder in Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale des Ausführungsbeispiels. Es zeigt in teilweise stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1: eine stark schematisierte Seitenansicht einer Spritzgiessmaschine mit einer Spritzgiessform, die zwei Formhälften umfasst und in der mehrere Formhohlräume ausgebildet sind, sowie mit einer Steuereinheit, durch die die Spritzgiessmaschine zur Durchführung des ausführlich beschriebenen und in den Ansprüchen beanspruchten Spritzgiessverfahrens eingerichtet ist.

Fig. 2: eine geschnittene Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Spritzgiessform nach Beendigung des ersten Spritzgiessschritts.

Fig. 3: die in Fig. 2 mit dem Kreis K markierte Einzelheit in vergrösserter Darstellung.

Fig. 4: die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Spritzgiessform nach Ende des zweiten Spritzgiessschrittes.

[0049] Fig. 1 zeigt eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Spritzgiessmaschine. Die Spritzgiessmaschine 1 wird zur Herstellung von Spritzlingen 2 verwendet. Bei den Spritzlingen 2, die auf der in den Figuren zumindest ausschnittsweise dargestellten Spritzgiessmaschine 1 hergestellt werden können, handelt es sich um Bürstenkörper 2, nämlich um Zahnbürstenkörper.

[0050] Die Spritzgiessmaschine 1 weist eine Spritzgiessform. 3 auf, in der insgesamt acht Formhohlräume 4 ausgebildet sind. Jedem Formhohlraum 4 sind jeweils zwei Düsen 5 und 6 zugeordnet, über die in zwei Spritzgiessschritten zumindest zwei Materialkomponenten 17 und 18 in den Formhohlraum 4 eingespritzt werden können, um darin einen Zahnbürstenkörper 2 spritzzugiessen.

[0051] Jeder der Formhohlräume 4 besteht aus zwei Formnestern 7, von denen eines in einer düsenseitigen Formhälfte 8 und ein zweites in einer auswerferseitigen Formhälfte 9 ausgebildet ist.

[0052] Die Düsen 5 und 6 der Spritzgiessmaschine 1 sind jeweils als Heisskanaldüsen ausgebildet. Die Spritzgiessmaschine 1 weist eine Steuereinheit 12 und für jeden Formhohlraum 4 jeweils einen Sensor 10 auf. Jeder Sensor 10 ist über eine Sensorverbindung 11 mit der Steuereinheit 12 der Spritzgiessmaschine 1 verbunden. Jeder der Sensoren 10 ist dazu eingerichtet, ein in den ihm zugeordneten Formhohlraum 4 der Spritzgiessform 3 eingespritztes Materialvolumen zumindest mittelbar zu detektieren, zu erfassen, zu bestimmen und/oder zu messen. Dadurch kann mithilfe der Sensoren 10 eine Ausdehnung und/oder ein Füllstand des im ersten Spritzgiessschritt in den jeweiligen Formhohlraum 4 eingespritzten Materialvolumens zumindest mittelbar defektiert und/oder bestimmt werden.

[0053] Die Steuereinheit 12 ist ihrerseits dazu eingerichtet, die den Formhohlräumen 4 zugeordneten Düsen 5, 6 in Abhängigkeit von Sensorsignalen zu öffnen und/oder auch zu schliessen, die von den Sensoren 10 abgegeben werden. Die Sensoren 10 sind in einem definierten Abstand zu den Düsen 5, 6 innerhalb von Sensoraufnahmen 10a angeordnet. Die Sensoraufnahmen 10a sind bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel in der düsenseitigen Formhälfte 8 ausgebildet.

[0054] Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel der Spritzgiessmaschine 1 sind die Sensoren 10 Temperatursensoren. Jeder der Sensoren 10 weist einen Messfühler 13 auf, der zumindest teilweise in oder an dem ihm zugeordneten Formhohlraum 4 angeordnet ist. Gemäss den Schnittdarstellungen der Spritzgiessform 3 sind die Messfühler

CH 715 038 A2 derart in einer Wandung 14 ihres Formhohlraums 4 angeordnet, dass sie über die Wandung 14 des Formhohlraums in den Formhohlraum 4 hineinragen. Bei dem in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Spritzgiessform 3 ragen die Messfühler 13 etwa einen Millimeter weit in den Formhohlraum 4, dem sie zugeordnet sind.

[0055] Jeder Düse 5, 6 der Spritzgiessmaschine 1 ist zudem jeweils ein Aktor 14 zugeordnet. Jeder der Aktoren 14 dient dazu, die ihm zugeordnete Düse 5, 6 zu öffnen und/oder zu schliessen. Jeder Aktor 14 ist über eine Steuerverbindung 15 mit der Steuereinheit 12 der. Spritzgiessmaschine 1 verbunden. Die beiden Düsen 5, 6, über die die wenigstens zwei Materialkomponenten in den Formhohlraum 4, der in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, eingespritzt werden, sind in Gebrauchsstellung der Spritzgiessmaschine 1 in Schwerkraftrichtung unterhalb des Sensors 10 angeordnet.

[0056] Insbesondere die Fig. 2 und 4 verdeutlichen, dass die zwei Düsen 5 und 6 in Gebrauchsstellung der Spritzgiessmaschine 1 in Schwerkraftrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei ist die Düse 6, über die die zweite Materialkomponente 18 in einem zweiten Spritzgiessschritt nach der ersten Materialkomponente 17 in den Formhohlraum 4 eingespritzt wird, unterhalb der Düse 5 angeordnet, über die in dem ersten Spritzgiessschritt die erste Materialkomponente 17 eingespritzt wird.

[0057] Um die zwei Materialkomponenten 17 und 18 in ein und denselben Formhohlraum 4 der Spritzgiessform 3 einspritzen zu können, ist die Spritzgiessmaschine 1 mit einem entsprechenden Kanalsystem 16 für die Zuführung der beiden Materialkomponenten 17 und 18 ausgestattet. Dieses Kanalsystem 16 mündet über die Düsen 5 und 6 in die Formhohlräume 4 der Spritzgiessform 3. Bei dem Kanalsystem 16 kann es sich insbesondere um ein sogenanntes Heisskanalsystem handeln.

[0058] Auf der zuvor beschriebenen Spritzgiessmaschine 1 kann das nachfolgend beschriebene Spritzgiessverfahren zur Herstellung von Spritzlingen 2, nämlich hier zur Herstellung von Bürstenkörpern 2 durchgeführt werden.

[0059] Hierbei ist vorgesehen, dass in einem ersten Spritzgiessschritt wenigstens eine erste Materialkomponente 17 in die Formhohlräume 4 der Spritzgiessform 3 eingespritzt wird. Dabei wird das im ersten Spritzgiessschritt eingespritzte Materialvolumen zumindest mittelbar überwacht. Der erste Spritzgiessschritt wird dann beendet, wenn eine auf das im ersten Spritzgiessschritt eingespritzte erste Materialvolumen bezogene Bedingung erfüllt ist. In einem zweiten Spritzgiessschritt kann dann ein zweites Materialvolumen aus zumindest einerweiteren Materialkomponente 18 in dieselben Formhohlräume 4 eingespritzt werden.

[0060] Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird der zweite Spritzgiessschritt dann gestartet, wenn die zuvor genannte Bedingung erfüllt ist. Der zweite Spritzgiessschritt kann auch verzögert nach einer definierten Verzögerungszeit gestartet werden. Somit kann eine Wandstärke der ersten Materialkomponente 17 um die zweite Materialkomponente 18, die einen Kern 19 des Spritzlings 2 bilden kann, bestimmt oder vorgegeben werden. Eine längere Verzögerungszeit ergibt eine längere Abkühlzeit und kann in einer grösseren Wandstärke der ersten Materialkomponente 17 um den Kern 19 resultieren. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, den zweiten Spritzgiessschritt bereits dann zu starten, bevor die Bedingung erfüllt ist. Das Erfüllen der zuvor genannten Bedingung stellt somit zumindest ein Kriterium zum Beenden des ersten Spritzgiessschrittes dar.

[0061] Das in dem ersten Spritzgiessschritt in den jeweiligen Formhohlraum 4 eingespritzte Materialvolumen kann zumindest mittelbar mit dem bereits zuvor erwähnten Sensor 10 detektiert, erfasst, bestimmt und/oder überwacht werden. Die zuvor erwähnte Bedingung kann bei Verwendung eines derartigen Sensors 10 dann erfüllt sein, wenn der Sensor 10 ein entsprechendes Signal abgibt, das durch das im ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum 4 eingespritzte Materialvolumen ausgelöst werden kann.

[0062] Die Bedingung kann insbesondere dann erfüllt sein, wenn ein von dem Sensor 10 abgegebenes Sensorsignal einem Schwellsignal entspricht oder ein solches Schwellsignal überschreitet. Die Bedingung kann auch erst dann erfüllt sein, wenn ein von dem Sensor 10 erfasster Messwert einem Schwellwert entspricht oder einen solchen überschreitet. Die bereits erwähnte Steuereinheit 12 kann entsprechend eingerichtet oder programmiert werden.

[0063] Bei der in den Figuren dargestellten Spritzgiessmaschine 1 kann eine Temperatur innerhalb der Formhohlräume 4 der Spritzgiessform 3 mit den Sensoren 10 dieser Spritzgiessmaschine 1 erfasst und überwacht werden. Dies da der Sensor 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Spritzgiessmaschine 1 als Temperatursensor 10 ausgebildet ist. Hierbei ist die Bedingung zum Beenden des ersten Spritzgiessschrittes dann erfüllt, wenn die von dem Sensor 10 erfasste Temperatur einen definierten Temperaturschwellwert erreicht oder überschreitet und zudem eine definierte Verzögerungszeit nach Erreichen oder Überschreiten des Temperaturschwellwertes verstrichen ist. Die Überwachung der Bedingung und das Auslösen oder Beenden der Spritzgiessschritte kann mithilfe der Steuereinheit 12 der Spritzgiessmaschine 1 erfolgen. Der für das Beenden des ersten Spritzgiessschrittes erforderliche Temperaturanstieg wird dann von den Sensoren 10 registriert, wenn das im ersten Spritzgiessschritt in den jeweiligen Formhohlraum 4 eingespritzte Materialvolumen den in Fig. 2 dargestellten Füllstand bzw. die dort dargestellte Ausdehnung erreicht hat.

[0064] Mithilfe der Sensoren 10 kann also zumindest mittelbar eine Ausbreitung, Zunahme und/oder ein Füllstand des ersten Materialvolumens in den Formhohlräumen 4 während des ersten Spritzgiessschritts überwacht werden. Die zuvor genannte Bedingung ist bei einer Betriebsweise der Spritzgiessmaschine 1 dann erfüllt, wenn eine Mindestausbreitung, Mindestzunähme und/oder ein Mindestfüllstand des im ersten Spritzgiessschritt gespritzten Materialvolumens innerhalb der Formhohlräume 4 detektiert wird und zusätzlich eine Verzögerungszeit verstrichen ist. Die daraus resultierende Aus

CH 715 038 A2 dehnung bzw. der dann daraus resultierende Füllstand, den das erste Materialvolumen dabei innerhalb des Formhohlraums 4 einnimmt, ist in Fig. 2 dargestellt.

[0065] Durch ihre Steuereinheit 12 ist die Spritzgiessmaschine 1 dazu eingerichtet, für jeden zu befüllenden Formhohlraum 4 ihrer Spritzgiessform 3 einen Temperaturschwellwert und/oder eine Verzögerungszeit individuell vorzugeben. Der Temperaturschwellwert kann zwischen 5 und 200 Kelvin über einer Ausgangstemperatur liegen, die bei leerem Formhohlraum 4, also bei unbefüllter Spritzgiessform 3, mit dem Sensor 10 messbar ist. So kann der Temperaturschwellwert beispielsweise zwischen 40 °C und 180 °C, insbesondere 80 °C betragen. Bevorzugt ist es jedoch, wenn der Temperaturschwellwert zwischen einer Temperatur der Spritzgiessform 3 und der Verarbeitungstemperatur der ersten und/oder zweiten Materialkomponente 17,18 liegt. Insbesondere wenn die Spritzgiessform 3 beheizt ist, kann sie bei Gebrauch der Spritzgiessmaschine 1 eine Temperatur von beispielsweise 100 °C aufweisen. Die Verarbeitungstemperatur ist abhängig von der Wahl der Materialkomponenten 17 und 18 und kann über 300 °C betragen. Je nach Vorgabe dieser Parameter kann der Temperaturschwellwert dann zwischen 100 °C und über 300 °C liegen.

[0066] Die Verzögerungszeit, die nach Erreichen oder Überschreiten des Temperaturschwellwertes noch abgewartet wird, bevor der erste Spritzgiessschritt beendet wird, kann zwischen 0 und kleiner/gleich 2 Sekunden betragen.

[0067] Das zweite Materialvolumen wird gemäss Fig. 4 direkt in das in dem jeweiligen Formhohlraum 4 bereits befindliche erste Materialvolumen aus der ersten Materialkomponente 17 eingespritzt. Dabei wird im zweiten Spritzgiessschritt ein Kern 19 aus dem zweiten Materialvolumen der zweiten Materialkomponente 18 innerhalb des zuvor eingespritzten Materialvolumens erzeugt. Dies derart, dass der Kern 19 überwiegend oder bis auf einen Bereich seines Anspritzpunktes 20 vollumfänglich von dem ersten Materialvolumen, das aus der ersten Materialkomponente 17 gebildet ist, umgeben ist.

[0068] Dabei wird das erste Materialvolumen durch das im zweiten Spritzgiessschritt eingespritzte zweite Materialvolumen innerhalb des Formhohlraums 4 zumindest teilweise verdrängt. Die Verdrängung des ersten Materialvolumens aus der ersten Materialkomponente 17 erfolgt dabei in einen End- und/oder Randbereich 21 des jeweiligen Formhohlraums 4. Das Ergebnis dieser Vorgehensweise wird insbesondere anhand eines Vergleichs der beiden Fig. 2 und 4 deutlich.

[0069] Fig. 2 zeigt die Situation, die sich nach Beendigung des ersten Spritzgiessschrittes einstellt. Hier ist zu erkennen, dass der Formhohlraum 4 mit einem ersten Materialvolumen aus der ersten Materialkomponente 17 gefüllt ist. Dies in einer Form, dass die erste Materialkomponente 17 so weit in dem Formhohlraum 4 ansteigt, dass sie den Messfühler 13 des Sensors 10 umgibt. Bereits während der Zunahme des Materialvolumens ’ aus der ersten Materialkomponente 17 innerhalb des Formhohlraums 4 während des ersten Spritzgiessschrittes kann mit dem Sensor 10 und seinem Messfühler 13 ein Temperaturanstieg verzeichnet werden. Wenn das erste Materialvolumen aus erster Materialkomponente 17 den Messfühler 13 des Sensors 10, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, umgibt, wird die Wärme der noch heissen ersten Materialkomponente 17 auf den Messfühler 13 übertragen. So kann der Sensor 10 einen entsprechenden Temperaturanstieg registrieren und ein entsprechendes Signal über die Sensorverbindung 11 an die Steuereinheit 12 abgeben. Sobald der von dem Sensor 10 registrierte Temperaturwert einen vorgegebenen Temperaturschwellwert überschreitet, gibt die Steuereinheit 12 über die Steuerverbindung 15 ein entsprechendes Steuersignal an den Aktor 14 zum Schliessen der Düse 5, über die die erste Materialkomponente 17 in den Formhohlraum 4 eingespritzt wurde. Dadurch wird der erste Spritzgiessschritt beendet.

[0070] Gleichzeitig wird ein entsprechendes Steuersignal übereine Sensorverbindung 11 an den Aktor 14 übertragen, der mit der Düse 6 in Verbindung steht, über die die zweite Materialkomponente 18 in den Formhohlraum 4 eingespritzt wird. Sobald dieser Aktor 14 das entsprechende Steuersignal erhält, öffnet er die Düse 6, sodass die zweite Materialkomponente 18 zum Auffüllen des noch unbefüllten Restvolumens des Formhohlraums in den Formhohlraum 4 einströmen kann.

[0071] Das erste Materialvolumen aus der ersten Materialkomponente 17 wird über die Düse 5 in den Formhohlraum 4 eingespritzt. Die Düse 5 liegt auf einer gedachten Linie zwischen der Düse 6 für das zweite Materialvolumen, das im zweiten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum 4 eingespritzt wird, und dem bereits zuvor erwähnten Sensor 10.

[0072] Fig. 2 verdeutlicht, dass im ersten Spritzgiessschritt der komplette untere Bereich des Formhohlraums 4 mit der ersten Komponente 17 gefüllt wird. Hierbei gelangt die erste Materialkomponente 17 und das von ihr gebildete erste Materialvolumen auch vor einen Auslass der Düse 6, über die die zweite Materialkomponente 18 im zweiten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum 4 eingespritzt wird. Beide Düsen 5 und 6 sind, wie bereits zuvor ausgeführt, bei Durchführung des Verfahrens in Schwerkraftrichtung unterhalb des Sensors 10 angeordnet. Beide Materialkomponenten 17, 18 werden in denselben Formhohlraum 4 der Spritzgiessform 3 eingespritzt. Die erste Materialkomponente 17 kann beispielsweise aus PET, PP und/oder COP bestehen. Im zweiten Spritzgiessschritt kann als Material für die wenigstens eine weitere Materialkomponente 18 ein anderes Material als im ersten Spritzgiessschritt verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, ein Recyclât des Materials der ersten Materialkomponente 17 zu verwenden.

[0073] Bei der Spritzgiessmaschine 1 ist somit vorgesehen, zumindest einen Sensor 10 an der Spritzgiessform 3 der Spritzgiessmaschine zum Starten und/oder Beenden zumindest eines Spritzgiessschrittes zu verwenden.

[0074] Die Erfindung befasst sich mit Verbesserungen auf dem technischen Gebiet der Herstellung von Spritzlingen 2. Hierzu wird insbesondere ein Spritzgiessverfahren vorgeschlagen, bei dem in einem ersten Spritzgiessschritt wenigstens die erste Materialkomponente 17 in den Formhohlraum 4 der Spritzgiessform 3 eingespritzt wird. Der erste Spritzgiessschritt wird dann beendet, wenn eine auf das im ersten Spritzgiessschritt eingespritzte erste Materialvolumen bezogene

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Bedingung erfüllt ist. Bei dieser Bedingung kann es sich beispielsweise um einen Mindestfüllstand handeln, den ein in dem ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum 4 eingespritztes Materialvolumen aus der zumindest einen ersten Materialkomponente 17 in dem Formhohlraum 4 verursacht. Kann der Mindestfüllstand zum Beispiel mit Hilfe eines Sensors 10 detektiert oder bestätigt werden, kann der erste Spritzgiessschritt beendet und gegebenenfalls ein zweiter Spritzgiessschritt gestartet werden.

Bezugszeichenliste [0075]

Spritzgiessmaschine

Spritzlinge/Bürstenkörper/Zahnbürstenkörper

Spritzgiessform

Formhohlraum

Düse für die erste Materialkomponente

Düse für die zweite Materialkomponente

Formnest düsenseitige Formhälfte auswerferseitige Formhälfte

Sensor

10a Sensoraufnahme in 8

Sensorverbindung

Steuereinheit

Messfühler

Aktor

Steuerverbindung

Kanalsystem erste Materialkomponente zweite Materialkomponente

Kern

Anspritzpunkt

End-/Randbereich von 4

Claims

Patentansprüche

1. Spritzgiessverfahren zur Herstellung von Spritzlingen (2) für Bürstenkörper (2), dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Spritzgiessschritt wenigstens eine erste Materialkomponente (17) in einen Formhohlraum (4) einer Spritzgiessform (3) eingespritzt wird, dass der erste Spritzgiessschritt beendet · wird, wenn eine auf ein im ersten Spritzgiessschritt eingespritztes erstes Materialvolumen bezogene Bedingung erfüllt ist, und dass in einem zweiten Spritzgiessschritt ein zweites Materialvolumen aus zumindest einer weiteren Materialkomponente (18) in denselben Formhohlraum (4) eingespritzt wird.
2. Spritzgiessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausbreitung und/oder Zunahme und/oder ein Füllstand des ersten Materialvolumens im Formhohlraum (4) während des ersten Spritzgiessschritts mit einem Sensor (10), zumindest mittelbar überwacht wird, wobei die Bedingung dann erfüllt ist, wenn eine Mindestausbreitung, Mindestzunähme und/oder ein Mindestfüllstand detektiert wird und/oder wenn eine Mindestausbreitung, Mindestzunahme und/oder ein Mindestfüllstand detektiert wird und eine Verzögerungszeit verstrichen ist.

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3. Spritzgiessverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Formhohlraum (4) nach dem ersten Spritzgiessschritt verbliebenes materialfreies Restvolumen im zweiten Spritzgiessschritt mit dem zweiten Materialvolumen aufgefüllt wird und/oder dass der zweite Spritzgiessschritt startet, bevor oder wenn die Bedingung erfüllt ist.
4. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem ersten Spritzgiessschritt in den Formhohlraum (4} eingespritzte Materialvolumen zumindest mittelbar mit einem oder dem Sensor (10) detektiert, erfasst, bestimmt und/oder überwacht wird, vorzugsweise wobei der Sensor (10) beabstandet zu einer Düse (5) für den ersten Spritzgiessschritt angeordnet ist, und/oder dass die Bedingung erfüllt ist, wenn der Sensor (10), bedingt durch das erste Materialvolumen, ein entsprechendes Signal abgibt oder wenn der Sensor (10), bedingt durch das erste Materialvolumen, ein entsprechendes Signal abgibt und zusätzlich eine vorgegebene Verzögerungszeit verstrichen ist.
5. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur innerhalb des wenigstens einen Formhohlraums (4) mit einem Temperatursensor (10) erfasst wird und/oder dass die Bedingung erfüllt ist, wenn die erfasste Temperatur einen Temperaturschwellwert erreicht oder überschreitet oder wenn die erfasste Temperatur innerhalb des wenigstens einen Formhohlraums einen Temperaturschwellwert erreicht oder überschreitet und eine definierte Verzögerungszeit nach Erreichen oder Überschreiten des Temperaturschwellwertes verstrichen ist.
6. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturschwellwert und/oder die Verzögerungszeit für jeden zu befüllenden Formhohlraum (4) der Spritzgiessform (3) individuell vorgegeben werden.
7. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturschwellwert zwischen einer Temperatur der Spritzgiessform (3) und einer Verarbeitungstemperatur der ersten und/oder der weiteren Materialkomponente (17,18) liegt und/oder dass der Temperaturschwellwert zwischen 5 und 200 Kelvin über einer Ausgangstemperatur liegt, die bei leerem Formhohlraum (4) mit einem oder dem Sensor (10) mit dem Temperatursensor (10), messbar ist, und/oder dass der Temperaturschwellwert zwischen 40 °C und 180 °C, vorzugsweise 80 °C, beträgt.
8. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit zwischen 0 und kleiner/gleich 2 Sekunden beträgt.
9. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Materialvolumen in das in dem Formhohlraum (4) befindliche erste Materialvolumen eingespritzt wird und/oder dass im zweiten Spritzgiessschritt ein Kern (19) aus dem zweiten Materialvolumen innerhalb des eingespritzten ersten Materialvolumens erzeugt wird, vorzugsweise derart, dass der Kern (19) überwiegend oder bis auf einen Bereich seines Anspritzpunktes (20) vollumfänglich von dem ersten Materialvolumen umgeben ist.
10. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Materialvolumen durch das im zweiten Spritzgiessschritt eingespritzte zweite Materialvolumen innerhalb des Formhohlraums (4) zumindest teilweise verdrängt wird, in zumindest einen End- und/oder Randbereich (21) des Formhohlraums (4).
11. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Materialvolumen (17) über eine Düse (5) in den Formhohlraum (4) eingespritzt wird, die auf einer gedachten Linie zwischen einer Düse (6) für das zweite Materialvolumen und einem oder dem Sensor (10) angeordnet ist, oder dass das zweite Materialvolumen über eine Düse (6) in den Formhohlraum (4) eingespritzt wird, die auf einer gedachten Linie zwischen einer Düse (5) für das erste Materialvolumen und einem oder dem Sensor (10) angeordnet ist.
12. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Materialvolumen über eine Düse (5, 6) oder über Düsen (5, 6) in den wenigstens einen Formhohlraum (4) eingespritzt werden, die bei Durchführung des Verfahrens in Schwerkraftrichtung unterhalb eines oder des Sensors (10) angeordnet ist/sind.
13. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Materialkomponenten (17, 18) in denselben wenigstens einen Formhohlraum (4) der Spritzgiessform (2) eingespritzt werden, ohne die Spritzgiessform zu öffnen.
14. Spritzgiessverfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Spritzgiessschritt als Material für die erste Materialkomponente (17) PET, P.P und/oder COP verwendet wird und/oder dass im zweiten Spritzgiessschritt als Material für die wenigstens eine weitere Materialkomponente (18) ein anderes Material als im ersten Spritzgiessschritt und/oder ein Recyclât des Materials der ersten Materialkomponente (17) verwendet wird/werden.
15. Verwendung eines Sensors (10) an einer Spritzgiessform (3) zum Starten und/oder Beenden eines Spritzgiessschrittes.
16. Spritzgiessmaschine (1) zur Herstellung von Bürstenkörpern (2), wobei die Spritzgiessmaschine (1) zur Durchführung des Spritzgiessverfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche eingerichtet ist.

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17. Spritzgiessmaschine (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgiessmaschine (1) eine Spritzgiessform (3) mit zumindest einem Formhohlraum (4) und zumindest eine dem Formhohlraum (4) zugeordnete Heisskanal-Düse (5, 6), aufweist, und/oder dass die Spritzgiessform (3) beheizbar oder beheizt ist.
18. Spritzgiessmaschine (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgiessmaschine (1) wenigstens einen Sensor (10) aufweist, der über eine Sensorverbindung (11) mit einer Steuereinheit (12) der Spritzgiessmaschine (1) verbunden und/oder dazu eingerichtet ist, ein in zumindest einen Formhohlraum (4) der Spritzgiessform eingespritztes Materialvolumen, seine Zunahme, Ausdehnung und/oder seinen Füllstand innerhalb des Formhohlraums (4), zumindest mittelbar zu detektieren, zu erfassen, zu bestimmen und/oder zu messen.
19. Spritzgiessmaschine (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgiessmaschine (1) eine Steuereinheit (12) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die zumindest eine dem Formhohlraum (4) zugeordnete Düse (5, 6) in Abhängigkeit eines von dem wenigstens einen Sensor (10) abgegebenen Sensorsignals zu öffnen und/oder zu schliessen.
20. Spritzgiessmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (10) in einem definierten Abstand zu der wenigstens einen Düse (5, 6) des Formhohlraums (4) angeordnet ist und/oder dass jedem Formhohlraum (4) der Spritzgiessform (3) jeweils ein Sensor (10) zugeordnet ist.
21. Spritzgiessmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (10) ein Temperatursensor ist.
22. Spritzgiessmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (10) einen Temperaturmessfühler (13), aufweist, der zumindest teilweise in oder an dem ihm zugeordneten Formhohlraum (4) angeordnet ist, wobei der Messfühler (13) bündig in einer Wandung des Formhohlraums angeordnet ist oder wobei der Messfühler (13) über eine Wandung (14) des Formhohlraums (4) zwischen 0 und 1 mm weit in den Formhohlraum (4) ragt.
23. Spritzgiessmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Düse (5, 6) der Spritzgiessmaschine (1) ein Aktor (14) zum Öffnen und/oder Schliessen der Düse (5, 6) zugeordnet ist, wobei der Aktor (14) über eine Steuerverbindung (15) mit der Steuereinheit (12) der Spritzgiessmaschine (1) verbunden ist.
24. Spritzgiessmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Düse (.5, 6) des wenigstens einen Formhohlraums (4) in Gebrauchsstellung der Spritzgiessmaschine (1) in Schwerkraftrichtung unterhalb des Sensors (10} angeordnet ist.
25. Spritzgiessmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Formhohlraum (4) jeweils zwei, vorzugsweise in Gebrauchsstellung der Spritzgiessmaschine (1} in Schwerkraftrichtung versetzt zueinander angeordnete, Düsen (5, 6) zugeordnet sind.
26. Spritzgiessmaschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgiessmaschine (1) ein Kanalsystem (16) für die Zuführung von wenigstens zwei Materialkomponenten aufweist, das über wenigstens eine Düse (5, 6) in den wenigstens einen Formhohlraum (4) mündet.

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