DE10005264C1 - Multicomponent pressure injection molding employs melt stores with pistons separating the main- from secondary components, causing injection by use of main component as a hydraulic fluid - Google Patents
Multicomponent pressure injection molding employs melt stores with pistons separating the main- from secondary components, causing injection by use of main component as a hydraulic fluidInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formteilen aus Kunststoff, bestehend aus einer Hauptkomponente und wenigstens einer Nebenkompo nente, auf einer Spritzgießmaschine mit einem als Plasti zier- und Spritzeinheit ausgebildeten Hauptaggregat für die Bereitstellung der Hauptkomponente und wenigstens einem Nebenaggregat für die Bereitstellung der Nebenkom ponente sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for producing Multi-component molded parts made of plastic, consisting of a main component and at least one secondary compo nente, on an injection molding machine with a plastic Ornamental and injection unit trained main unit for the provision of the main component and at least an auxiliary unit for the provision of secondary comm component and a device for performing this Procedure.
Bei den zu verarbeitenden Komponenten handelt es sich sowohl um Kunststoffschmelzen, auch chemisch reaktionsfä hige, als auch um Flüssigkeiten, die zusammen oder zeit lich versetzt, mit unterschiedlicher Reihenfolge, mit der Kunststoffschmelze in ein Werkzeug eingespritzt werden und gegebenenfalls mit der Kunststoffschmelze chemisch reagieren. Die zu verarbeitenden Komponenten können sich hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Viskosität, Verar beitungstemperatur und Verträglichkeit unterscheiden. Aus DE 39 32 416 C2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mehrere für jeweils einen Spritzzyklus separat erzeug te Kunststoffschmelzen vor mindestens einem Angußkanal oder der Eingangsöffnung eines Angußkanalsystems eines Formwerkzeuges zunächst in einem im Ausgangsbereich ei ner geeigneten Spritzeinheit angeordneten Sammelraum in scheibenartiger Anordnung senkrecht zur Längsachse der Spritzeinheit deponiert werden, bevor sie nach dem Aufbau der vollständigen Füllmenge für das Formwerkzeug im Sammelraum insgesamt mit einem einzigen Hub der Spritzeinheit durch den Angußkanal oder die Eingangsöff nung des Angußkanalsystems in das Formwerkzeug einge spritzt werden. Dabei wird die scheibenartige Anordnung der Kunststoffschmelzen im Sammelraum durch geeignete Auswahl und Schichtung der verwendeten Kunststoffe er zeugt, die im bereits aufgeschmolzenen Zustand in den Sammelraum eingelassen werden. Dem Fachmann soll damit der Hinweis gegeben werden, wie mehrere unterschied liche und bereits aufgeschmolzene Kunststoffschmelzen in einem Sammelraum im einer Spritzgießform zugewand ten Ende eines Spritzzylinders oder einer Extruderein heit schichtweise deponiert werden können, um dann ohne merkliche Vermischung mit einem Hub der Spritzeinheit in die Spritzgießform gedrückt zu werden.The components to be processed are both for plastic melts, as well as chemically reactive hige, as well as liquids that together or time in different order, with which Plastic melt can be injected into a tool and if necessary chemically with the plastic melt react. The components to be processed can with regard to their properties, such as viscosity, process Differentiate processing temperature and compatibility. From DE 39 32 416 C2 a method is known in which Generate several for one injection cycle separately te plastic melts in front of at least one sprue or the entrance opening of a sprue system Mold first in a egg in the exit area ner suitable injection unit arranged collection room in a disc-like arrangement perpendicular to the longitudinal axis the injection unit must be deposited before it is delivered after the Structure of the complete filling quantity for the mold in the collecting room overall with a single stroke of Injection unit through the sprue or the entrance opening the sprue system into the mold be injected. The disc-like arrangement the plastic melts in the collecting space by suitable Selection and layering of the plastics used testifies that in the already melted state in the Collection room. The specialist should the hint given how several differed Liche and already melted plastic melts in a collection room in an injection mold end of an injection cylinder or an extruder can be deposited in layers, and then without noticeable mixing with a stroke of the injection unit to be pressed into the injection mold.
Die Anwendung dieses Verfahrens ist jedoch auf ausge wählte Kunststoffe beschränkt, deren schichtweise Depo nierung im gemeinsamen Sammelraum keine gegenseitigen Beeinflussungen an den Anlageflächen, beispielsweise Temperaturausgleich, oder chemischen Reaktionen befürch ten lassen. Auch ist eine gewisse Vermischung der ver schiedenen Komponenten im gemeinsamen Sammelraum nicht auszuschließen. Die Verwendung von mechanischen Trenn scheiben kann keine durchgreifende Abhilfe schaffen, da infolge der Einfüllnuten und Durchlaßöffnungen, durch welche die Komponenten, unter Wirbelbildung, gepreßt werden, gegenseitige Beeinflussungen der Komponenten nicht verhindert werden können.The application of this procedure is however out chose plastics whose layers are deposited nation in the common collecting room no mutual Influences on the contact surfaces, for example Temperature compensation, or chemical reactions fear let it. There is also some mixing of the ver different components in the common collecting room to exclude. The use of mechanical separation slices cannot provide a thorough remedy, because as a result of the filling grooves and through openings which pressed the components, with vortex formation mutual influences of the components cannot be prevented.
Alle Kunststoffkomponenten werden, unabhängig von ihren unterschiedlichen Eigenschaften, unter den gleichen Ein spritzbedingungen, wie Druck, Temperatur und Geschwindig keit, eingespritzt.All plastic components, regardless of their different properties, under the same one spray conditions such as pressure, temperature and speed speed, injected.
Ferner ist die Reihenfolge des Einspritzens der Kompo nenten nur bedingt wählbar, da die Hauptkomponente im mer als letzte eingespritzt werden muß. Chemisch mit einander oder mit den Kunststoffschmelzen reagierende Flüssigkeiten lassen sich nicht verarbeiten.Furthermore, the order of injection is the compo can only be selected to a limited extent, since the main component in the must be injected last. Chemically with reacting to each other or with the plastic melts Liquids cannot be processed.
Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach DE 39 32 416 C2 sind die Plastiziereinheiten auf jeden Fall mit einem gemeinsamen Sammelraum verbunden, der im Ausgangsbereich einer einzelnen ausgewählten Spritzeinheit angeordnet ist. Das Fließen aller Kunst stoffschmelzekomponenten wird durch die Bewegung des Schneckenkolbens realisiert, der das Volumen des gemein samen Sammelraumes verkleinert. Die Positionierung des Sammelraumes ist bedingt durch die für das Einspritzen notwendigen Kräfte, die durch mechanische Übertragungs glieder übertragen werden und eine entsprechend große Dimensionierung erforderlich machen.In the device for performing the method according to DE 39 32 416 C2, the plasticizing units are on in any case connected to a common collecting room, the one selected in the exit area of a single Injection unit is arranged. The flow of all art melted components is caused by the movement of the Auger piston realizes the volume of the common seed collecting space reduced. The positioning of the Collection space is due to that for the injection necessary forces by mechanical transmission limbs are transferred and a correspondingly large Make dimensioning necessary.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung oder Mi nimierung der geschilderten Nachteile, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nachzuweisen, die die Verarbeitung unterschiedlichster Materialien und in frei wählbarer Reihenfolge ermög lichen. Ferner sollen die einzelnen Komponenten unter jeweils für sie optimalen Verarbeitungsbedingungen ver arbeitet werden können.The object of the invention is to avoid or Mi minimizing the disadvantages described, a method and an apparatus for performing this method to demonstrate that processing the most diverse Materials and in a freely selectable order possible lichen. Furthermore, the individual components should be under processing conditions that are optimal for them can be worked.
Die Aufgabe wird gelöst durch das in Patentanspruch 1 angegebene Verfahren und die in Patentanspruch 4 be schriebene Vorrichtung.The object is achieved by the in claim 1 specified method and be in claim 4 written device.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verar beitung unterschiedlichster Materialien mit einer Spritzeinheit. Die Haupt- und die Nebenkomponente wer den zunächst in voneinander mechanisch getrennten Räu men für das Einspritzen bereitgestellt. Kunststoff schmelzen, auch chemisch reaktionsfähige, sowie Flüssig keiten, die geeignet sind mit den Schmelzen bei Berüh rung chemisch zu reagieren, werden, gleichzeitig oder in wählbarer Reihenfolge, mit dem hydrostatischen Druck der Hauptkomponente eingespritzt, wobei eine Berührung der Komponenten miteinander erst beim Einspritzen, un mittelbar vor der Werkzeugkavität erfolgt. Entsprechend ihrer unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie den Gegebenheiten des Prozesses und der Vorrichtung werden die einzelnen Komponenten Es sind ferner Spritzgußvorrichtungen bekannt, bei denen axial bewegliche Steuerkolben, Torpedos oder Manschetten, vom Druck einzelner Kunststoffkomponenten bewegt, selektiv Fließwege beim Mehrkomponentenspritzguß öffnen und schließen. Diese Vorrichtungen dienen dem gleichzeitigen und/oder zeitlich aufeinanderfolgenden Zusammenführen von unter schiedlichen Schmelzeströmen. Die dafür verwendeten beweglich angeordneten Elemente werden zeils durch fluidische Antrie be, teils durch Schmelze bewegt, und zwar durch eine Druckdif ferenz, die sich aus den auf die jeweiligen Stirnflächen wirkenden Drücke ergibt, ergibt sich eine resultierende Kraft, die bei den druckgesteuerten Elementen die Bewegungen auslöst. Durch die Bewegungen werden selektiv Schmelzekanäle freigegeben und gesperrt.The method according to the invention enables processing processing of different materials with one Injection unit. The main and the secondary component who initially in mechanically separated rooms Men provided for injection. Plastic melt, also chemically reactive, as well as liquid that are suitable with the melts at to react chemically, at the same time or in selectable order, with the hydrostatic pressure the main component is injected with a touch the components together when injecting, un is done indirectly in front of the tool cavity. Corresponding their different chemical and physical Properties as well as the conditions of the process and the device, the individual components Injection molding devices are also known, in which axially movable control pistons, torpedoes or cuffs, from pressure individual plastic components moved, selectively flow paths open and close with multi-component injection molding. These devices are used for simultaneous and / or consecutive merging of under different melt flows. The movable ones used for it Arranged elements are line by fluidic drive be, partly moved by melt, namely by a pressure difference referencing itself from the respective end faces acting pressures results in a resulting Force that moves the pressure-controlled elements triggers. The movements selectively melt channels released and blocked.
Nachstehend werden drei derartige Vorrichtungen beschrie ben.Three such devices are described below ben.
So ist bei der Spritzgießvorrichtung nach EP 0 748 677 A1, um den Herstellungs- und Wartungsaufwand für die Steuerein heit im Düsenkopf zu reduzieren, ein Steuerkolben mit mehre ren Steuerkanten innerhalb einer im Düsenkopf ausgebildeten Steuerkammer längsverschieblich gelagert, mit dem, abhängig vom jeweiligen Druck des Haut- oder Kernmaterials die Zufuhr von Haut- oder Kernmaterial über den Düsenkopf steuerbar und die Zufuhr des jeweils nicht geförderten Kunststoffmaterials (Haut- oder Kernmaterial) absperrbar ist.Thus, in the injection molding device according to EP 0 748 677 A1, the manufacturing and maintenance costs for the tax reducing in the nozzle head, a control piston with several ren control edges within a formed in the nozzle head Control chamber mounted longitudinally displaceable, with which, depending depending on the pressure of the skin or core material skin or core material can be controlled via the nozzle head and the supply of the plastic material that is not being conveyed (Skin or core material) is lockable.
Aus DE 197 57 411 C1 ist ein Spritzgußwerkzeug bekannt, welches unter anderem eine steuerbare Einrichtung besitzt, die wahlweise den ersten Zuführkanal unter Abtrennung des zweiten Zuführkanals unmittelbar mit der Auslaßöffnung verbindet oder entkoppelt. Die steuerbare Einrichtung wird von einem im ersten Zuführkanal verschiebbar angeordneten, rohrförmigen Kolbenelement gebildet, das eine durch den Fluiddruck in dem ersten Zuführkanal beaufschlagbare erste Kolbenfläche und eine durch den Fluiddruck in dem zweiten Zuführkanal beaufschlagbare zweite Kolbenfläche aufweist. Je nach stärkerem Fluiddruck in dem ersten oder zweiten Zuführkanal ist das Kolbenelement in verschiedene Schalt stellungen zum Verschließen oder Öffnen des ersten und/oder zweiten Zuführkanals verschiebbar. Eine axiale Durchtritts öffnung des rohrförmigen Kolbenelementes ist Bestandteil des ersten Zuführkanals und koaxial zur Verschlußnadel angeordnet. Sie ist durch die Verschlußnadel zu öffnen und zu schließen.An injection molding tool is known from DE 197 57 411 C1, which has, among other things, a controllable device, which optionally the first feed channel with separation of the second feed channel directly with the outlet opening connects or decouples. The controllable facility will from a slidably arranged in the first feed channel, tubular piston element formed, one by the Fluid pressure can be acted upon in the first feed channel Piston area and one by the fluid pressure in the second Feed channel has acted upon second piston surface. Depending on the stronger fluid pressure in the first or second Feed channel is the piston element in different switching positions for closing or opening the first and / or second feed channel slidable. An axial passage Opening of the tubular piston element is a component of the first feed channel and coaxial to the valve pin arranged. It can be opened and closed with the locking needle close.
Aus der DE 24 45 112 A1 ist eine Spritzdüsenanordnung er sichtlich, die einen einzigen Zuführungskanal besitzt, welcher seitlich von der Form mündet und wenigstens drei getrennte Kammern aufweist, die jeweils voneinander getrennt und koaxi la zu einander angeordnet sind. Jede Kammer ist mit einer unabhängigen Speiseleitung für ein Material verbunden, wel ches eingespritzt werden soll und weist eine Einheit zum Verpressen auf.From DE 24 45 112 A1 is a spray nozzle arrangement obviously, which has a single feed channel, which opens laterally from the form and at least three separate ones Has chambers, each separated and coaxial la are arranged to each other. Each chamber is with one independent feed line for a material connected ches to be injected and has a unit for Pressing on.
Nachteilig an den vorstehend beschriebenen drei Vorrichtun gen ist, daß sie in ihrer Anwendung stark eingeschränkt sind. Entweder sind sie Bestandteil des Spritzgießwerkzeuges oder der Spritzeinheit. Ein einfacher Einbau zwischen der düsenseitigen Werkzeugträgerplatte und der düsenseitigen Werkzeughälfte ist nicht möglich.A disadvantage of the three devices described above gene is that they are severely restricted in their application are. Either they are part of the injection mold or the injection unit. A simple installation between the nozzle-side tool carrier plate and the nozzle-side Half of the tool is not possible.
Das Bereitstellen eines definierten Schmelzevolumens für die Hautkomponente ist mit diesen Vorrichtungen nicht möglich. Sie sind deshalb nicht zum Speichern und Dosieren geeignet. Die beweglichen Elemente der genannten Vorrichtungen wirken nur als Trenn- bzw. Steuerelemente, nicht jedoch zur Verdrän gung der Schmelze im Sinne deren Förderung.The provision of a defined melt volume for the Skin components are not possible with these devices. They are therefore not suitable for storing and dosing. The movable elements of the devices mentioned act only as separating or control elements, but not for displacement supply of the melt in the sense of its promotion.
Eine Erhöhung des Einspritzdruckes infolge einer Drucküber setzung läßt sich mit diesen Vorrichtungen nicht erzielen. Bei den vorstehend beschriebenen drei Vorrichtungen werden für das Einspritzen unterschiedlicher Schmelzen jeweils eine Spritzeinheit für jedes Material benötigt.An increase in injection pressure due to a pressure over Settlement cannot be achieved with these devices. In the three devices described above one for each injection of different melts Injection unit needed for every material.
Die Steuerung und Dosierung sowie der zeitliche Ablauf, bei spielsweise für die Simultanphase, in der Haut- und Kernkom ponente gleichzeitig gespritzt werden, muß durch die Spritz gießmaschine erfolgen. The control and dosage as well as the timing, at for example for the simultaneous phase, in the skin and core comm component must be sprayed at the same time through the spray casting machine.
unter ihnen jeweils optimal angepaßten Bedingungen be reitgestellt und eingespritzt.under each of them optimally adapted conditions mounted and injected.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verfahrens erfolgt die Übertragung des hydro statischen Einspritzdruckes der Hauptkomponente auf die Nebenkomponente über einen abdichtenden Kolben, wo durch jede vorzeitige Berührung der Komponenten ausge schlossen wird.According to an advantageous embodiment of the invention According to the method, the hydro is transmitted static injection pressure of the main component the secondary component via a sealing piston where every time you touch the components is closed.
Auch darin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des er findungsgemäßen Verfahrens zu sehen, daß je nach Bedarf, mehrere Nebenkomponenten und nur eine Hauptkomponente in einem Prozeß zur Herstellung von Mehrkomponenten- Formteilen bereitgestellt und eingespritzt werden. Dadurch ist es möglich, Formteile mit sehr unterschied lichen Eigenschaften herzustellen, was die Einsatzbreite des Verfahrens wesentlich vergrößert.This is also an advantageous embodiment of the process according to the invention to see that, as required, several secondary components and only one main component in a process for the production of multi-component Molded parts are provided and injected. This makes it possible to make molded parts with a lot of difference lichen properties, what the range of use the procedure significantly increased.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Patentanspruch 4 ermöglicht die Herstellung von Mehrkomponenten-Form teilen nach dem Verfahren entsprechend Patentanspruch 1 mit den dargestellten Vorteilen.The inventive device according to claim 4 enables the production of multi-component molds share according to the method according to claim 1 with the advantages shown.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungs gemäßen Vorrichtung sind mehrere Nebenaggregate und ebensoviele ihnen zugeordnete Schmelzespeicher vorhan den. Dadurch kann die Einsatzbreite der Vorrichtung für die Herstellung aus unterschiedlichen Komponenten be stehende Mehrkomponenten-Formteile vergrößert werden. Nicht alle vorhandenen Nebenaggregate und zugehörigen Schmelzespeicher müssen bei der Herstellung der Mehr kamponenten-Formteile benutzt werden. Dadurch kann eine notwendig werdende Umrüstung der Vorrichtung auf die Herstellung anderer Erzeugnisse beschleunigt werden. Auch darin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung zu se hen, daß die Schmelzespeicher nicht in der Einspritz achse angeordnet sein müssen, sondern auch parallel oder in jedem Winkel dazu angeordnet sein können, weil der Einspritzdruck nicht über mechanische Glieder son dern hydrostatisch über entsprechend dimensionierte Verbindungsleitungen und Schmelzespeicher übertragen wird. Daraus ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Beherrschung der auftretenden Kräfte, aber auch in Be zug auf die bedienerfreundliche Zugänglichkeit der Schmelzespeicher im Falle erforderlich werdender Pa rameteränderungen oder Produktumstellungen.According to an advantageous embodiment of the Invention according device are several auxiliary units and just as many melt stores assigned to them exist the. This allows the device to be used for the production from different components standing multi-component molded parts are enlarged. Not all existing auxiliary units and associated ones Melt storage must be in the manufacture of the more molded components are used. This can cause a necessary to convert the device to the Production of other products will be accelerated. This is also an advantageous embodiment hen that the melt memory is not in the injection axis must be arranged, but also parallel or can be arranged at any angle to it because the injection pressure does not have mechanical links hydrostatically via appropriately dimensioned Transfer connecting lines and melt storage becomes. This results in advantages in terms of Mastery of the occurring forces, but also in loading train on the user-friendly accessibility of the Melt storage in case Pa becomes necessary parameter changes or product changes.
Ferner besteht eine Ausgestaltung der erfindungsge mäßen Vorrichtung darin, daß das Zurückströmen der Nebenkomponente in das Nebenaggregat durch ein Rück schlagventil verhindert wird.There is also an embodiment of the fiction moderate device in that the backflow of the Auxiliary component in the auxiliary unit by a back check valve is prevented.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind Verbindungs kanäle in dem Schmelzespeicher vorgesehen, die das überströmen der Hauptkomponente zu dem Werkzeug er möglichen. Dadurch ist es möglich, die Hauptkomponente vor der Nebenkomponente oder vor den Nebenkomponen ten in das Werkzeug einzuleiten. Ferner ist es mög lich, die Hauptkomponente außerdem noch abschließend einzuspritzen.According to a further embodiment, connections are channels provided in the melt memory that the overflow the main component to the tool possible. This makes it possible to use the main component before the secondary component or before the secondary components into the tool. It is also possible Lich, the main component also concluding to inject.
Zweckmäßigerweise werden die Verbindungskanäle durch den Kolben geöffnet oder geschlossen, um die Haupt komponente zu steuern. Die Hauptkomponente und die Nebenkomponente können in eine gemeinsame Werkzeug kavität als auch in getrennte Werkzeugkavitäten eingespritzt werden, sodaß sowohl nach dem Sandwich- als auch nach dem Overmoulding-Verfahren gearbeitet werden kann.The connection channels are expediently through the piston opened or closed to the main control component. The main component and the Auxiliary component can be in a common tool cavity as well as in separate tool cavities be injected so that after the sandwich and also worked according to the overmolding process can be.
Auch darin ist eine Ausgestaltung der Erfindung zu sehen, daß der Kolben einen Steuerkolben besitzt, mit dem das Überströmen gesteuert werden kann. Ein derart ausgebildeter Schmelzespeicher ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn über den Kolben eine Drucküber setzung erzielt werden soll.An embodiment of the invention is also included therein see that the piston has a control piston with overflow can be controlled. Such a trained melt storage is particularly then useful if a pressure over the piston setting should be achieved.
Schließlich ist auch darin eine Ausgestaltung der Erfindung zu sehen, daß der Kolben als Stufenkolben ausgebildet ist, wodurch sich eine einfache Anpassung der Druckverhältnisse erreichen läßt.Finally, there is also an embodiment of the Invention to see that the piston as a step piston is formed, resulting in easy adjustment the pressure conditions can be reached.
Nachstehend soll die Erfindung in Ausführungsbeispie len näher erläutert werden.The invention will now be described in exemplary embodiment len are explained in more detail.
In der zugehörigen Zeichnung stellen dar:In the accompanying drawing:
Fig. 1: Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponen ten-Formteilen, in schematischer Darstellung, Fig. 1: Apparatus for producing Mehrkomponen ten-shaped parts, in a schematic representation;
Fig. 2: Schmelzespeicher, im Längsschnitt, Fig. 2: melt reservoir, in longitudinal section,
Fig. 3: anderer Schmelzespeicher, im Längsschnitt, Fig. 3: in other melt reservoir, in longitudinal section,
Fig. 4: weiterer Schmelzespeicher, im Längsschnitt. Fig. 4: further melt storage, in longitudinal section.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt ein Hauptaggregat 6 für die Bereitstellung der Hauptkomponente 18, drei Nebenaggregate 7 für die Bereitstellung von drei Nebenkomponenten 19, den Nebenaggregaten 7 einzeln zu geordnete drei Schmelzespeicher 8, in den Verbindungs leitungen von den Schmelzespeichern 7 zu der Werkzeug kavität 23 des aus der düsenseitigen Werkzeughälfte 3 und der auswerferseitigen Werkzeughälfte 4 bestehenden Werkzeuges angeordnete Steuereinrichtungen 12 und Rück schlagventile 13 in den Verbindungsleitungen von den Nebenaggregaten 7 zu den Schmelzespeichern 8.The apparatus of Fig. 1 comprises a main unit 6 for providing the main component 18, three secondary units 7 for the provision of three secondary components 19, individually to the auxiliary units 7, three melt memory 8, in the connecting lines from the melt memories 7 cavity to subordinate to the tool 23 of the tool side of the nozzle-side tool half 3 and the ejector-side tool half 4 arranged control devices 12 and check valves 13 in the connecting lines from the auxiliary units 7 to the melt accumulators 8 .
Das Hauptaggregat 6 ist als Plastifizier- und Spritz einheit ausgebildet. Die im Schneckenvorraum 25 befind liche, plastifizierte Hauptkomponente 18, wird nach Be tätigung des Einspritzkolbens 17 in dem Einspritzzy linder durch den Schneckenkolben 15, mit der Rückstrom sperre 16, zuerst in den mittleren Schmelzespeicher 8, gemäß Fig. 1, und danach beispielsweise nacheinander in den oberen Schmelzespeicher 8 und den unteren Schmelze speicher 8 gedrückt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Hauptkomponente 18 über den Verbindungskanal 27 in dem Grundkörper 22 in den Druckraum 11 gelangt. Im Speicher raum 10 befindet sich die Nebenkomponente 19, die von dem beispielsweise als Plastiziereinheit ausgebildeten Nebenaggregat 7 als dünnflüssige Kunststoffkomponente, unter Zurhilfenahme einer nicht dargestellten Wegmeß einrichtung am Schneckenkolben 15 des Hauptaggregates 6, dosiert wurde. Beim Dosieren der Nebenkomponente 19 in den Speicherraum 10 hat sich der Kolben 9 aus seiner linken Endlage in die aus Fig. 2 ersichtliche Position bewegt, wobei er die Hauptkomponente 18 aus dem Druck raum 11 in den Schneckenvorraum 25 zurückgedrängt und den Schneckenkolben 15 nach rechts geschoben hatte. Beim Erreichen eines vorgegebenen Weges gibt die Wegmeß einrichtung des Hauptaggregates 6 ein Signal zur Beendi gung des Füllvorganges der Nebenkomponente 19. Danach plastifiziert das Hauptaggregat 6 die Hauptkomponente 18 bis zu einem vorgegebenen Plastifizierhub. Sind mehrere Schmelzespeicher 8 vorhanden, so laufen die Füllvorgänge der Speicherräume 10 nacheinander ab, damit genau defi nierte Mengen der einzelnen Nebenkomponenten 19 bereit stehen. Wie bereits dargelegt, wird beim Einspritzvorgang, nach Betätigung der Steuerung 12, die Hauptkomponente 18 in den Druckraum 11 gedrückt, wo sie den Kolben 9 beauf schlagt. Dieser verdrängt die Nebenkomponente 19 aus dem Speicherraum 10 in die Werkzeugkavität 23.The main unit 6 is designed as a plasticizing and spraying unit. The Liche in the antechamber 25 Liche, plasticized main component 18 is after actuation of the injection piston 17 in the injection cylinder by the screw piston 15 , with the reverse flow lock 16 , first in the middle melt memory 8 , as shown in FIG. 1, and then, for example, in succession the upper melt reservoir 8 and the lower melt store pressed. 8 From Fig. 2 it can be seen that the main component 18 reaches the pressure chamber 11 via the connecting channel 27 in the base body 22 . In the storage space 10 there is the secondary component 19 , which was metered by the auxiliary unit 7, for example a plasticizing unit, as a low-viscosity plastic component, with the aid of a displacement measuring device (not shown) on the screw piston 15 of the main unit 6 . When metering the secondary component 19 into the storage space 10 , the piston 9 has moved from its left end position into the position shown in FIG. 2, pushing the main component 18 out of the pressure chamber 11 into the screw chamber 25 and pushing the screw piston 15 to the right would have. When a predetermined path is reached, the measuring device of the main unit 6 gives a signal to terminate the filling process of the secondary component 19 . The main assembly 6 then plasticizes the main component 18 up to a predetermined plasticizing stroke. If there are several melt stores 8 , the filling processes of the storage spaces 10 take place one after the other, so that precisely defined quantities of the individual secondary components 19 are available. As already explained, the main component 18 is pressed into the pressure chamber 11 in the injection process after actuation of the control 12 , where it strikes the piston 9 . This displaces the secondary component 19 from the storage space 10 into the tool cavity 23 .
In der in Fig. 2 angegebenen Position des Kolbens 9 kann die Hauptkomponente 18, ohne mit der Nebenkomponente 19 in Berührung zu kommen, nach Betätigung der Steuereinrich tung 12 über den Verbindungskanal 28 als erste Kompo nente in die Werkzeugkavität 23 gespritzt werden.In the position of the piston 9 shown in FIG. 2, the main component 18 , without coming into contact with the secondary component 19, can be injected into the tool cavity 23 as the first component after actuation of the control device 12 via the connecting channel 28 .
Hat der Kolben 9 wieder seine linke Endlage erreicht, so kann die Hauptkomponente 18 über den nun freigegebenen Verbindungskanal 26 in die Werkzeugkavität 23 nachfließen. Der Verbindungskanal 28 ist in diesem Falle nicht vorhanden. Beim Sandwich-Spritzgießen bildet die Hauptkomponenete 18 das Kernmaterial und die Nebenkomponente 19 das Hautmaterial. Soll jedoch die Hauptkomponente 18 das Hautmaterial bilden, so wird sie bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Position des Kolbens 9, ohne mit der Nebenkomponente 19 in Berührung zu kommen, nach Betätigung der Steuereinrichtung 12, über den dann vorhandenen Verbindungskanal 28 zuerst in die Werkzeug kavität 23 gespritzt. Die Steuereinrichtung 12 ist beispiels weise als hydraulisch oder pneumatisch betätigtes 2-Wege- Ventil oder Drehschieber ausgebildet. Die Rückschlagventile 13 verhindern das Zurückströmen der Hauptkomponente 18 und der Nebenkomponente 19 sowohl beim Einpritzen als auch beim Pla stifizieren. Beim Einsatz mehrere Schmelzespeicher 8, beispiels weise drei wie in Fig. 1 gezeigt, können durch entsprechendes Betätigen der jeweiligen Steuereinrichtungen 12, die einzel nen Nebenkomponenten 19 und die Hauptkomponente 18 in ge wünschter Reihenfolge in die Werkzeugkavität 23 eingespritzt werden.When the piston 9 has reached its left end position again, the main component 18 can flow into the tool cavity 23 via the connection channel 26 that has now been released. The connecting channel 28 is not available in this case. In sandwich injection molding, the main component 18 forms the core material and the secondary component 19 the skin material. However, if the main component 18 form the skin material, it is in the position shown in Fig. 2 position of the piston 9, without interfering with the side component 19 in contact, after actuation of the control device 12 via the then existing connection channel 28 first into the tool cavity 23 injected. The control device 12 is designed, for example, as a hydraulically or pneumatically operated 2-way valve or rotary slide valve. The check valves 13 prevent the back flow of the main component 18 and the secondary component 19, both when injecting and during the placement. When using several melt stores 8 , for example three as shown in Fig. 1, by pressing the respective control devices 12 , the individual NEN secondary components 19 and the main component 18 can be injected into the tool cavity 23 in the desired order.
Fig. 3 zeigt einen anderen Schmelzespeicher 8. In einer axialen Bohrung nimmt der Kolben 9 einen Steuerkolben 24 auf, der gleichfalls eine axiale Bohrung besitzt. Beim Einspritzen beaufschlagt die Hauptkomponente 18 den Kalben 9, der die Nebenkomponente 19 aus dem Speicherraum 10 verdrängt. Die axiale Bohrung im Steuerkolben 24 ist abgesperrt. Erreicht der Kolben 9 die linke Endlage, so versperrt er die Verbindung zwischen dem Speicherraum 10 und der Werkzeugkavität 23. Gleichzeitig wird der Steuerkolben 24 betätigt und die Haupt komponente 18 kann aus dem Druckraum 11 durch die axiale Bohrung in dem Steuerkolben 24 in die Werkzeugkavität 23 fließen. Verbindungskanäle 26; 28 sind nicht erforderlich. Die Länge und der Durchmesser des Kolbens 9, des Speicher raumes 10 und des Druckraumes 11 können den konstruktiven Einbaubedingungen gut angepaßt werden. Insbesondere kann der Kolben 9 als Stufenkolben ausgebildet sein, mit dem ei ne Druckübersetzung bewirkt werden kann. Grundsätzlich ist damit eine Möglichkeit der Anpassung an die jeweiligen Ei genschaften der einzelnen Komponenten und der Verarbei tungsbedingungen gegeben. Die zugeordneten Schmelzespeicher 8 sind dann entsprechend unterschiedlich ausgebildet. Da die Schmelzespeicher 8 leicht ausgewechselt werden kön nen, ist auch eine einfache Anpassung an geänderte Kompo nenteneigenschaften oder Verarbeitungsbedingungen möglich. Fig. 3 shows another melt memory 8. In an axial bore, the piston 9 receives a control piston 24 , which also has an axial bore. During injection, the main component 18 acts on the calf 9 , which displaces the secondary component 19 from the storage space 10 . The axial bore in the control piston 24 is blocked. When the piston 9 reaches the left end position, it blocks the connection between the storage space 10 and the tool cavity 23 . At the same time, the control piston 24 is actuated and the main component 18 can flow from the pressure chamber 11 through the axial bore in the control piston 24 into the tool cavity 23 . Connecting channels 26 ; 28 are not required. The length and diameter of the piston 9 , the storage chamber 10 and the pressure chamber 11 can be adapted well to the structural installation conditions. In particular, the piston 9 can be designed as a stepped piston with which a pressure transmission can be effected. Basically, there is a possibility of adaptation to the respective properties of the individual components and the processing conditions. The associated melt stores 8 are then designed differently accordingly. Since the melt storage 8 can be easily replaced, a simple adaptation to changed component properties or processing conditions is also possible.
Damit wird beispielsweise eine Erhöhung des Druckes der Nebenkomponente 19 erzielt, um größere Fließwiderstände beim Einspritzen, wie sie bei langen Fließwegen oder sehr dünnen Wandstärken des Farmteils auftreten, zu überwinden. Auch ist es möglich auf diese Weise unvermeidliche Druck verluste beim Strömen der hochviskosen Hauptkomponente 18 vom Hauptaggregat 6 zum Schmelzespeicher 7 zu kompensie ren.An increase in the pressure of the secondary component 19 is thus achieved, for example, in order to overcome greater flow resistances during injection, such as occur with long flow paths or very thin wall thicknesses of the farm part. It is also possible in this way to compensate for inevitable pressure losses when the highly viscous main component 18 flows from the main unit 6 to the melt reservoir 7 .
Fig. 4 zeigt einen weiteren Schmelzespeicher 8, der beim Overmoulding-Mehrkomponenten-Spritzgießen verwendet wird. Das Werkzeug mit den Werkzeugkavitäten 20; 21 ist in Dreh-, Transfer- oder Schiebertechnik ausgeführt. Der Schmelzespeicher 8 wird mittels einer Heizeinrichtung 14 beheizt. Grundsätzlich können alle Schmelzespeicher 8 und Verbindungsleitungen beheizt werden. Darin ist eine wei tere, einfach zu realisierende Möglichkeit der optimalen Anpassung an die jeweiligen Komponenteneigeschaften und Verarbeitungsbedingungen zu sehen. Fig. 4 shows a further melt storage 8 , which is used in overmolding multi-component injection molding. The tool with the tool cavities 20 ; 21 is designed in rotary, transfer or slide technology. The melt reservoir 8 is heated by means of a heating device 14 . In principle, all melt stores 8 and connecting lines can be heated. This is a further, easy-to-implement option for optimal adaptation to the respective component properties and processing conditions.
Beim Einspritzvorgang wird zunächst die Werkzeugkavität 20 mit der Nebenkomponente 19 des Nebenaggregates 7 aus dem Speicherraum 10 durch den Druck des Kolbens 9 ge füllt. Nach Ablauf der Nachdruckzeit werden beide Steuer einrichtungen 12 umgeschaltet und die Werkzeugkavität 21 wird über die Verbindungskanäle 26; 27 mit der Hauptkompo nente 18 aus dem Hauptaggregat 6 gefüllt.During the injection process, the tool cavity 20 is first filled with the secondary component 19 of the auxiliary unit 7 from the storage space 10 by the pressure of the piston 9 . After the reprint time, both control devices 12 are switched and the tool cavity 21 is connected via the connecting channels 26 ; 27 filled with the main component 18 from the main unit 6 .
Bei diesem Verfahrensablauf laufen die Einspritz- und die Nachdruckzeit für die Nebenkomponente 19 und die Haupt komponente 18 beispielsweise nacheinander ab. Es ist je doch auch ein paralleles Einspritzen möglich, wenn die Druckverhältnisse beim Einspritzvorgang einen definier ten Füllvorgang ergeben.In this procedure, the injection and hold pressure time for the secondary component 19 and the main component 18, for example, run in succession. However, parallel injection is also possible if the pressure conditions during the injection process result in a defined filling process.
Möglich ist ist auch die Anwendung des Bi-Injektions-Ver fahrens, bei dem die Hauptkomponente 18 und die Nebenkom ponente 19 gleichzeitig in eine gemeinsame Werkzeugkavi tät 20; 21 eingespritzt werden und die Fließfronten an einer bestimmten Stelle des Farmteiles zusammenstoßen. It is also possible to use the bi-injection method, in which the main component 18 and the secondary component 19 act simultaneously in a common tool cavity 20 ; 21 are injected and the flow fronts collide at a specific point in the farm part.
22
auswerferseitige Werkzeugaufspannplatte
ejector-side platen
33rd
düsenseitige Werkzeughälfte
tool half on the nozzle side
44
auswerferseitige Werkzeughälfte
ejector side tool half
66
Hauptaggregat
Main unit
77
Nebenaggregat
Auxiliary unit
88th
Schmelzespeicher
Melt storage
99
Kolben
piston
1010th
Speicherraum für Nebenkomponente
Storage space for secondary components
1111
Druckraum für Hauptkomponente
Print room for main component
1212th
Steuereinrichtung
Control device
1313
Rückschlagventil
check valve
1414
Heizeinrichtung
Heating device
1515
Schneckenkolben
Snail piston
1616
Rückstromsperre
Non-return valve
1717th
Einspritzkolben
Injection pistons
1818th
Hauptkomponente
Main component
1919th
Nebenkomponente
Minor component
2020th
Werkzeugkavität
Tool cavity
2121
Werkzeugkavität
Tool cavity
2222
Grundkörper
Basic body
2323
Werkzeugkavität
Tool cavity
2424th
Steuerkolben
Control piston
2525th
Schneckenvorraum
Anteroom
2626
Verbindungskanal
Connecting channel
2727
Verbindungskanal
Connecting channel
2828
Verbindungskanal
Connecting channel
Claims (12)
wobei die hochviskose Nebenkomponente von dem Ne benaggregat bereitgestellt und einem Speicherraum eines dem Nebenaggregat zugeordneten Schmelze speichers zugeleitet wird und die hochviskose Hauptkomponente von dem Hauptaggregat bereitge stellt und einem Druckraum des Schmelzespeichers zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Dosierung der Nebenkomponente (19) und der Hauptkomponente (18) mittels einer Wegmeßein richtung des Hauptaggregates (6) erfolgt,
- - die Nebenkomponente (19) in dem Speicherraum (10) und die Hauptkomponente (18) in dem Druckraum (11), durch einen abdichtenden Kolben (9) des Schmelzespeichers (8) getrennt, gespeichert wird,
- - durch Steuereinrichtungen (12) gesteuert, in wähl barer Aufeinanderfolge oder gleichzeitig, die Neben komponente (19) aus dem Speicherraum (10) und die Hauptkomponente (18) aus dem Druckraum (11) des Schmelzespeichers (8) mit dem hydrostatischen Ein spritzdruck der Hauptkomponente (18) des Hauptaggre gates (6) in eine Werkzeugkavität (20; 21; 23) zwischen einer düsenseitigen Werkzeughälfte (3) und einer aus werferseitigen Werkzeughälfte (4) eines Werkzeuges eingespritzt wird.
wherein the highly viscous secondary component is provided by the sub-assembly and is supplied to a storage space of a melt store assigned to the auxiliary assembly and the high-viscosity main component is provided by the main assembly and is supplied to a pressure chamber of the melt store,
characterized in that
- - The dosage of the secondary component ( 19 ) and the main component ( 18 ) by means of a Wegmeßein direction of the main unit ( 6 ),
- the secondary component ( 19 ) is stored in the storage space ( 10 ) and the main component ( 18 ) in the pressure space ( 11 ), separated by a sealing piston ( 9 ) of the melt reservoir ( 8 ),
- - Controlled by control devices ( 12 ), in selectable sequence or simultaneously, the secondary component ( 19 ) from the storage space ( 10 ) and the main component ( 18 ) from the pressure space ( 11 ) of the melt reservoir ( 8 ) with the hydrostatic injection pressure of The main component ( 18 ) of the main unit ( 6 ) is injected into a tool cavity ( 20 ; 21 ; 23 ) between a tool half ( 3 ) on the nozzle side and a tool half ( 4 ) on the launcher side.
- - zwischen dem Speicherraum (10) und dem Druckraum (11) der, durch die hydraulischen Drücke beim Dosieren der Nebenkomponente (19) und der Hauptkomponente (18) gesteu ert, axial verschiebbare, die Volumenverhältnisse zwischen dem Speicherraum (10) und dem Druckraum (11) verändern de, abdichtende Kolben (9) angeordnet ist,
- - in der Verbindungsleitung vom Schmelzespeicher (8) zu der Werkzeugkavität (23) eine Steuereinrichtung (12) angeordnet ist,
- - eine Wegmeßeinrichtung für die Steuerung der Dosierung der Hauptkomponente (18) durch das Hauptaggregat (6) und der Nebenkomponente (19) durch das Nebenaggregat (7) am Hauptaggregat (6) vorhanden ist.
- - Between the storage space ( 10 ) and the pressure space ( 11 ), which is controlled by the hydraulic pressures when metering the secondary component ( 19 ) and the main component ( 18 ), axially displaceable, the volume ratios between the storage space ( 10 ) and the pressure space ( 11 ) changing the sealing piston ( 9 ) is arranged,
- - A control device ( 12 ) is arranged in the connecting line from the melt reservoir ( 8 ) to the tool cavity ( 23 ),
- - A path measuring device for controlling the metering of the main component ( 18 ) through the main unit ( 6 ) and the secondary component ( 19 ) through the auxiliary unit ( 7 ) on the main unit ( 6 ) is present.
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