DE102005050116A1 - Vorrichtung zur Einspritzung plastifizierter Elastomere in Formwerkzeuge mit einer Vielzahl von Formkavitäten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einspritzung plastifizierter Elastomere in an Formaufspannplatten einer Spritzgießmaschine aufgespannte Formwerkzeuge mit einer Vielzahl von Formkavitäten mit einem dem Formwerkzeug vorgeschalteten temperierbaren, eine Transferkammer aufweisenden Topf, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Topf eine werkzeugseitige Platte aufweist, in der werkzeugabgewandt eine Ausnehmung vorgesehen ist, die von der Formwerkzeugaufspannplatte abgedeckt ist und in der ein Kolben in Richtung Werkzeug und von diesem weg verschiebbar ist, wodurch zwischen dem Boden der Ausnehmung und der Stirnseite des Kolbens ein Spalt zur Aufnahme plastifizierten Materials gebildet wird, der über verschließbare Düsen mit dem Formwerkzeug in Verbindung steht.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einspritzung plastifizierter Elastomere in an Formaufspannplatten einer Spritzgießmaschine aufgespannte Formwerkzeuge mit einer Vielzahl von Formkavitäten mit einem dem Formwerkzeug vorgeschalteten temperierbaren, eine Transferkammer aufweisenden Topf.
• Bei der Fertigung von Gummiformteilen in großen Stückzahlen bietet die Verwendung von Werkzeugen mit Masseverteilung durch Transferkammern (auch Transfertopf, ITM-Topf genannt) erhebliche Vorteile. Die Nutzung von Transferkammern wird seit langer Zeit beim Spritzpressen (Transfer-Molding) praktiziert. Durch die Übertragung dieses Prinzips auf eine Spritzgießmaschine ist das Injection-Transfer-Molding (ITM) entstanden. Dabei ist vor allem eine einfachere Automatisierbarkeit und eine besser kontrollierbare Qualität gegeben.
• Bei dieser Technik wird unvulkanisiertes Elastomer in die Transferkammer gebracht. Danach wird die Kammer geschlossen und das gesamte Werkzeug verpresst. Durch den entstehenden Innendruck im ITM-Topf strömt das Elastomer in die Kavitäten. Nach der Ende der Vulkanisationszeit können die Formartikel aus den Nestern entnommen werden.
• Verglichen mit „normalen" Spritzgießwerkzeugen gibt es eine Reihe wesentlicher Vorteile des ITM-Verfahrens. Viele Kavitäten können auf engstem Raum zusammengesetzt werden, ohne dass komplizierte Verteilsysteme mit entsprechenden Druckverlusten nötig sind. Eine aufwendige Balancierung von Angussverteilern ist ebenfalls nicht nötig. In einem ITM-Topf herrscht während des Transferhubes an allen Stellen der gleiche Druck. Dadurch ist die entscheidende Voraussetzung zur gleichmäßigen Füllung der Nester gegeben.
• Ein Problem bei der Fertigung mit Hilfe dieser Methode liegt allerdings darin, dass erheblicher Angussabfall anfällt.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass praktisch angusslos gearbeitet werden kann.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch, dass der Topf eine werkzeugseitige Platte aufweist, in der werkzeugabgewandt eine Ausnehmung vorgesehen ist, die von der Werkzeugaufspannplatte abgedeckt ist und in der ein Kolben in Richtung Werkzeug und von diesem weg verschiebbar ist, wodurch zwischen dem Boden der Ausnehmung und der Stirnseite des Kolbens ein Spalt zur Aufnahme plastifizierten Materials gebildet ist, der über verschließbare Düsen mit dem Formwerkzeug in Verbindung steht.
• Die Verfahrensweise ist dabei folgende. Das Plastifizier- und Einspritzaggregat spritzt unvulkanisiertes Material in den Topf, wodurch sich der Kolben nach hinten gegen die Formaufspannplatte bewegt und einen Spalt frei macht, in dem sich das Material sammelt.
• Bei diesem Vorgang bleiben die Düsen verschlossen. Sobald eine ausreichende Menge an Material vorhanden ist, werden die Düsen geöffnet und durch die Schließbewegung der Spritzgießmaschine wird der Kolben nach vorne bewegt, wodurch die im Spalt vorhandene Masse über die Düsen ins Formwerkzeug eingespritzt wird. Direkt hiernach werden die Düsen wieder geschlossen. Nach einer entsprechenden Heizzeit und der Entformung der gespritzten Artikel beginnt der Zyklus dann von neuem.
• Damit der Kolben durch die Schließbewegung der Maschine bewegt für den Spritzvorgang verschoben werden kann, sieht der Anspruch 2 vor, dass der Kolben über einen durch die Formaufspannplatte hindurchführenden und über die Plattenebene verlängerten Fortsatz verfügt, in dem der Kanal für das in den Spalt einzuspritzende Material vorgesehen ist.
• Als besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist gemäß Anspruch 3 vorgesehen, dass die Düsen mittels druckmittelbetätigter Nadeln verschließbar sind. Der Konus der Nadeln in den Düsen reicht über die Düsenöffnung bis ins Werkzeug hinein und dichtet somit den vorderen Bereich des Werkzeuges ab. Diese Ausführungsform der Düsen löst die Aufgabe des angusslosen Spritzens auf die eleganteste Art.
• Die Nadeln sind wie gesagt druckmittelbetätigt, wobei gemäß Anspruch 4 vorgesehen ist, dass die Druckmittelantriebe in der Formaufspannplatte angeordnete beidseitig beaufschlagbare Druckmittelzylinder sind, deren Kolbenstangen die durch den Topf-Kolben, den Spalt und die Topfplatte hindurchgeführten Nadeln sind.
• Damit kein Hydraulikmedium von den Druckmittelzylindern in den Spaltbereich des Topfes gelangt, sind die Nadeln in Dichtungen geführt, die im Topfkolben angeordnet sind.
• Zwischen Topfplatte und Formwerkzeug befindet sich sowohl eine Isolierplatte als auch eine Heizplatte, wobei die Heizplatte direkt mit dem Formwerkzeug in Kontakt steht und die Isolierplatte diese Heizplatte von der Topfplatte trennt.
• Gemäß Anspruch 7 vorgesehen, dass die Topfplatte von Temperierflüssigkeit führenden Kanälen durchsetzt ist.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung beschrieben.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist an der Formaufspannplatte 8 einer nicht näher dargestellten Spritzgießmaschine angeordnet. Sie besteht aus einer Topfplatte 5, die durch eine Isolierplatte 4 von einer Heizplatte 2 getrennt ist, die direkt auf dem ebenfalls nicht dargestellten Formwerkzeug befestigt ist.
• In der Topfplatte 5 befindet sich eine in Richtung Formaufspannplatte 8 offene Ausnehmung 11, in der ein in Richtung Formwerkzeug bzw. von diesem weg bewegbarer Kolben 7 angeordnet ist. Der Kolben 7 weist einen durch eine Öffnung in der Formaufspannplatte 8 hindurch reichenden Fortsatz 12 auf, der um das Maß der Verschiebebewegung des Kolbens 7 über die Plattenebene hinausragt.
• Im Fortsatz 12 bzw. Kolben 7 befindet sich ein Einspritzkanal 13, der in der Topfplatte 5 mündet.
• Vom Boden der Ausnehmung 11 in der Topfplatte 5 führen Düsen 3 durch die Topfplatte 5, die Isolierplatte 4 und die Heizplatte 2 bis zum Werkzeug.
• Die Düsen 3 sind mittels Nadeln 1 verschließbar, deren konische Spitzen bis in das Werkzeug hineinragen.
• Die Nadeln 1 sind die Kolbenstangen von Kolben 9, 14 von in der Formaufspannplatte 8 integrierten Druckmittelzylindern 10. Die Kolben 9, 14 sind beidseitig mit Druckmittelflüssigkeit beaufschlagbar.
• Die als Kolbenstangen dienenden Nadeln 1 sind in im Kolben 7 angeordneten Dichtungen 6 geführt.
• Die Einspritzverfahrensweise ist folgende:
  An den Einspritzkanal 13 wird das nicht dargestellte Einspritz- und Plastifizieraggregat angesetzt. Durch Einspritzen von unvulkanisiertem Material durch den Kanal 13 in den Topf 5 bewegt sich der Kolben 7 vom Boden der Ausnehmung 11 weg und bildet einen Spalt 15, in dem sich die abgemessene Menge des einzuspritzenden Materials ansammelt. Bei diesem Vorgang sind die Kolben 9, 14 mit Druck beaufschlagt, so dass die Düsen 3 mittels der Nadeln 1 geschlossen sind.
• Dann wird die Ringfläche der Kolben 9, 14 beaufschlagt, wodurch die Nadeln 1 aus dem Düsenmundstück zurückgezogen werden. Gleichzeitig wird die Schließkraft der Spritzgießmaschine aufgebracht, wodurch der Kolben in Richtung Werkzeug verschoben wird, wodurch der Spalt geschlossen und das einzuspritzende Material über die Düsen in die Kavitäten des Formwerkzeugs eingespritzt wird. Nach diesem Vorgang werden die Düsen 3 mittels der Nadeln 1 wieder verschlossen, wobei die Nadelspitzen soweit ins Werkzeug hineinragen, dass keine Angüsse gebildet werden. Nach entsprechender Heizzeit und der Entformung der gespritzten Artikel beginnt der Zyklus von vorne.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Einspritzung plastifizierter Elastomere in an Formaufspannplatten einer Spritzgießmaschine aufgespannte Formwerkzeuge mit einer Vielzahl von Formkavitäten mit einem dem Formwerkzeug vorgeschalteten temperierbaren, eine Transferkammer aufweisenden Topf, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf eine werkzeugseitige Platte (5) aufweist, in der werkzeugabgewandt eine Ausnehmung (11) vorgesehen ist, die von der Formwerkzeugaufspannplatte (8) abgedeckt ist und in der ein Kolben (7) in Richtung Werkzeug und von diesem weg verschiebbar ist, wodurch zwischen dem Boden der Ausnehmung (11) und der Stirnseite des Kolbens (7) ein Spalt (15) zur Aufnahme plastifizierten Materials gebildet wird, der über verschließbare Düsen (3) mit dem Formwerkzeug in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) einen durch die Formaufspannplatte (8) hindurchführenden und über die Plattenebene verlängerten Fortsatz (12) aufweist, in dem der Kanal (13) für das in den Spalt (15) einzuspritzende Material vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, die Düsen (3) mittels druckmittelbetätigter Nadeln (1) verschließbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelantriebe in der Formaufspannplatte (8) angeordnete beidseitig beaufschlagbare Druckmittelzylinder (9, 10, 14) sind, deren Kolbenstangen die durch den Topfkolben (7) den Spalt (15) und die Topfplatte (5) hindurchgeführten Nadeln (1) sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (1) in im Kolben (7) angeordneten, als Dichtungen ausgebildeten Führungen (6) geführt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Topfplatte (5) und Formwerkzeug sowohl eine Isolierplatte (4) als auch eine Heizplatte (2) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Topfplatte (5) von Temperierflüssigkeit führenden Kanälen durchsetzt ist.