DE102006048788A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines einen Hohlraum aufweisenden Bauteils aus Kuststoff - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines einen Hohlraum aufweisenden Bauteils aus Kuststoff Download PDF

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines einen Hohlraum aufweisenden Bauteils aus Kunststoff vorgeschlagen. Dabei wird in eine Spritzgießform flüssiger Kunststoff eingespritzt und anschließend in den flüssigen Kunststoff ein Fluid unter Druck eingeleitet, um die Spritzgießform mit dem Kunststoff auszufüllen und den Hohlraum auszubilden. Der Durchfluss oder die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids wird mit Hilfe eines Durchflusssensors gemessen. Zusätzlich dazu wird der Druck in der Spritzgießform und/oder der Druck des Fluids an einer Zuleitung zur Spritzgießform mit Hilfe eines Drucksensors gemessen. Die Injektion des Fluids in die Spritzgießform wird durch die genannten Messgrößen gesteuert und/oder geregelt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines einen Hohlraum aufweisenden Bauteils aus Kunststoff, bei dem in eine Spritzgießform flüssiger Kunststoff eingespritzt und anschließend in den flüssigen Kunststoff ein Fluid unter Druck eingeleitet wird um die Spritzgießform mit dem Kunststoff auszufüllen und den Hohlraum auszubilden.
  • Ferner geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung zur Herstellung eines einen Hohlraum aufweisenden Bauteils aus Kunststoff mit einer Spritzgießform, welche mit einer Spritzgießmaschine verbindbar ist, mit einem Einlass zum Einleiten einer Kunststoffschmelze in die Spritzgießform und mit einem Fluid-Injektor zum Einleiten eines Fluids zum Verdrängen von Schmelze in der Spritzgießform. Bei derartigen Verfahren und Vorrichtungen wird zunächst flüssige Kunststoffschmelze durch einen Einlass in die Spritzgießform eingefüllt. Anschließend wird in die noch flüssige Kunststoffschmelze durch einen Fluid- Injektor in der Spritzgießform eine Flüssigkeit oder ein Gas unter Druck eingeleitet, wodurch die Kunststoffschmelze in der gesamten Spritzgießform verteilt wird und gleichzeitig ein Hohlraum in der Schmelze ausgebildet wird. Wird als Fluid eine Flüssigkeit verwendet, so führt das Einleiten des Fluids in die Kunststoffschmelze gleichzeitig zu einem Abkühlen und Erstarren der Schmelze. Die Flüssigkeit kann anschließend mit einem Gas aus dem Hohlraum des Bauteils ausgeblasen werden. Wird dagegen als Fluid ein Gas verwendet, so ist anschließend an das Gas eine Kühlflüssigkeit in die Spritzgießform einzuleiten, um die Kunststoffschmelze abzukühlen und erstarren zu lassen.
  • Bei einer ersten Variante des Verfahrens sind das Werkzeug und die Volumina der in das Werkzeug eingeleiteten Kunststoffschmelze und des Fluids so gewählt, dass das Fluid gerade ausreicht, um den Hohlraum des Bauteils auszuformen, wobei die Kunststoffschmelze bis auf den Hohlraum das Werkzeug ausfüllt. Das Werkzeug entspricht dabei der Spritzgießform. Bei einer zweiten Variante, dem Masserückdrückverfahren, wird zunächst die Kunststoffschmelze durch einen Einlass in das Werkzeug eingeleitet und beim anschließenden Einleiten des Fluids durch einen Auslass zumindest teilweise aus dem Werkzeug wieder herausgedrückt. Einlass und Auslass sind dabei über einen Heißkanal miteinander verbunden und separat steuerbar, so dass die Kunststoffschmelze über den Heißkanal zurück in die Spritzgießmaschine gelangen kann. Bei einer dritten Variante des Verfahrens ist das Werkzeug mit einer Nebenkavität ausgestattet, welche durch einen Verschluss oder Schieber von der ersten Kavität des Werkzeugs abgetrennt ist. Zunächst wird in die erste Kavität Kunststoffschmelze eingeleitet. Schließlich wird das Fluid mit Druck in das Werkzeug gefördert und der Verschluss oder Schieber geöffnet. Die durch das Fluid aus der ersten Kavität verdrängte Schmelze wird in die Nebenkavität gedrückt. Dort kann sie entweder ein weiteres Bauteil ausbilden oder als Überschuss entnommen werden.
  • Nach dem Abkühlen und Erstarren der Kunststoffschmelze wird die Spritzgießform geöffnet und das geformte Bauteil entnommen. Nach dem Schließen der Spritzgießform kann der Zyklus erneut beginnen.
  • Zur Erzielung reproduzierbarer Bauteile mit fest vorgegebener Wandstärke ist es erwünscht, die Ausformung des Hohlraums zu überwachen und das Einleiten des Fluids in die Kunststoffschmelze zu steuern. Das Einleiten des Fluids in die Spritzgießform innerhalb einer vorgegebenen Zeit liefert keine befriedigenden Ergebnisse, da Schwankungen betreffend die Menge der Kunststoffschmelze und den Druck des Fluids die Wandstärke des Bauteils beeinflussen und eine Fehlfunktion der Vorrichtung nicht angezeigt wird.
  • Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen Bauteile in reproduzierbarer Weise hergestellt und Fehlfunktionen erkannt werden können.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile
  • Gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 11 den Vorteil, dass der Durchfluss oder die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids sowie der Druck anhand von Sensoren gemessen werden und die Injektion des Fluids in die Spritzgießform durch diese Messgrößen gesteuert und/oder geregelt wird. Aus dem Durchfluss oder der Strömungsgeschwindigkeit kann mit Hilfe der Zeit und dem Strömungsquerschnitt das Volumen berechnet werden. Aus der Messung ergibt sich damit das Volumen und der Druck des Fluids. Synonyme für den Durchfluss sind der Durchsatz und der Volumenstrom. Der Durchfluss entspricht dem Volumen des Fluids, das sich pro Zeiteinheit durch einen vorgegebenen Querschnitt bewegt. Es berechnet sich als Produkt aus der mittleren Strömungsgeschwindigkeit und der Fläche des vorgegebenen Querschnitts.
  • Das Fluid kann solange in die flüssige Kunststoffschmelze eingeleitet werden, bis entweder ein vorgegebener Sollwert des Volumens oder ein vorgegebener Sollwert des Druckes erreicht ist. Treten keine Schwankungen bezüglich der Menge der flüssigen Kunststoffschmelze in der Spritzgießform und bezüglich des unter Druck zugeführten Fluids auf, so sollten der Sollwert des Volumens und der Sollwert des Druckes des Fluids gleichzeitig erreicht werden. Wird jedoch beispielsweise eine geringere Menge an Kunststoffschmelze in die Spritzgießform eingefüllt, so wird der vorgegebene Sollwert des Volumens erreicht, bevor der vorgegebene Sollwert des Druckes erreicht wird. Wird dagegen eine größere Menge an Kunststoffschmelze als vorgesehen in die Spritzgießform eingefüllt, so wird der vorgegebene Sollwert des Druckes erreicht, bevor der vorgegebene Sollwert des Volumens erreicht ist. Aus den jeweiligen Messungen können Rückschlüsse auf die Menge der Kunststoffschmelze in der Spritzgießform gezogen werden.
  • Die Überwachung von Volumen und Druck während des Einfüllens des Fluids in die Spritzgießform hat gegenüber der ausschließlichen Überwachung der Zeit ferner den Vorteil, dass der Vorgang des Ausbildens des Hohlraums nicht durch Schwankungen hinsichtlich der Viskosität der Kunststoffschmelze oder des Fluids beeinflusst wird, da die Schwankungen durch die Sensoren erfasst werden und die Parameter der Vorrichtung angepasst werden um die Schwankungen auszugleichen.
  • Wird anhand der Messgrößen festgestellt, dass der Volumenstrom des Fluids zu gering ist, so kann die Leistung der Fördereinrichtung zur Förderung des Fluids erhöht werden. Bei der Fördereinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Pumpe handeln. Volumenstrom und Durchfluss sind dabei Synonyme. Wird festgestellt, dass der Druck des Fluids an der Zuleitung zur Spritzgießform zu gering oder zu hoch ist, kann das in der Zuleitung befindliche Ventil, beispielsweise ein Proportionalventil, entsprechend eingestellt werden.
  • Anhand der Messgrößen kann außerdem ein Defekt oder eine Fehlfunktion der Vorrichtung festgestellt werden. Dies beispielsweise der Fall, wenn die vorgegebene Sollgröße des Drucks oder des Volumens des Fluids nicht erreicht werden, obwohl der Fuid-Injektor die hierzu notwendige Einstellung aufweist und die Födereinrichtung mit der maximalen Förderleistung arbeitet. Ursache hierfür kann beispielsweise eine Leckage der Zuleitung des Fluids sein.
  • Der Durchfluss oder die Strömungsgeschwindigkeit können entweder unmittelbar an der Spritzgießform oder in der Nähe der Fördereinrichtung des Fluids gemessen werden. Im ersten Fall wird der Messwert nicht durch Verluste zwischen der Fördereinrichtung und der Spritzgießform verfälscht. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass der Durchflusssensor in der Nähe der Spritzgießform leicht verschmutzen kann. Dieser Nachteil kann durch eine Messung nahe der Fördereinrichtung umgangen werden.
  • Der Druck des Fluids kann an einer Zuleitung zur Spritzgießform oder in der Spritzgießform gemessen werden. Es ist außerdem möglich an mehreren Positionen gleichzeitig den Druck zu messen und hierzu die Vorrichtung mit mehreren Drucksensoren auszustatten. Wird ein Drucksensor an der Innenseite des Werkzeugs angeordnet, kann nicht nur der durch das Einströmen des Fluids in das Werkzeug erzeugte Druck gemessen werden, sondern auch die durch das Einleiten der Kunststoffschmelze, durch das Spülen mit einem zusätzlichen Kühlfluid oder durch das Ausblasen des Fluids mit Hilfe eines Gases hervorgerufene Druckänderung. Es kann beispielsweise die Einleitung des Fluids gestartet werden, wenn der Drucksensor an der Innenseite des Werkzeugs einen Wert misst, der das Einleiten der Kunststoffschmelze in das Werkzeug anzeigt. Die Einleitung des Fluids wird dagegen gestoppt, wenn entweder der Drucksensor oder der Durchflusssensor einen Messwert anzeigen, der die vollständige Ausformung des Hohlraums im Bauteil anzeigt.
  • Die Begriffe Spritzgießform und Werkzeug werden dabei als Synonyme verwendet.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Volumen des in die Spritzgießform einströmenden Fluids aus dem Durchfluss oder der Strömungsgeschwindigkeit bestimmt. Hierzu muss die Fläche des Querschnitts bekannt sein, durch welchen das Fluid an der Position des Strömungssensors strömt. Das Volumen ergibt sich aus dem Durchfluss beziehungsweise der Strömungsgeschwindigkeit, der zugehörigen Querschnittsfläche und der Zeit. Das Einleiten eines Fluids in den flüssigen Kunststoff beziehungsweise die Kunststoffschmelze wird beispielsweise in Abhängigkeit von der Zeit gestartet. Dies erfolgt in bevorzugter Weise, wenn der Vorgang des Einspritzens der Kunststoffschmelze in die Spritzgießform beendet ist. Bei Erreichen eines vorgegebenen Sollwertes des Volumens des Fluids wird das Einleiten des Fluids in die Kunststoffschmelze beendet. In diesem Fall erfolgt das Einleiten des Fluids in die Kunststoffschmelze mit einem fest vorgegebenen Volumen. Schwankungen hinsichtlich des Volumens können in diesem Fall ausgeschlossen werden. Das Volumen des Hohlraums in dem aus der Kunststoffschmelze gefertigten Bauteil ist damit fest vorgegeben und reproduzierbar.
  • Bei den Durchflusssensoren wird im wesentlichen zwischen zwei Arten unterschieden: Sensoren, die den Massendurchfluss messen und Sensoren, die den Volumendurchfluss messen. Aus dem Massendurchfluss ergibt sich unter Berücksichtigung der Dichte des Fluids ebenfalls das Volumen. Ferner wird zwischen Durchflusssensoren für Flüssigkeiten und Durchflusssensoren für Gase unterschieden. Je nach verwendetem Fluid und dem Strömungsquerschnitt können beispielsweise folgende Arten von Durchflusssensoren eingesetzt werden: Durchflusssensor mit Flügelrad, Blendendurchflusssensor, induktiver Durchflusssensor, magnetisch induktiver Durchflusssensor, Massendurchflusssensor nach dem Coriolis-Prinzip, Wirbelzählerdurchflusssensor, Ultraschalldurchflusssensor, Schwebekörper-Durchflusssensor, Ringkolben-Durchflusssensor, thermischer Massen-Durchflusssensor, Wirkdruck-Durchflusssensor und Luftmassensensor. Eine wichtige Kenngröße dieser Sensoren ist der Druckverlust, der stets mit einem Energieverlust im Leitungssystem einhergeht. Während beispielsweise Ultraschall-Durchflusssensoren nach dem Laufzeitprinzip ohne Strömungsgleichrichter sowie magnetoinduktive Durchflusssensoren keinen Druckverlust nach sich ziehen, führt beispielsweise eine Differenzdruckblendenmessung zu einem hohen, mit der Strömungsgeschwindigkeit stark ansteigenden Druckverlust und ein thermischer Luftmassensensor zu einem leichten Druckverlust, da die Messelemente in den Strömungskanal ragen. Ist der Durchflusssensor nahe der Spritzgießform angeordnet, so ist darauf zu achten, dass die Messung des Durchflusses in möglichst geringem Umfang durch Verunreinigungen, welche durch die Spritzgießprozess hervorgerufen werden, beeinträchtigt wird.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei Erreichen eines vorgegebenen Sollwertes des Drucks das Einleiten des Fluids in den flüssigen Kunststoff beendet. Zum Zeitpunkt des Beendens des Einleiten des Fluids wird das Volumen des Fluids, welches in die Spritzgießform eingeleitet wurde, festgestellt und mit dem Sollwert verglichen. Anhand des Vergleichs kann festgestellt werden, ob das Volumen des eingeströmten Fluids und damit das Volumen des Hohlraums im Bauteil innerhalb eines Toleranzbereichs des Sollwertes des Volumen liegt oder nicht. Liegt das Volumen außerhalb des Toleranzbereichs, wird die Ursache der Abweichung untersucht. Dabei helfen die während des Zyklus ermittelten Messwerte des Volumens und des Drucks. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zusätzlich dazu die Temperatur gemessen werden. Nach Feststellung der Ursache für die Abweichung können die Parameter für den nächsten Zyklus geändert werden, so dass das gewünschte Volumen bei den nachfolgenden Zyklen erreicht wird. Die Messung von Druck und Volumen ermöglicht damit die Überwachung des Spritzgießvorgangs.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird neben der Injektion des Fluids auch das Einleiten des Kunststoffs in die Spritzgießform durch das Volumen die Zeit und/oder den Druck des Fluids im vorhergehenden Zyklus gesteuert. Wird beispielsweise festgestellt, dass beim vorhergehenden Zyklus aufgrund der ermittelten Messgrößen von Volumen und Druck zu viel oder zu wenig Kunststoffschmelze in die Spritzgießform eingespritzt wurde, so wird die Menge der Kunststoffschmelze für den nachfolgenden Zyklus entsprechend angepasst. Dies geschieht dadurch, dass der Einlass zum Einleiten der Kunststoffschmelze in die Spritzgießform über einen kürzeren oder längeren Zeitraum als beim vorhergehenden Zyklus geöffnet wird.
  • Aus den Messgrößen betreffend das Volumen, den Druck, die Zeit und gegebenenfalls auch die Temperatur des Fluids können außerdem Rückschlüsse über die Viskosität der Kunststoffschmelze und den Zeitpunkt des Erstarrens der Kunststoffschmelze gezogen werden. Daraus ergibt sich, dass nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Öffnen der Spritzgießform zum Auswerfen des Bauteils in Abhängigkeit von den genannten Messgrößen erfolgt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann eine Nebenkavität der Spritzgießform in Abhängigkeit vom Volumen, der Zeit und/oder des Drucks des Fluids erfolgen. Die flüssige Kunststoffschmelze wird damit erst dann in eine Nebenkavität gedrückt, wenn das Volumen und/oder der Druck des Fluids einen vorgegebenen Wert erreicht haben.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Spülvorgang in Abhängigkeit von dem Volumen, der Zeit, der Temperatur und/oder des Drucks des Fluids gestartet. Hierzu ist an dem Werkzeug ein zusätzlicher Spülinjektor angeordnet. Wird mittels des Temperatursensors an dem Werkzeug festgestellt, dass nach dem Einleiten des Fluids zur Ausformung des Hohlraums die Temperatur des Bauteils noch zu hoch ist, um es aus dem Werkzeug zu entnehmen, wird über den Spülinjektor ein zusätzliches Kühlfluid in das Werkzeug eingeleitet. Dabei kann es sich um dasselbe Fluid handeln wie das zur Ausbildung des Hohlraums eingesetzte Fluid. Das Fluid kann über den Spülinjektor in das Werkzeug eingeleitet und über den Fluid-Injektor aus dem Werkzeug abgeführt werden. Darüber hinaus kann das Fluid in die umgekehrte Richtung geleitet werden. Werden der Fluid-Injektor und der Spülinjektor über einen zusätzlichen Kanal miteinander verbunden, kann das Fluid auch in einem Kreislauf durch das Werkzeug strömen. Sobald die gewünschte Temperatur des Werkzeugs und damit des Bauteils erreicht ist, wird der Spülinjektor geschlossen. Anschließend kann das in dem Bauteil befindliche Fluid mit Gas ausgeblasen werden. Auch das Ausblasen des Fluids aus dem fertig geformten Bauteil mit Hilfe von Gas kann in Abhängigkeit von dem Volumen, der Zeit, der Temperatur und/oder des Drucks erfolgen.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung entnommen werden.
  • Zeichnung
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen:
  • 1 Spritzgießform vor dem Einfüllen der Kunststoffschmelze im Querschnitt,
  • 2 Spritzgießform gemäß 1 nach dem Einfüllen der Kunststoffschmelze,
  • 3 Spritzgießform gemäß 1 nach dem Einleiten des Fluids zur Ausformung des Hohlraums in dem Bauteil.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die in den 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Spritzgießform 1, einem Fluid-Injektor 2 und einem Einlass 3 an der Spritzgießform, welcher mit einer Spritzgießmaschine 4 verbunden ist. Die durch die Spritzgießmaschine 4 zur Verfügung gestellte Kunststoffschmelze wird über den Einlass 3 in den Innenraum 5 der Spritzgießform, welcher auch als Kavität bezeichnet wird, eingeleitet. Das Fluid zur Ausformung eines Hohlraums in dem Bauteil wird an der gegenüberliegenden Seite der Spritzgießform über den Fluid-Injektor 2 in die Spritzgießform 1 hineingedrückt. Dabei wird das Fluid über eine Pumpe 6, welche durch einen Motor 7 angetrieben ist, gefördert. An der Zuleitung 16 zwischen der Pumpe 6 und dem Fluid-Injektor 2 sind ein Durchflusssensor 8 und ein Drucksensor 9 angeordnet. Die Spritzgießform 1 ist mit zwei Temperatursensoren 10 und 11 sowie einem Drucksensor 12 zur Messung des Werkzeuginnendrucks ausgestattet. Bei den Temperatursensoren 10 und 11 kann es sich um kombinierte Sensoren handeln, die sowohl die Temperatur als auch den Druck messen. Die Begriffe Werkzeug und Spritzgießform werden dabei als Synonyme verwendet. An dem Kanal 13 der Spritzgießmaschine 4 ist ein weiterer Drucksensor 14 angeordnet, der den Druck der Kunststoffschmelze in dem Kanal misst.
  • Die 1 bis 3 zeigen die Spritzgießform 1 zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Zyklus zur Herstellung eines Kunststoffbauteils 15 mit Innenhohlraum. Zu Beginn des Zyklus gemäß 1 ist der Innenraum 5 der Spritzgießform 1 leer. Anschließend wird in die Spritzgießform über die Spritzgießmaschine 4, den Kanal 13 und den Einlass 3 Kunststoffschmelze eingeleitet. Dies ist in 2 dargestellt. In dem Ausführungsbeispiel wird der gesamte Innenraum 5 der Spritzgießform 1 mit Kunststoffschmelze ausgefüllt. Dabei wird über die Drucksensoren 12 und 14 der Druck und über die Temperatursensoren 10 und 11 die Temperatur gemessen. Sobald der Innenraum 5 der Spritzgießform entsprechend den Vorgaben mit Kunststoffschmelze ausgefüllt ist, wird über den Fluid-Injektor 2 das durch die Pumpe 6 geförderte Fluid in die Kunststoffschmelze hineingedrückt. Dabei breitet sich das Fluid im Innenraum 5 der Spritzgießform 1 aus und verdrängt die Kunststoffschmelze teilweise. Das verdrängte Volumen der Kunststoffschmelze wird in die Spritzgießmaschine 4 zurückgedrückt. Die übrige Kunststoffschmelze in der Spritzgießform 1 verbleibt an der Wand des Innenraums 5 und bildet das hohle Bauteil. Dabei beeinflussen der Druck und das Volumen des Fluids die Ausformung des Hohlraums. Die Größe des Hohlraums hängt von dem Volumen des in die Spritzgießform eingeleiteten Fluids ab. Um den Vorgang der Ausformung überwachen und kontrollieren zu können, werden der Durchfluss beziehungsweise die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids über den Durchflusssensor 8 und der Druck in der Zuleitung 16 über den Drucksensor 9 gemessen. Ferner wird der Werkzeuginnendruck mit dem Drucksensor 12 und die Temperatur in der Spritzgießform mit den Temperatursensoren 10 und 11 kontinuierlich gemessen. Anhand der Messwerte werden Schwankungen detektiert und die Parameter, beispielsweise die Förderleistung der Pumpe 6 und das in dem Fluid-Injektor 2 angeordnete Proportionalventil entsprechend eingestellt. Das Proportionalventil ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Fluid-Injektor 2 öffnet, wenn an dem Drucksensor 12 im Innenraum 5 der Spritzgießform 1 und an den beiden Temperatursensoren 10 und 11 ein bestimmter Messwert gemessen wird, der die Anwesenheit der Kunststoffschmelze in der Spritzgießform 1 anzeigt. Der Fluid-Injektor 2 wird geschlossen, wenn entweder sowohl an dem Drucksensor 9 an der Zuleitung 16 als auch an dem Drucksensor 12 in der Spritzgießform ein vorgegebener Druck gemessen wird, oder wenn anhand des Durchflusssensors 8 ein bestimmtes vorgegebenes Volumen ermittelt wird. Das Schließen des Fluid-Injektors 2 erfolgt in Abhängigkeit von derjenigen Messgröße, deren vorgegebener Messwert zuerst erreicht wird. Sind die entsprechenden Messwerte hinreichend bekannt und liegt keine Störung vor, so werden die beiden Messwerte zu ungefähr demselben Zeitpunkt erreicht.
  • Nach dem Ausformen des Hohlraums in dem Bauteil 15 durch das Fluid verbleibt das Bauteil 15 solange in der Spritzgießform 1, bis es auf die für das Entformen notwendige Temperatur abgekühlt ist. Um die Abkühlung gegebenenfalls zu beschleunigen, kann über einen in der Zeichnung nicht dargestellten zusätzlichen Spül-Injektor ein Kühlfluid in die Spritzgießform 1 eingeleitet werden. Abschließend wird das Fluid und gegebenenfalls das Kühlfluid aus dem Bauteil ausgeblasen. Dies erfolgt durch Einleiten eines Gases in die Spritzgießform 1. Dieser Vorgang ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Nach dem Abkühlen und Ausblasen wird die Spritzgießform 1 geöffnet und das Bauteil 15 entnommen. Anschließend wird die Spritzgießform wieder geschlossen und der Zyklus kann erneut mit dem Einfüllen von Kunststoffschmelze beginnen.
  • Sämtliche Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
  • 1
    Spritzgießform
    2
    Fluid-Injektor
    3
    Einlass für die Kunststoffschmelze
    4
    Spritzgießmaschine
    5
    Innenraum der Spritzgießform
    6
    Pumpe
    7
    Motor
    8
    Durchflusssensor
    9
    Drucksensor
    10
    Temperatursensor
    11
    Temperatursensor
    12
    Drucksensor für Werkzeuginnendruck
    13
    Kanal
    14
    Drucksensor für die Kunststoffschmelze
    15
    Bauteil
    16
    Zuleitung

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines einen Hohlraum aufweisenden Bauteils aus Kunststoff, bei dem in eine Spritzgießform (1) flüssiger Kunststoff eingespritzt wird, und anschließend in den flüssigen Kunststoff ein Fluid unter Druck eingeleitet wird um die Spritzgießform (1) mit dem Kunststoff auszufüllen und den Hohlraum auszubilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchfluss oder die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids gemessen wird, und dass der Druck in der Spritzgießform (1) gemessen wird, und/oder dass der Druck des Fluids an einer Zuleitung (16) zur Spritzgießform gemessen wird, und dass die Injektion des Fluids in die Spritzgießform (1) durch die Messgrößen gesteuert und/oder geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des in die Spritzgießform (1) einströmenden Fluids aus dem Durchfluß oder der Strömungsgeschwindigkeit bestimmt wird, und dass bei Errei chen eines vorgegebenen Sollwertes des Volumens das Einleiten des Fluids in den flüssigen Kunststoff beendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Volumens die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids gemessen und die zugehörige Querschnittsfläche bestimmt werden, dass die Zeit gemessen wird, und dass aus der Strömungsgeschwindigkeit, der Querschnittsfläche und der Zeit kontinuierlich das Volumen berechnet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen eines vorgegebenen Sollwertes des Drucks das Einleiten des Fluids in den flüssigen Kunststoff beendet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur gemessen wird, und dass die Injektion des Fluids in die Spritzgießform durch die gemessene Temperatur gesteuert und/oder geregelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten des Kunststoffs in die Spritzgießform in Abhängigkeit des Volumens, der Zeit, der Temperatur und/oder des Drucks erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen und Schließen eines dem Einleiten des Kunststoffs in die Spritzgießform dienenden Einlasses (3) in Abhängigkeit des Volumens, der Zeit, der Temperatur und/oder des Drucks erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen der Spritzgießform (1) in Abhängigkeit des Volumens, der Zeit, der Temperatur und/oder des Drucks erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen einer Nebenkavität der Spritzgießform (1) in Abhängigkeit des Volumens, der Zeit, der Temperatur und/oder des Drucks erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Starten eines der Abkühlung des in der Spritzgießform (1) geformten Bauteils (15) dienenden Spülvorgangs mit einem Kühlfluid in Abhängigkeit des Volumens, der Zeit, der Temperatur und/oder des Drucks des erfolgt.
  11. Vorrichtung zur Herstellung eines einen Hohlraum aufweisenden Bauteils aus Kunststoff mit einer Spritzgießform (1), welche mit einer Spritzgießmaschine (4) verbindbar ist, mit einem Einlass (3) zum Einleiten der Kunststoffschmelze in die Spritzgießform (1), und mit einem Fluid-Injektor (2) zum Einleiten eines Fluids zum Verdrängen von Kunststoffschmelze in der Spritzgießform (1) und zum Ausformen des Hohlraums im Bauteil (15) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Durchflusssensor (8) zur Messung des Durchflusses oder der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ausgestattet ist, und dass die Vorrichtung mit mindestens einem Drucksensor (9, 12) zur Messung des Drucks des Fluids ausgestattet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit mindestens einem Temperatursensor (10, 11) ausgestattet ist.
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