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Die Erfindung betrifft ein Gießwerkzeug zur Herstellung eines Bauteils in einem Gasinnendruck-Spritzgussverfahren, umfassend einen Gießhohlraum, dessen Innenwände die Kontur des herzustellenden Bauteils abbilden, eine Gießeinrichtung, mit der Kunststoffschmelze in den Gießhohlraum eingebracht werden kann und eine Injektionseinrichtung mit einer Druckgasquelle, mit der Gas unter Druck in die in den Gießhohlraum eingebrachte Kunststoffschmelze eingeleitet werden kann, wobei die Kunststoffschmelze gegen die Innenwände des Gießhohlraums gedrückt wird.
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Bei Gasinnendruck-Spritzgussverfahren wird zunächst eine plastifizierte Kunststoffschmelze in einen Gießhohlraum des Gießwerkzeugs eingespritzt. Anschließend wird Gas unter hohem Druck mittels einer Injektionseinrichtung in die Kunststoffschmelze geleitet, wobei das Gas eine Gasblase in der Kunststoffschmelze ausbildet und die Kunststoffschmelze gegen die Wände des Gießhohlraums und gegebenenfalls in abzweigende Bereiche des Gießhohlraums presst. Mit derartigen Verfahren werden besonders hochwertige Oberflächen erzeugt. Gleichzeitig sind Material- und Gewichtseinsparungen möglich.
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Vor dem Öffnen des Gießwerkzeugs für eine Entnahme des hergestellten Bauteils muss der für das Injizieren des Gases erzeugte hohe Druck wieder abgebaut werden, damit eine Beschädigung beim Entformen des Bauteils verhindert wird. Bekannt sind Injektionseinrichtungen, die für den Druckaufbau und den Druckabbau als Ringspalt oder als hydraulischer Injektor ausgebildet sind.
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Eine Ringspalt-Injektionseinrichtung besitzt einen Ringspalt mit einer sehr kleinen Spaltbreite von beispielsweise 0,01 mm. Durch diesen sehr dünnen Ringspalt wird Gas für das Innendruck-Spritzgussverfahren eingebracht und anschließend wieder ausgelassen. Der Ringspalt ist so klein, dass im Zuge des Spritzgussverfahrens in den Gießhohlraum eingespritzte Kunststoffschmelze nicht in den Ringspalt eintreten kann. Ein Überspritzen wird somit verhindert. Darüber hinaus zeichnen sich derartige Ringspaltinjektoren durch geringe Investitionskosten, eine einfache Bedienung und eine schnelle Reinigung aus. Nachteilig ist einerseits, dass es zu einem hohen Verschmutzungsgrad und damit einem erheblichen Reinigungsaufwand kommt. Darüber hinaus wird der Gasdruck vergleichsweise undefiniert aufgebaut und es erfolgt ein langsamer Druckabbau. Aufgrund des Einbringens durch den Ringspalt erfolgt auch nicht jederzeit ein reproduzierbares Öffnen der Kunststoffschmelze. Ein Selbstreinigungseffekt wird ebenfalls nicht erreicht.
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Bei einem hydraulischen Injektor fährt ein hydraulisch angetriebener Zylinder einen Kern in die Kunststoffschmelze hinein. Über den Kern wird dann Gas unter Druck in die Kunststoffschmelze eingeleitet und auch wieder ausgelassen. Die Öffnung für das Gas ist bei einem hydraulischen Injektor wesentlich größer als bei einem Ringspaltinjektor. Vorteilhaft sind ein reproduzierbarer Druckaufbau und ein schneller Druckabbau bei geringem Druckverlust. Auch wird ein Selbstreinigungseffekt erzielt. Nachteilig ist, dass die Kunststoffschmelze in die vergleichsweise große Öffnung des hydraulischen Injektors eintreten kann, es also zu einem Überspritzen kommt. Außerdem liegen hohe Investitionskosten vor, die Bedienung ist kompliziert und es besteht ein hoher Reinigungsaufwand.
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Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gießwerkzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem ein definierter Druckaufbau und ein schneller Druckabbau bei gleichzeitig geringem Risiko eines Überspritzens und geringem Reinigungsaufwand erreicht werden.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Gießwerkzeug zur Herstellung eines Bauteils in einem Gasinnendruck-Spritzgussverfahren, umfassend einen Gießhohlraum, dessen Innenwände die Kontur des herzustellenden Bauteils abbilden, eine Gießeinrichtung, mit der Kunststoffschmelze in den Gießhohlraum eingebracht werden kann und eine Injektionseinrichtung mit einer Druckgasquelle, mit der Gas unter Druck in die in den Gießhohlraum eingebrachte Kunststoffschmelze eingeleitet werden kann, wobei die Kunststoffschmelze gegen die Innenwände des Gießhohlraums gedrückt wird, wobei die Injektionseinrichtung einen Kolben mit einem Injektorkopf umfasst, wobei der Kolben in einem mit dem Gießhohlraum verbundenen Durchgang des Gießwerkzeugs zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung verschiebbar geführt ist, wobei der Injektorkopf in der Ruhestellung einen Teil der Innenwände des Gießholraums bildet, und wobei der Injektorkopf im Zuge des Verschiebens des Kolbens in seine Betriebsstellung in die in dem Gießhohlraum befindliche Kunststoffschmelze gedrückt wird, so dass durch den Durchgang das Gas unter Druck in die in dem Gießhohlraum befindliche Kunststoffschmelze fließen kann, wobei der Kolben angetrieben durch das durch den Durchgang in die Kunststoffschmelze einzuleitende Gas aus der Ruhestellung in seine Betriebsstellung bewegbar ist.
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Das erfindungsgemäße Gießwerkzeug besitzt eine an sich bekannte Gießeinrichtung, mit der plastifizierte Kunststoffschmelze unter Druck in den Gießhohlraum des Gießwerkzeugs eingespritzt wird. Anschließend wird durch die Injektionseinrichtung Gas unter hohem Druck, z. B. mit über 300 bar, in die Kunststoffschmelze injiziert, wobei es zum Ausbilden einer Gasblase in der Kunststoffschmelze und einem Anpressen der Kunststoffschmelze an die Wände des Gießhohlraums kommt.
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Die Injektionseinrichtung umfasst hierfür eine Druckgasquelle, die das Gas unter hohem Druck bereitstellt. Bei dem durch die Druckgasquelle bereitgestellten Gas kann es sich z. B. um Stickstoff (N2) handeln.
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Erfindungsgemäß umfasst die Injektionseinrichtung einen Kolben mit einem Injektorkopf, wobei der Kolben in einem Durchgang des Gießwerkzeugs verschiebbar ist, nämlich zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung. In der Ruhestellung bildet der Injektorkopf einen Teil der Innenwände des Gießhohlraums. Er kann dabei insbesondere bündig mit der umgebenden Wand des Gießhohlraums abschließen. Der Injektorkopf verschließt in der Ruhestellung den Durchgang gegen ein Eintreten von Kunststoffschmelze. Erst wenn der Kolben in seine Betriebsstellung bewegt wurde, in der der Injektorkopf sich in der Kunststoffschmelze befindet, ist die Öffnung zum Durchgang freigegeben. Wird der Kolben aus seiner Ruhestellung in seine Betriebsstellung verschoben, wird der Injektorkopf in die in dem Gießhohlraum befindliche Kunststoffschmelze hineingedrückt. Erfindungsgemäß erfolgt das Bewegen des Kolbens aus seiner Ruhestellung in seine Betriebsstellung mittels des von der Druckgasquelle bereitgestellten und für das Gasinnendruck-Spritzgussverfahren in die Kunststoffschmelze einzuleitende Gas unter hohem Druck. Bei in seiner Betriebsstellung befindlichem Kolben kann dieses Gas durch den den Kolben aufnehmenden Durchgang hindurch in die in dem Gießhohlraum befindliche Kunststoffschmelze fließen. Die erfindungsgemäße Injektionseinrichtung, insbesondere der Kolben mit dem Injektorkopf, bildet also einen gasangetriebenen stechenden Injektor. Dieser stechende Injektor öffnet durch gezielte Beaufschlagung des Kolbens mit dem Gas und sticht dabei in die plastische Seele der das herzustellende Bauteil bildenden Kunststoffschmelze. Dadurch wird ein reproduzierbarer Gasprozess von Zyklus zu Zyklus ermöglicht. Der Kolben der erfindungsgemäßen Injektoreinrichtung fährt dabei erst aus seiner Ruhestellung in seine Betriebsstellung, wenn über die Druckgasquelle ein ausreichender Gasdruck anliegt. Hierdurch wird sicher verhindert, dass in der Betriebsstellung des Kolbens, in der sich der Injektorkopf innerhalb der Kunststoffschmelze befindet, Kunststoffschmelze in den Durchgang eintreten kann und somit die Öffnung des Durchgangs verschließen kann. Ein Überspritzen wird also sicher ausgeschlossen. Hierdurch wiederum ist es möglich, die Öffnung für das Einleiten des Gases in die Kunststoffschmelze vergleichsweise groß zu wählen. Dies wiederum ermöglicht einen definierten Druckaufbau und eine schnelle Druckentlastung nach Beendigung des Spritzgussverfahrens. Dies wiederum verringert die erforderliche Zykluszeit und erhöhte Bauteilausbringungen können erreicht werden. Nach dem Ende des Gasinnendruck-Spritzgussverfahrens wird der Kolben zurück in seine Ruhestellung bewegt und es kann ein neuer Zyklus beginnen. Hierdurch wird ein Selbstreinigungseffekt gewährleistet. Der Wartungsaufwand, insbesondere verbunden mit einer Reinigung, ist verringert.
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Die Erfindung vereinigt die Vorteile der oben zum Stand der Technik erläuterten konventionellen Injektoreinrichtungen, ohne jedoch die jeweiligen Nachteile abzubilden. So erfolgt durch das Einstechen bzw. Einstanzen des Injektorkopfes in die bereits erkaltende Kunststoffschmelze ein reproduzierbares Öffnen zum Zuführen des Gases. Beim Gaseinbringen erfolgen ein geringer Druckverlust und ein hoher Gasdurchsatz. Hierdurch wird eine hohe Prozesssicherheit, nämlich eine Qualitätssteigerung, und eine höhere Prozessstabilität, nämlich eine Ausschussminimierung erreicht. Die nadelartige Injektorbewegung führt zu einer Selbstreinigung und reduziert das Verschließen des Injektorkopfes durch Kunststoffschmelze. Es ergeben sich eine geringere Wartung und ein erhöhter Wirkungsgrad. Bei geöffnetem Gießwerkzeug ist eine schnelle und einfache Reinigung sowie Montage möglich, wodurch der Maschinenwirkungsgrad erhöht wird. Das Gießwerkzeug, insbesondere die erfindungsgemäße Injektoreinrichtung unterliegt einem geringen Verschleiß und langen Wartungszyklen, wodurch die Werkzeugreparaturkosten gesenkt werden können. Ein Überspritzen wird weitestgehend vermieden, da die Injektoreinrichtung erst durch den anliegenden Gasdruck öffnet. Es folgt eine einfache Maschinenbedienung. Darüber hinaus ist kein zusätzliches Maschinenzubehör erforderlich, wie z. B. Vorrichtungen für einen Hydraulikinjektor, wie Hydraulikkernzüge, Zylinder, Endschalter usw. Die Investitionskosten werden verringert, ebenso die Wartungskosten.
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Nach einer besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann der Kolben eine den Injektorkopf tragende Kolbenstange umfassen. Der Durchgang kann dann weiterhin einen den Kolben aufnehmenden ersten Abschnitt und einen die Kolbenstange aufnehmenden zweiten Abschnitt umfassen, wobei der Querschnitt des zweiten Abschnitts kleiner als der Querschnitt des ersten Abschnitts ist. Insbesondere kann der Kolben in dem ersten Abschnitt zwischen zwei Anschlagflächen verschiebbar sein. Die Anschlagflächen definieren Endstellungen des Kolbens, insbesondere seine Ruhestellung und seine Betriebsstellung. Der Kolben kann dabei insbesondere für einen Durchfluss von Gas abdichtend an der jeweiligen Anschlagfläche anliegen. Bei diesen Ausgestaltungen ist an dem dem Kolben abgewandten Ende der Kolbenstange der Injektorkopf angeordnet. Der Kolben, die Kolbenstange und der Injektorkopf können einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Dabei ist der Querschnitt des zweiten Abschnitts des Durchgangs kleiner als der Querschnitt des Kolbens. Natürlich ist der Querschnitt der Kolbenstange auch kleiner als der Querschnitt des die Kolbenstange aufnehmenden zweiten Abschnitts. Entsprechend ist natürlich der Querschnitt des Kolbens kleiner als der Querschnitt des den Kolben aufnehmenden ersten Abschnitts. Der Kolben und die Kolbenstange können jeweils kreiszylindrisch ausgebildet sein. Entsprechend können der erste und zweite Abschnitt des Durchgangs einen kreiszylindrischen Querschnitt besitzen. In diesem Fall ist dann der Durchmesser des zweiten Abschnitts kleiner als der Durchmesser des ersten Abschnitts.
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Zwischen der Kolbenstange und der Innenwand des zweiten Abschnitts des Durchgangs kann ein Spalt gebildet sein mit einer Spaltbreite von mindestens 0,5 mm, insbesondere von mindestens 1,0 mm oder mehr als 1,0 mm. Es kann sich hierbei insbesondere um einen Ringspalt handeln. Durch diesen Spalt hindurch gelangt das unter hohem Druck stehende Gas für das Gasinnendruck-Spritzgussverfahren in die Kunststoffschmelze. Die Spaltbreite kann dabei auch mehr als 2 mm, insbesondere mehr als 3 mm besitzen. Wie eingangs erläutert, sind aufgrund des erfindungsgemäß durch das Gas für den Gasinnendruckprozess angesteuerten Kolben auch große Öffnungen, insbesondere Spaltbreiten, möglich, ohne dass es zu einem Überspritzen kommt. Entsprechend kann auch zwischen dem Kolben und der Innenwand des ersten Abschnitts des Durchgangs ein Spalt gebildet sein, beispielsweise ebenfalls mit einer Spaltbreite von mindestens 0,5 mm, insbesondere von mindestens 1,0 mm oder mehr als 1,0 mm. Das Gas tritt dann auch durch diesen Spalt hindurch.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann eine die Druckgasquelle und den ersten Abschnitt des Durchgangs verbindende Gaszuführleitung vorgesehen sein. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass die Gaszuführleitung die Druckgasquelle über einen zwischen der mit der Druckgasquelle verbundenen Gaszuführleitung und dem ersten Abschnitt angeordneten dritten Abschnitt des Durchgangs mit dem ersten Abschnitt verbindet, wobei der dritte Abschnitt zum Beispiel einen geringeren Querschnitt als der erste Abschnitt besitzen kann. Über die Gaszuführleitung wird das durch die Druckgasquelle bereitgestellte Gas unter hohem Druck für den Gasinnendruck-Spritzgussprozess in den ersten Abschnitt des Durchgangs und weiter zu dem die Kunststoffschmelze enthaltenden Gießhohlraum geleitet. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann eine mit dem ersten Abschnitt des Durchgangs verbundene Gasabführleitung vorgesehen sein, durch die Gas nach Beendigung des Gasinnendruck-Spritzgussverfahrens abfließen kann, wenn der Kolben sich zurück in seine Ruhestellung bewegt. Wiederum kann die Gasabführleitung zum Beispiel über einen wie oben beschriebenen dritten Abschnitt des Durchgangs mit dem ersten Abschnitt verbunden sein. Über die Gasabführleitung erfolgt also der Druckabbau bzw. die Druckentlastung nach beendetem Gasinnendruck-Spritzgussverfahren.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine weitere Druckgasquelle sowie eine die weitere Druckgasquelle mit dem ersten Abschnitt des Durchgangs verbindende Rückführleitung vorgesehen ist, wobei durch die weitere Druckgasquelle Gas unter Druck durch die Rückführleitung in den ersten Abschnitt des Durchgangs geführt werden kann, welches auf den Kolben wirkt, um diesen aus seiner Betriebsstellung zurück in seine Ruhestellung zu bewegen. Die bei dieser Ausgestaltung vorgesehene weitere Druckgasquelle ist über eine Rückführleitung mit dem ersten Abschnitt des Durchgangs verbunden, insbesondere im Bereich einer Anschlagfläche des ersten Abschnitts, an dem der Kolben in seiner Betriebsstellung anliegt. Durch die weitere Druckgasquelle bereitgestelltes Gas unter Druck kann über die Rückführleitung ein Impuls auf den in der Betriebsstellung befindlichen Kolben ausgeübt werden, der diesen aus seiner Betriebsstellung zurück in seine Ruhestellung bewegt.
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Zur besonders einfachen Steuerung der Druckgasströme kann in der Gaszuführleitung ein Rückschlagventil angeordnet sein, welches in einer Richtung von der Druckgasquelle zum ersten Abschnitt des Durchgangs öffnet und in der Gegenrichtung schließt. Entsprechend kann in der Rückführleitung ein Rückschlagventil angeordnet sein, welches in einer Richtung von der weiteren Druckgasquelle zum ersten Abschnitt des Durchgangs öffnet und in der Gegenrichtung schließt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in der Gasabführleitung ein Steuerventil angeordnet ist, wobei auf eine erste Seite des Steuerventils der Druck in der Gaszuführleitung wirkt derart, dass bei einem Zuführen von Gas aus der Druckgasquelle der Injektionseinrichtung das Steuerventil die Gasabführleitung für ein Abfließen von Gas verschließt, und wobei auf eine zweite Seite des Steuerventils der Druck in der Gasabführleitung wirkt derart, dass bei einem Bewegen des Kolbens aus seiner Betriebsstellung in seine Ruhestellung das Steuerventil die Gasabführleitung für ein Abfließen von Gas öffnet. Das Steuerventil ist dabei so ausgelegt, dass bei einem Zuführen von Gas aus der Druckgasquelle der Injektionseinrichtung für das Gasinnendruck-Spritzgussverfahren der an der Anschlussstelle der Gasabführleitung zum Durchgang wirkende Druck nicht ausreicht, um das Steuerventil zum Öffnen der Gasabführleitung zu schalten. Hierfür muss zunächst der Druck aus der Druckgasquelle absinken. Erst dann ist der Druck in der Gegenrichtung, gegebenenfalls unterstützt durch die weitere Druckgasquelle ausreichend groß, um das Steuerventil für ein Abfließen von Gas über die Gasabführleitung zu öffnen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 ein erfindungsgemäßes Gießwerkzeug in einer Schnittansicht in einem ersten Betriebszustand,
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2 das Gießwerkzeug aus 1 in einem zweiten Betriebszustand, und
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3 das Gießwerkzeug aus 1 in einem dritten Betriebszustand.
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Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. Das in den Figuren schematisch gezeigte erfindungsgemäße Gießwerkzeug besitzt in dem gezeigten Beispiel eine erste Werkzeugformhälfte 10 und eine zweite Werkzeugformhälfte 12. Die erste Werkzeugformhälfte 10 und die zweite Werkzeugformhälfte 12 sind in nicht dargestellter Weise relativ zueinander beweglich und bilden zwischen sich einen in 1 bei dem Bezugszeichen 14 gezeigten Gießhohlraum, dessen Innenwände die Kontur eines mit dem erfindungsgemäßen Gießwerkzeug in einem Gasinnendruck-Spritzgussverfahren herzustellenden Bauteils abbilden. Mittels einer in den Figuren nicht gezeigten, an sich bekannten Gießeinrichtung kann Kunststoffschmelze in den Gießhohlraum 14 eingespritzt werden.
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Das erfindungsgemäße Gießwerkzeug umfasst darüber hinaus eine Injektionseinrichtung mit einer in den Figuren nicht gezeigten Druckgasquelle. Die Injektionseinrichtung umfasst in dem gezeigten Beispiel einen zylindrischen Kolben 16, der in einem einen kreisförmigen Querschnitt besitzenden ersten Abschnitt 18 eines in der zweiten Werkzeugformhälfte 12 gebildeten Durchgangs entlang seiner Längsrichtung verschiebbar ist, in 1 also von links nach rechts und umgekehrt. Insbesondere ist der Kolben 16 zwischen einer ersten Anschlagfläche 20 und einer zweiten Anschlagfläche 22 längsverschiebbar. Die in dem gezeigten Beispiel ringförmigen Anschlagflächen 20, 22 sind in Bereich der Enden des ersten Abschnitts 18 des Durchgangs angeordnet. Mit dem Kolben 16 verbunden ist eine in dem gezeigten Beispiel ebenfalls zylindrische Kolbenstange 24, die in dem gezeigten Beispiel in einem zweiten Abschnitt 26 mit ebenfalls kreisförmigem Querschnitt des in der zweiten Werkzeugformhälfte 12 ausgebildeten Durchgangs entlang ihrer Längsrichtung gemeinsam mit dem Kolben 16 verschiebbar ist. An ihrem dem Kolben 16 abgewandten Ende trägt die Kolbenstange 24 einen Injektorkopf 28, der in dem gezeigten Beispiel eine kreiszylindrische Form besitzt. In dem in 1 gezeigten Betriebszustand bildet der Injektorkopf 28 einen Teil der Innenwände des Gießhohlraums 14. Insbesondere schließt der Injektorkopf 28 bündig mit der umliegenden Innenwand des Gießhohlraums 14 ab und verschließt den Durchgang, insbesondere den zweiten Abschnitt 26 des Durchgangs, gegenüber dem Gießhohlraum 14.
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Auf der dem zweiten Abschnitt 26 abgewandten Seite schließt sich an den ersten Abschnitt 18 ein dritter Abschnitt 30 des in der zweiten Werkzeugformhälfte 12 ausgebildeten Durchgangs an. Es ist zu erkennen, dass der erste Abschnitt 18 einen größeren Querschnitt, vorliegend einen größeren Durchmesser, besitzt als der zweite Abschnitt 26. Weiter ist zu erkennen, dass der erste Abschnitt 18 auch einen größeren Querschnitt, vorliegend einen größeren Durchmesser, besitzt als der dritte Abschnitt 30, der wiederum einen größeren Querschnitt, vorliegend einen größeren Durchmesser, besitzt als der zweite Abschnitt 26. Zwischen der Kolbenstange 24 und der Innenwand des zweiten Abschnitts 26 des Durchgangs ist vorliegend ein Ringspalt gebildet, mit einer Spaltbreite von mindestens 0,5 mm, insbesondere von 1,0 mm oder mehr als 1,0 mm. Auch zwischen dem Kolben 16 und der Innenwand des ersten Abschnitts 18 ist ein Ringspalt gebildet, der beispielsweise ebenfalls eine Spaltbreite von mindestens 0,5 mm besitzen kann.
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Die nicht gezeigte Druckgasquelle der Injektionseinrichtung ist über eine Gaszuführleitung 32, in der ein Rückschlagventil 34 angeordnet ist, mit dem dritten Abschnitt 30 und damit auch dem ersten Abschnitt 18 und dem zweiten Abschnitt 26 des Durchgangs verbunden. Das Rückschlagventil 34 öffnet in einer Richtung von der Druckgasquelle zu dem ersten Abschnitt 18 des Durchgangs und schließt in der Gegenrichtung. Darüber hinaus ist eine über den dritten Abschnitt 30 mit dem ersten Abschnitt 18 und damit auch dem zweiten Abschnitt 26 des Durchgangs verbundene Gasabführleitung 36 vorgesehen, in der ein Steuerventil 38 angeordnet ist. Über eine Steuerleitung 40 wirkt der Druck in der Gaszuführleitung 32 auf eine erste Seite 42 des Steuerventils 38. Auf eine zweite Seite 44 des Steuerventils 38 wirkt der Druck in der Gasabführleitung 36.
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Im Bereich der Anschlagfläche 20 für den Kolben 16 in seiner Betriebsstellung mündet darüber hinaus eine Rückführleitung 46 in den ersten Abschnitt 18 des Durchgangs. Die Rückführleitung 46 ist an ihrem dem ersten Abschnitt 18 abgewandten Ende mit einer nicht gezeigten weiteren Druckgasquelle verbunden. In der Rückführleitung 46 ist darüber hinaus ein Rückschlagventil 48 angeordnet, welches in einer Richtung von der weiteren Druckgasquelle zum ersten Abschnitt 18 des Durchgangs öffnet und in der Gegenrichtung schließt.
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Das erfindungsgemäße Gießwerkzeug arbeitet wie folgt: In dem in 1 gezeigten Ausgangszustand, in dem sich der Kolben 16 in seiner Ruhestellung befindet, wird mittels der Gießeinrichtung plastifizierte Kunststoffschmelze in den Gießhohlraum 14 gespritzt. Anschließend wird von der Druckgasquelle der Injektionseinrichtung bereitgestelltes Gas unter hohem Druck über die Gaszuführleitung 32 und das in dieser Richtung öffnende Rückschlagventil 34 durch den dritten Abschnitt 30 des Durchgangs hindurch auf die in 1 linke Endfläche des Kolbens 16 geleitet. Der Kolben 16 wird hierdurch innerhalb des ersten Abschnitts 18 von seiner in 1 gezeigten Ruhestellung in seine in 2 gezeigte Betriebsstellung geschoben, wie in 2 durch den Pfeil 50 veranschaulicht. Durch diese Bewegung des Kolbens 16 wird auch die Kolbenstange 24 mit dem Injektorkopf 28 in Längsrichtung bewegt, in 1 von links nach rechts, so dass der Injektorkopf 28 in die in dem Gießhohlraum 14 befindliche Kunststoffschmelze eingestochen wird, wie in 2 gezeigt.
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Der Injektorkopf 28 öffnet dabei einen Durchgang zu dem Gießhohlraum 14, so dass das von der Druckgasquelle unter hohem Druck bereitgestellte Gas durch den Ringspalt zwischen dem Kolben 16 und der Innenwand des ersten Abschnitts 18 und den Ringspalt zwischen der Kolbenstange 24 und der Innenwand des zweiten Abschnitts 26 hindurch in die Kunststoffschmelze 54 eintreten kann. Hier kommt es zum Ausbilden einer in 2 bei dem Bezugszeichen 52 gezeigten Gasblase innerhalb der Kunststoffschmelze 54 und zu einem Anpressen der Kunststoffschmelze 54 an die Innenwände des Gießhohlraums. Wie in 2 zu erkennen, führt der über die Gaszuführleitung 32 und die Steuerleitung 40 auf die erste Seite 42 des Steuerventils 38 wirkende Druck dazu, dass dieses die Gasabführleitung 36 verschließt, so dass ein Abfließen von zugeführtem Gas über die Gasabführleitung 36 verhindert wird. Gleichzeitig verhindert das Rückschlagventil 48 auch ein Abfließen von Gas über die Rückführleitung 46.
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Vor dem Öffnen des Gießwerkzeugs, insbesondere dem Öffnen für einen Zugang zu dem Gießhohlraum 14 mit dem darin befindlichen Kunststoffbauteil muss eine Druckentlastung erfolgen. Hierzu wird einerseits von der Druckgasquelle kein weiterer Druck erzeugt. Andererseits wird über die weitere Druckgasquelle ein Druckgasimpuls über das hierfür öffnende Rückschlagventil 48 und die Rückführleitung 46 auf die in 2 rechte Stirnseite des Kolbens 16 ausgeübt. Hierdurch wird der Kolben 16 wieder aus seiner in 2 gezeigten Betriebsstellung in die in 3 gezeigte Ruhestellung geschoben. Der nunmehr in der Gegenrichtung zu dem in 2 gezeigten Pfeil 50 wirkende Druck führt dazu, dass das Steuerventil 38, angesteuert durch einen entsprechenden Druck in der Gasabführleitung 36 auf den zweiten Eingang des Steuerventils 38, in die in 3 gezeigte Stellung verschoben wird, in der es einen Durchgang durch die Gasabführleitung 36 freigibt. Gleichzeitig schließt das Rückschlagventil 34 in der Gaszuführleitung 32, wie ebenfalls in 3 gezeigt. Es ist nun ein Abfließen des Gases über die Gasabführleitung möglich, wie in 3 durch den Pfeil 56 veranschaulicht. Hierdurch wird ein besonders schneller und sicherer Druckabbau gewährleistet. Anschließend kann das Gießwerkzeug geöffnet werden, indem beispielsweise die erste Werkzeugformhälfte 10 von der zweiten Werkzeugformhälfte 12 gelöst wird und das hergestellte Bauteil kann aus dem Gießhohlraum 14 entnommen werden. Danach kann ein neuer Zyklus beginnen.
