DE102006005300B4 - Process for expansion injection molding - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Expansionsspritzgießen mit einer Spritzeinheit mit vollelektrischem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzeinheit ein geschlossenes Hydrauliksystem und einen Druckspeicher aufweist, wobei neben der Spritzzylindereinheit (3, 4) eine zusätzliche hydraulische Arbeitszylindereinheit (5, 6) vorgesehen ist, hydraulisch verbunden mit dem Spritzzylinder (3), in der die Bewegung des Kolbens (6) durch einen von einem elektrischen Servomotor (13) angetriebenen Gewindeschraubtrieb (12) hervorgerufen wird, wobei beim Expansionsspritzgießen das Schmelzevolumen im Schneckenvorraum (V1), das Ölvolumen (V2) im Spritzzylinder (3) und Arbeitszylinder (5), sowie das Gasvolumen (V3) im Druckspeicher (7) gemeinsam durch Verschieben des Kolbens (6) im Arbeitszylinder (5) verdichtet werden, bis im Schneckenvorraum (V1) der notwendige Druck in der Schmelze erreicht ist und anschließend nach dem Öffnen einer Verschlussdüse (15) der Füllvorgang der Kavität (21) im Werkzeug (20) durch gleichzeitige Expansion der komprimierten Stoffe erfolgt.method for expansion injection molding with an injection unit with fully electric drive, characterized that the injection unit has a closed hydraulic system and a Pressure accumulator, wherein in addition to the injection cylinder unit (3, 4) an additional hydraulic working cylinder unit (5, 6) is provided, hydraulic connected to the injection cylinder (3), in which the movement of the piston (6) by one of an electric servomotor (13) driven Threaded screw (12) is caused, wherein the expansion injection molding the Melt volume in the antechamber (V1), the volume of oil (V2) in the injection cylinder (3) and working cylinder (5), and the gas volume (V3) in the pressure accumulator (7) together by moving the piston (6) in the working cylinder (5) be compressed until in the antechamber (V1) the necessary pressure is reached in the melt and then after opening a shut-off (15) the filling process the cavity (21) in the tool (20) by simultaneous expansion of the compressed Substances takes place.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Expansionsspritzgießen mit einer Spritzeinheit mit vollelektrischem Antrieb, sowie auf eine solche Spritzeinheit mit vollelektrischem Antrieb.The This invention relates to a method of expansion injection molding an injection unit with fully electric drive, as well as on a Such injection unit with fully electric drive.
Stand der Technik ist die Verwendung von Spritzgießmaschinen mit Druckspeicher für die Herstellung von dünnwandigen Spritzgussteilen, bei denen üblicherweise nur der Druckspeicher zur Energiespeicherung vorgespannt wird. Die Kunststoffschmelze und das Hydrauliköl werden erst durch den ansteigenden Einspritzdruck während der Formfüllung verdichtet. Die gemessene Fließfrontgeschwindigkeit weicht aus diesem Grunde stark vom berechneten Wert ab (bis 1/6 kleiner).was standing The technique is the use of injection molding machines with pressure accumulator for the Production of thin-walled Injection molded parts, where usually only the pressure accumulator is biased for energy storage. The Plastic melt and the hydraulic oil are only due to the rising Injection pressure during the mold filling compacted. The measured flow front speed for this reason differs greatly from the calculated value (up to 1/6 smaller).
In
der europäischen
Patentanmeldung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Expansionsspritzgussverfahren für vollelektrische Spritzeinheiten zur Verfügung zu stellen, bei dem auch dünnwandige Spritzgussteile mit größeren Abmessungen und Gewichten hergestellt werden können.task The invention is an expansion injection molding process for all-electric Injection units available to make, in which also thin-walled Injection molded parts with larger dimensions and Weights can be produced.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht, in dem die Spritzeinheit ein geschlossenes Hydrauliksystem und einen Druckspeicher aufweist, wobei neben der Spritzzylindereinheit eine zusätzliche hydraulische Arbeitszylindereinheit vorgesehen ist, hydraulisch verbunden mit dem Spritzzylinder, in der die Bewegung des Kolbens durch einen von einem elektrischen Servomotor angetriebenen Gewindeschraubtrieb hervorgerufen wird, wobei beim Expansionsspritzgießen das Schmelzevolumen im Schneckenvorraum, das Ölvolumen im Spritzzylinder und Arbeitszylinder, sowie das Gasvolumen im Druckspeicher gemeinsam durch Verschieben des Kolbens im Arbeitszylinder verdichtet werden, bis im Schneckenvorraum der notwendige Druck in der Schmelze erreicht ist und anschließend nach dem Öffnen einer Verschlussdüse der Füllvorgang der Kavität im Werkzeug durch gleichzeitige Expansion der komprimierten Stoffe erfolgt. In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass der Durchmesser des Kolbens im Arbeitszylinder größer als der Schneckendurchmesser, aber kleiner als der Kolbendurchmesser im Spritzzylinder ist.This is achieved according to the invention, in which the injection unit has a closed hydraulic system and a Compression accumulator, wherein in addition to the injection cylinder unit a additional hydraulic working cylinder unit is provided, hydraulically connected with the injection cylinder, in which the movement of the piston through a powered by an electric servomotor threaded screw drive is caused, wherein the expansion injection molding the Melt volume in the screw antechamber, the volume of oil in the injection cylinder and working cylinder, and the gas volume in the pressure accumulator together be compressed by moving the piston in the working cylinder, until it reaches the necessary pressure in the melt in the antechamber is and then After opening a closure nozzle the filling process the cavity in the tool by simultaneous expansion of the compressed substances he follows. In device technical terms, the task mentioned solved by that the diameter of the piston in the working cylinder is greater than the screw diameter, but smaller than the piston diameter in the injection cylinder is.
Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung eines Spritzaggregates mit einem zusätzlichen hydraulischen Arbeitszylinder, in welchem der Kolben zur Druckerzeugung elektromechanisch verschoben wird, ermöglicht die Herstellung von dünnwandigen Spritzgussteilen mit größeren Abmessungen und Gewichten. Das Hydrauliköl dient zur Kraftübertragung, es ist jedoch keine Hydraulikanlage mit Pumpe und Verteilersystem vorhanden. Der Schneckenantrieb ist mit einem elektrischen Servomotor ausgeführt, daher ist ein wirtschaftlicher Energieverbrauch gewährleistet.The inventive method using an injection unit with an additional hydraulic power cylinder, in which the piston for pressure generation electromechanically displaced, allows the production of thin Injection molded parts with larger dimensions and weights. The hydraulic oil used for power transmission, However, it is not a hydraulic system with pump and distribution system available. The worm drive is designed with an electric servomotor, therefore An economic energy consumption is guaranteed.
Eine
vollelektrische Spritzeinheit mit einem hydraulischen Spritzzylinder,
einem zusätzlichen Druckspeicher
und einem zusätzlichen
hydraulischem Arbeitszylinder, in dem der Kolben elektromechanisch
angetrieben wird, ist zum Beispiel aus der
Bei der Herstellung dünnwandiger Formteile mittels Expansionsspritzguss wird erfindungsgemäß in die Spritzeinheit ein Druckspeicher integriert. Die vollelektrische Spritzeinheit ist dadurch zum Expansionsspritzgießen mit extrem schnellen Einspritzgeschwindigkeiten geeignet. Vor allem bei dünnwandigen Spritzgussteilen bewirkt die in der Kompressionsphase gespeicherte Energie in der Kunststoffschmelze, im Hydrauliköl und Druckspeicher den notwendigen schnellen Einspritzvorgang. Im geschlossenen Hydrauliksystem ist keine Hydraulikpumpe vorgesehen, das Öl dient nur als Druckübersetzung zur Erzeugung der erforderlichen Einspritzkraft für die vorgegebene Spritzgeschwindigkeit.at the production of thin-walled Molded parts by means of expansion injection molding according to the invention in the Injection unit integrated pressure accumulator. The all-electric Injection unit is characterized by expansion injection molding extremely fast injection speeds suitable. Especially in thin-walled Injection molded parts causes the stored in the compression phase Energy in the plastic melt, in the hydraulic oil and pressure accumulator the necessary fast injection process. In the closed hydraulic system is no hydraulic pump provided, the oil serves only as a pressure booster for Generation of the required injection force for the given injection speed.
Abgesehen von der Erfindung ist mit dem Spritzaggregat auch ein konventioneller Füllvorgang für dickwandige Teile realisierbar, dabei wird die notwendige Einspritzgeschwindigkeit durch elektromechanisches Verschieben des Kolbens im Arbeitszylinder erzeugt. Der Druckspeicher ist in diesem Falle vom System durch einen Absperrschieber getrennt.apart from the invention is also a conventional with the injection unit Filling process for thick-walled Parts can be realized, while the necessary injection speed by electromechanical displacement of the piston in the working cylinder generated. The accumulator is in this case by the system a gate valve disconnected.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer schematischen Zeichnung, die nur die verfahrenswesentlichen Teile des Spritzaggregates zeigt, dargestellt und beschrieben.The Invention is described below with reference to a schematic drawing, showing only the process-essential parts of the injection unit shown and described.
Beim
Expansionsspritzgießen
wird die Kunststoffschmelze im Massezylinder
Der
für die
rasche Werkzeugfüllung
notwendige hohe Massedruck (bis 3500 bar) wird bei geschlossener
Verschlussdüse
Beim
Standardspritzgießen
bleibt der Schieber
Die
Spritzeinheit ist somit zum Expansionsspritzgießen und zum Standartspritzgießen geeignete
und vollelektrisch sowie energiesparend angetrieben. Beim Expansionsspritzen
wird in der Kompressionsphase eine gleichzeitige Verdichtung von Schmelze,
Hydrauliköl
und Druckgas durchgeführt und
die gespeicherte Energie kann nach dem Öffnen der Verschlussdüse zur raschen
Werkzeugfüllung genützt werden.
Sehr kurze Füllzeiten
für dünnwandige
Spritzgussteile sind bei geringen Schwankungen der Qualitätsmerkmale
erreichbar. Wählt
man zweckmäßigerweise
zuerst den Vorspanndruck (meist 2000–3000 bar) und das Volumen
im Schneckenvorraum V1 (wesentlich größer als der Werkzeughohlraum
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Applications Claiming Priority (2)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110385836A (en) * | 2018-04-16 | 2019-10-29 | 英格拉斯股份公司 | The device of injection molding for plastic material |
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EP1074374A1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-02-07 | Engel Maschinenbau Gesellschaft Mbh | Injection moulding process |
DE10135516A1 (en) * | 2000-08-08 | 2002-06-20 | Mannesmann Rexroth Ag | Drive for closure-, injection- or ejection units of pressure injection molding machine has electric motor selectively displacing nested concentric piston-cylinder arrangement |
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2005
- 2005-02-11 AT AT2232005A patent/AT501516B1/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-02-06 DE DE200610005300 patent/DE102006005300B4/en not_active Expired - Fee Related
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---|---|
AT501516B1 (en) | 2006-11-15 |
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AT501516A1 (en) | 2006-09-15 |
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