DE102020005761A1

DE102020005761A1 - Method and device for creating at least one polymer body and polymer body

Info

Publication number: DE102020005761A1
Application number: DE102020005761.6A
Authority: DE
Inventors: Max Koller; Ralf Utescheny; Christian Gerner; Alexander Stampfer
Original assignee: Koller Beteiligungs Holding GmbH and Co KG
Current assignee: Koller Beteiligungs Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Bei einem Verfahren zum Erstellen eines Polymerkörpers (2) werden verflüssigte Polymere (10, 11) über getrennte Heißkanäle (12, 13) in eine Kavität (6) eines Gusswerkzeuges (3) eingespritzt. Dabei durchstößt das zweite Polymer (11) eine bereits gebildete Haut (30) des ersten Polymers (10) und gelangt auf diese Weise in die plastische Seele (31).In a method for creating a polymer body (2), liquefied polymers (10, 11) are injected into a cavity (6) of a casting tool (3) via separate hot runners (12, 13). The second polymer (11) pierces an already formed skin (30) of the first polymer (10) and in this way gets into the plastic core (31).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen mindestens eines Polymerkörpers entsprechend der Sandwich-Spritzgussmethode, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie einen damit erstellten Polymerkörper.The invention relates to a method for creating at least one polymer body according to the sandwich injection molding method, a device for carrying out this method and a polymer body created with it.

Aus der DE 40 32 500 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt. Bei diesem werden verflüssigte Polymere nacheinander in eine Kavität eines Spritzgusswerkzeugs eingespritzt. Zu diesem Zweck ist ein Heißkanal vorgesehen, der über einen Verteiler verfügt. Dieser Verteiler weist Ventile auf, über die das jeweils gewünschte Polymer in die Kavität des Spritzgusswerkzeuges eingeführt wird. Der Aufbau dieses Heißkanals ist aufgrund des Verteilers sehr komplex und damit das gesamte Verfahren kostenintensiv. Es ist bekannt, dass sich das erste, auf diese Weise in die Kavität des Spritzgusswerkzeuges eingeführte Polymer an eine Wand des Spritzgusswerkzeuges legt und die weiteren Polymere dann den Innenraum dieses Polymerkörpers füllen. Auf diese Weise wird erreicht, dass Außenflächen des damit erstellten Polymerkörpers vom ersten eingespritzten Polymer gebildet werden, während der Innenraum mit weiteren Polymeren gefüllt ist. Es entsteht daher eine Sandwichstruktur des erstellten Polymerkörpers, die für dieses bekannte Verfahren namensgebend ist. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis vielfach bewährt, da es damit auf einfache Weise möglich ist, Polymerkörper mit unterschiedlichen Polymeren herzustellen. Diese Druckschrift bildet daher den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung.From the DE 40 32 500 A1 a generic method is known. In this process, liquefied polymers are injected one after the other into a cavity of an injection molding tool. A hot runner with a distributor is provided for this purpose. This distributor has valves through which the desired polymer is introduced into the cavity of the injection molding tool. The structure of this hot runner is very complex due to the distributor and the entire process is therefore expensive. It is known that the first polymer introduced in this way into the cavity of the injection molding tool lies against a wall of the injection molding tool and the other polymers then fill the interior of this polymer body. What is achieved in this way is that the outer surfaces of the polymer body created in this way are formed by the first injected polymer, while the interior is filled with further polymers. The result is a sandwich structure of the polymer body created, which gives this well-known process its name. This method has proven itself many times in practice, since it makes it possible in a simple manner to produce polymer bodies with different polymers. This publication therefore forms the starting point of the present invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches kostengünstig und insbesondere im Wechseleinsatz mit Spritzgussteilen aus einem einheitlichen Polymer wirtschaftlich einsetzbar ist. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie ein damit erstellter Polymerkörper angegeben werden.The invention is based on the object of creating a method of the type mentioned at the outset which can be used cost-effectively and, in particular, economically in alternating use with injection-molded parts made from a uniform polymer. In addition, a device for carrying out this method and a polymer body produced therewith are to be specified.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den folgenden Merkmalen gelöst.This object is achieved according to the invention with the following features.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erstellen mindestens eines Polymerkörpers werden flüssige Polymere nacheinander über mindestens einen Heißkanal in mindestens eine Kavität mindestens eines Gusswerkzeuges eingespritzt. Dabei entspricht die mindestens eine Kavität der äußeren Form des zu erstellenden mindestens einen Polymerkörpers. Bei thermoplastischen Polymeren erfolgt die Verflüssigung der Polymere durch Anwenden eines erhöhten Druckes und einer erhöhten Temperatur. Es ist aber auch daran gedacht, nur den Druck oder nur die Temperatur zu erhöhen. Außerdem kann die flüssige Phase bei duroplastischen Polymeren dadurch erreicht werden, dass mindestens eines der Polymere noch nicht oder nicht vollkommen vernetzt ist und in der mindestens einen Kavität eine Vernetzungsreaktion dieses Polymers zum Aushärten führt. Durch das Einspritzen des ersten Polymers legt sich dieses an mindestens eine Wand des mindestens einen Gusswerkzeuges und bildet dabei eine Haut, welche im fertigen, mindestens einen Polymerkörper die sichtbare Außenfläche bilden wird. Innerhalb der Haut bildet sich eine plastische Seele, die noch verformbar ist. Das mindestens eine zweite Polymer ist unterschiedlich zum ersten Polymer und wird mit Zeitversatz in die Kavität gespritzt, wodurch die plastische Seele des ersten Polymers verdrängt wird. Dabei können sich Einspritzvorgänge zeitlich überlappen, so dass in einem Zeitintervall das erste und mindestens eine zweite Polymer gleichzeitig eingespritzt werden. Dieses mindestens eine zweite Polymer ist in der Regel vollständig von der mindestens einen Haut umhüllt und folglich im fertigen, mindestens einen Polymerkörper nicht sichtbar. Aus diesem Grund kann für das mindestens eine zweite Polymer relativ freizügig ein Material gewählt werden, welches insbesondere an die mechanischen Anforderungen angepasst ist. So könnte das mindestens eine zweite Polymer beispielsweise eine geringere Festigkeit als das erste Polymer aufweisen, da der Beitrag innerer Komponenten eines Körpers aufgrund des geringeren Flächenträgheitsmomentes auch weniger zur Gesamtfestigkeit beiträgt. Beispielsweise könnte das mindestens eine zweite Polymer auch eine schlechtere Haptik, eine schlechtere Optik oder eine andere Farbe als das erste Polymer aufweisen, da es unter dem ersten Polymer versteckt ist. Allerdings muss für dieses sogenannte Sandwichverfahren ein erheblicher apparativer Aufwand getrieben werden, um unterschiedliche Polymere in die mindestens eine Kavität des mindestens einen Gusswerkzeuges einzuführen. Im Stand der Technik wird dies durch konstruktiv sehr aufwendige Heißkanäle realisiert. Diese haben aber den Nachteil, dass sie sehr schwer herzustellen und auch sehr schwer zu warten sind, was deren Kosten in die Höhe treibt. Außerdem können derart komplexe Heißkanäle nicht sinnvoll anderweitig, beispielsweise für einkomponentige Polymerkörper, eingesetzt werden. Damit ergibt sich nicht nur ein großer Lagerhaltungsbedarf unterschiedlicher Heißkanäle, diese können - je nach Bedarfsfall - auch nur sequentiell und damit relativ unwirtschaftlich eingesetzt werden. Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, das erste Polymer über mindestens einen ersten der Heißkanäle und mindestens eines der zweiten Polymere über mindestens einen zweiten der Heißkanäle in die mindestens eine Kavität einzuspritzen. In the method according to the invention for creating at least one polymer body, liquid polymers are injected one after the other via at least one hot runner into at least one cavity of at least one casting tool. The at least one cavity corresponds to the outer shape of the at least one polymer body to be created. In the case of thermoplastic polymers, the polymers are liquefied by applying an elevated pressure and an elevated temperature. However, it is also possible to increase only the pressure or only the temperature. In addition, the liquid phase in duroplastic polymers can be achieved in that at least one of the polymers is not yet crosslinked or not completely crosslinked and a crosslinking reaction of this polymer leads to curing in the at least one cavity. By injecting the first polymer, it lies against at least one wall of the at least one casting tool and forms a skin, which will form the visible outer surface in the finished at least one polymer body. A plastic soul forms within the skin, which is still malleable. The at least one second polymer is different from the first polymer and is injected into the cavity with a time delay, as a result of which the plastic core of the first polymer is displaced. In this case, injection processes can overlap in time, so that the first and at least one second polymer are injected simultaneously in one time interval. This at least one second polymer is generally completely encased by the at least one skin and is consequently not visible in the finished at least one polymer body. For this reason, a material can be selected relatively freely for the at least one second polymer, which material is particularly adapted to the mechanical requirements. For example, the at least one second polymer could have a lower strength than the first polymer, since the contribution of internal components of a body also contributes less to the overall strength due to the lower area moment of inertia. For example, the at least one second polymer could also have an inferior feel, an inferior look or a different color than the first polymer, since it is hidden under the first polymer. However, this so-called sandwich process requires a considerable outlay in terms of equipment in order to introduce different polymers into the at least one cavity of the at least one casting tool. In the prior art, this is realized by hot runners that are very complex in terms of construction. However, these have the disadvantage that they are very difficult to manufacture and also very difficult to maintain, which increases their cost. In addition, such complex hot runners cannot be usefully used elsewhere, for example for one-component polymer bodies. This not only results in a large storage requirement for different hot runners, these can also only be used sequentially and thus relatively uneconomically - depending on the requirement. To solve this problem, it is proposed to inject the first polymer into the at least one cavity via at least a first of the hot runners and at least one of the second polymers via at least a second of the hot runners.

Damit können diese Heißkanäle grundsätzlich recht einfach aufgebaut sein. Sie unterscheiden sich im Wesentlichen nicht von Einkomponentenheißkanälen, was sie relativ kostengünstig macht. Insbesondere können diese Heißkanäle bei der Produktion eines einkomponentigen Polymerkörpers in unveränderter Weise eingesetzt werden. Damit ist ein wirtschaftlicher Dauereinsatz dieser Heißkanäle möglich, was das gesamte Verfahren sehr wirtschaftlich macht. Bei diesem Verfahren durchstößt das mindestens eine zweite Polymer die mindestens eine Haut des ersten Polymers, um auf diese Weise in die plastische Seele des ersten Polymers eindringen zu können. Obwohl diese Haut bereits teilweise erkaltet ist, hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass das mindestens eine zweite Polymer diese Haut durchdringen kann, so dass das mindestens eine zweite Polymer in die plastische Seele dringen kann. Es ist also nicht notwendig, das mindestens eine zweite Polymer an exakt der gleichen Anspritzstelle wie das erste Polymer in die mindestens eine Kavität einzubringen. Es ist vielmehr möglich, hierfür mindestens einen gesonderten Heißkanal einzusetzen. Dieses Verfahren hat sich insbesondere zur Herstellung großer Bauteile bewährt, bei denen das mindestens eine Gusswerkzeug über eine Kaskade befüllt wird. Bei diesen Anwendungsfällen stößt das herkömmliche Sandwichverfahren an seine Grenzen.This means that these hot runners can basically be constructed quite simply. you differentiate are essentially indistinguishable from single component hot runners, making them relatively inexpensive. In particular, these hot runners can be used in an unchanged manner in the production of a one-component polymer body. This enables economical long-term use of these hot runners, which makes the entire process very economical. In this method, the at least one second polymer pierces through the at least one skin of the first polymer in order to be able to penetrate in this way into the plastic core of the first polymer. Although this skin has already partially cooled, it surprisingly turned out that the at least one second polymer can penetrate this skin, so that the at least one second polymer can penetrate into the plastic core. It is therefore not necessary to introduce the at least one second polymer into the at least one cavity at exactly the same injection point as the first polymer. Rather, it is possible to use at least one separate hot runner for this purpose. This method has proven itself in particular for the production of large components, in which the at least one casting tool is filled via a cascade. In these applications, the conventional sandwich process reaches its limits.

Für die Anordnung des mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Heißkanal hat es sich bewährt, diese an einander gegenüberliegenden Flächen des mindestens einen Gusswerkzeuges vorzusehen. Um die mindestens eine Haut, welche vom ersten Polymer erzeugt wurde, möglichst leicht durchstoßen zu können, ist es zweckmäßig, eine möglichst heiße Stelle der mindestens einen Haut auszuwählen. Damit sollten aber der mindestens eine erste und mindestens ein zweiter Heißkanal möglichst nahe beieinander sein. Da aber die Heißkanäle eine relativ große radiale Erstreckung besitzen, ist es schwierig, diese dicht nebeneinander zu setzen, wenn sie sich an der gleichen Seite des mindestens einen Gusswerkzeuges befinden. An einander gegenüberliegenden Seiten ist dies problemlos möglich, da sie sich gegenseitig in keiner Weise behindern. Aus verfahrenstechnischen Gründen weisen spritzgusstechnisch hergestellte Polymerkörper eine im Verhältnis zu anderen Dimensionen sehr geringe Wandstärke auf, so dass die gegenüberliegende Fläche des mindestens einen Gusswerkzeuges tatsächlich außerhalb des mindestens einen ersten Heißkanals der nächstliegende Punkt für den mindestens einen zweiten Heißkanal ist.For the arrangement of the at least one first and at least one second hot runner, it has proven itself to provide these on opposite surfaces of the at least one casting tool. In order to be able to puncture the at least one skin that was produced by the first polymer as easily as possible, it is expedient to select the hottest possible point on the at least one skin. However, the at least one first and at least one second hot runner should therefore be as close together as possible. However, since the hot runners have a relatively large radial extent, it is difficult to place them close together if they are on the same side of the at least one mold. This is easily possible on opposite sides, since they do not impede each other in any way. For process engineering reasons, polymer bodies produced by injection molding have a very small wall thickness in relation to other dimensions, so that the opposite surface of the at least one casting tool is actually the closest point for the at least one second hot runner outside of the at least one first hot runner.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass es unzweckmäßig ist, den mindestens einen zweiten Heißkanal exakt fluchtend zum mindestens einen ersten Heißkanal auszurichten. Diese fluchtende Ausrichtung wäre zwar bezüglich der Vorgabe einer möglichst hohen Temperatur der gebildeten mindestens einen Haut im Bereich des Durchstoßpunktes für das mindestens eine zweite Polymer optimal. Es hat sich aber herausgestellt, dass es am Eintrittspunkt des ersten Polymers zu einer unerwünschten Durchmischung der Polymere kommt, was die Qualität des mindestens einen Polymerkörpers erheblich reduziert. Durch einen bewussten Versatz des mindestens einen zweiten Heißkanals relativ zum mindestens einen ersten Heißkanal wird dieses Problem gelöst, wobei trotzdem die bereits gebildete, mindestens eine Haut durchstoßen werden kann. Als Versatz ist dabei der Abstand der Mitten der Eintrittspunkte der Polymere, projiziert auf eine Ebene senkrecht zur Polymerflussrichtung, im Eintrittspunkt zu verstehen.However, it has been found that it is impractical to align the at least one second hot runner exactly with the at least one first hot runner. This aligned alignment would be optimal with regard to specifying the highest possible temperature of the at least one skin formed in the area of the puncture point for the at least one second polymer. However, it has been found that at the entry point of the first polymer there is an undesired mixing of the polymers, which considerably reduces the quality of the at least one polymer body. This problem is solved by deliberately offsetting the at least one second hot runner relative to the at least one first hot runner, while the at least one skin that has already formed can nevertheless be pierced. The offset here is the distance between the centers of the entry points of the polymers, projected onto a plane perpendicular to the direction of polymer flow, at the entry point.

Für den Versatz hat sich eine Distanz zwischen dem Ein- und Zehnfachen des Öffnungsquerschnitts des mindestens einen Heißkanals bewährt. Dabei ist der Öffnungsquerschnitt als Breite des mindestens einen Heißkanals in Versatzrichtung zu verstehen. Bei einem Heißkanal mit kreisförmigem Querschnitt ist dies einfach der Heißkanaldurchmesser. Bei anderen Heißkanalformen ist dagegen die lichte Weite des Heißkanals in Versatzrichtung anzusetzen.A distance between one and ten times the opening cross section of the at least one hot runner has proven itself for the offset. The opening cross section is to be understood as the width of the at least one hot runner in the offset direction. For a circular cross-section hot runner, this is simply the hot runner diameter. With other hot runner shapes, on the other hand, the clear width of the hot runner should be set in the offset direction.

Zur weiteren Verbesserung der Durchstoßfähigkeit ist es vorteilhaft, wenn der Versatz zwischen dem Ein- und dem Zweifachen des Öffnungsquerschnitts in Versatzrichtung beträgt.In order to further improve the ability to pierce, it is advantageous if the offset is between one and two times the opening cross section in the offset direction.

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, beträgt der Versatz zwischen dem 1,1-fachen und dem 1,5-fachen des Öffnungsquerschnittes des mindestens einen Heißkanals in Versatzrichtung. In diesem Bereich ergibt sich eine besonders leichte Durchstoßbarkeit der mindestens einen Haut, da diese noch eine sehr hohe Temperatur aufweist. Die untere Grenze von 1,1 sorgt für eine gute Trennwirkung der Polymere, so dass eine Durchmischung zuverlässig ausgeschlossen bleibt.In order to achieve optimal results, the offset is between 1.1 times and 1.5 times the opening cross section of the at least one hot runner in the offset direction. In this area, the at least one skin can be punctured particularly easily, since the skin is still at a very high temperature. The lower limit of 1.1 ensures that the polymers have a good separating effect, so that mixing is reliably ruled out.

Um die mindestens eine Haut leicht durchstoßen zu können, ist es außerdem zweckmäßig, mindestens eines der Polymere heiß in die mindestens eine Kavität einzuspritzen.In order to be able to easily pierce the at least one skin, it is also expedient to inject at least one of the polymers hot into the at least one cavity.

Für das mindestens eine zweite Polymer hat sich ein Polymerschaum und/oder mindestens eine Mischung aus Treibmittel und Polymer bewährt, wodurch ein Aufschäumen des mindestens einen zweiten Polymers in der mindestens einen Kavität bewirkt wird. Dieser mindestens eine Schaum sorgt für eine sehr geringe Dichte des mindestens einen zweiten Polymers, so dass sich für den mindestens einen Polymerkörper ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Festigkeit und Eigengewicht einstellt. Es entsteht eine Art Leichtbaukörper, der insbesondere bei Anwendungen wichtig ist, in denen es auf möglichst geringes Eigengewicht ankommt. Dies ist beispielsweise im Bereich der Weltraumfahrt, der Flugtechnik, aber auch im weiteren Fahrzeugbau relevant.A polymer foam and/or at least one mixture of blowing agent and polymer has proven useful for the at least one second polymer, which causes the at least one second polymer to foam in the at least one cavity. This at least one foam ensures a very low density of the at least one second polymer, so that a particularly favorable ratio between strength and weight is established for the at least one polymer body. The result is a kind of lightweight body, which is particularly important for applications in which it the lowest possible dead weight is important. This is relevant, for example, in the field of space travel, flight technology, but also in other vehicle construction.

Für den Zeitversatz zwischen dem Beginn des Einspritzvorganges des ersten Polymers und Beginn des Einspritzvorganges des mindestens einen zweiten Polymers hat sich ein Wert zwischen 0,1 s und 1 s bewährt. Der Zeitversatz wird dabei so gewählt, dass das erste Polymer bereits die Haut gebildet hat, aber dennoch eine plastische Seele besitzt, in die das mindestens eine zweite Polymer eingespritzt werden kann. Dadurch treibt das mindestens eine zweite Polymer das erste Polymer von der Einspritzstelle weg, um auf diese Weise die Haut an der gesamten Wand zu bilden.A value of between 0.1 s and 1 s has proven useful for the time offset between the start of the injection process for the first polymer and the start of the injection process for the at least one second polymer. The time offset is selected in such a way that the first polymer has already formed the skin but still has a plastic core into which the at least one second polymer can be injected. This causes the at least one second polymer to drive the first polymer away from the injection site, thereby skinning the entire wall.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist derart aufgebaut, dass der mindestens eine Heißkanal nur einen Zulauf für das verflüssigte Polymer aufweist. Damit ergibt sich ein besonders einfacher und folglich auch kostengünstiger Aufbau dieser Vorrichtung, die vorteilhaft auch zur Erstellung einkomponentiger Polymerkörper eingesetzt werden kann.A device for carrying out this method is constructed in such a way that the at least one hot runner has only one inlet for the liquefied polymer. This results in a particularly simple and consequently also cost-effective construction of this device, which can also be used advantageously for the production of one-component polymer bodies.

Schließlich betrifft der Erfindungsgegenstand auch den Polymerkörper, der im o. g. Verfahren hergestellt ist. Charakteristisch an diesem Polymerkörper sind die einander gegenüberliegenden Anspritzpunkte der unterschiedlichen Polymere, die auch im fertigen Polymerkörper von außen sichtbar sind.Finally, the subject matter of the invention also relates to the polymer body which is described in the above-mentioned method is made. Characteristic of this polymer body are the opposite injection points of the different polymers, which are also visible from the outside in the finished polymer body.

Der Erfindungsgegenstand wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.The subject of the invention is explained by way of example with reference to the drawing, without restricting the scope of protection.

Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte Schnittdarstellung eines kleinen Ausschnitts einer Vorrichtung 1 zum Erstellen eines Polymerkörpers 2. Dabei ist auf der rechten Hälfte die Vorrichtung 1 während des Einspritzvorganges und links nach dem Einspritzvorgang zu sehen. Die Vorrichtung 1 weist ein Gusswerkzeug 3 auf, welches von einem Oberwerkzeug 4 und einem Unterwerkzeug 5 gebildet ist. Das Oberwerkzeug 4 und das Unterwerkzeug 5 schließen dabei eine Kavität 6 ein, in der der Polymerkörper 2 geformt wird. Diese Kavität 6 ist von Wänden 7 begrenzt.The only figure shows a simplified sectional view of a small section of a device 1 for creating a polymer body 2. The device 1 can be seen on the right half during the injection process and on the left after the injection process. The device 1 has a casting tool 3 which is formed by an upper tool 4 and a lower tool 5 . The upper tool 4 and the lower tool 5 enclose a cavity 6 in which the polymer body 2 is formed. This cavity 6 is bounded by 7 walls.

Um den Polymerkörper 2 in Form einer Sandwichstruktur zu erzeugen, wird ein erstes Polymer 10 und anschließend ein zweites Polymer 11 in die Kavität 6 eingespritzt. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 1 einen ersten Heißkanal 12 und einen zweiten Heißkanal 13 auf, die mit jeweils mindestens einer Düse ausgerüstet sind. Die Heißkanäle 12, 13 sind dabei so im Gusswerkzeug 3 vorgesehen, dass die Heißkanäle 12, 13 mit der Kavität 6 verbunden sind. Lediglich beispielhaft ist das erste Polymer 10 ein thermoplastischer Kunststoff, während das zweite Polymer 11 ein thermoplastischer Kunststoff mit einem Treibmittel ist, welches in der Kavität 6 einen Polymerschaum 14 erzeugt.In order to produce the polymer body 2 in the form of a sandwich structure, a first polymer 10 and then a second polymer 11 are injected into the cavity 6 . For this purpose, the device 1 has a first hot runner 12 and a second hot runner 13, each of which is equipped with at least one nozzle. The hot runners 12 , 13 are provided in the casting tool 3 in such a way that the hot runners 12 , 13 are connected to the cavity 6 . The first polymer 10 is a thermoplastic material purely by way of example, while the second polymer 11 is a thermoplastic material with a blowing agent, which produces a polymer foam 14 in the cavity 6 .

Die Heißkanäle 12, 13 sind an einander gegenüberliegenden Wänden 7 des Gusswerkzeuges 3 vorgesehen. Sie liegen einander im Wesentlichen gegenüber, wobei ein definierter Versatz 20 zwischen dem ersten Heißkanal 12 und dem zweiten Heißkanal 13 vorgesehen ist. Dieser Versatz 20 beträgt in etwa das 1,2-fache des Öffnungsquerschnitts 21 - betrachtet in der Versatzrichtung.The hot runners 12, 13 are provided on opposite walls 7 of the casting tool 3. They are essentially opposite one another, with a defined offset 20 being provided between the first hot runner 12 and the second hot runner 13 . This offset 20 is approximately 1.2 times the opening cross section 21—viewed in the offset direction.

Nach dem Zusammenführen des Oberwerkzeugs 4 mit dem Unterwerkzeug 5 und der damit verbundenen Ausbildung der Kavität 6 wird zunächst der erste Heißkanal 12 mit Druck beaufschlagt, so dass sich das erste Polymer 10 in Form einer Haut 30 an die Wände 7 des Gusswerkzeuges 3 legt.After the upper tool 4 has been brought together with the lower tool 5 and the cavity 6 has been formed as a result, first the first hot runner 12 is pressurized so that the first polymer 10 lies in the form of a skin 30 against the walls 7 of the casting tool 3 .

Noch während dieses Einspritzvorganges, aber mit einem zeitlichen Versatz von ca. 0,5 s wird der zweite Heißkanal 13 mit Druck beaufschlagt, so dass sich das zweite Polymer 11 in die Kavität 6 drückt. Dabei wird die bereits gebildete Haut 30 durchstoßen, so dass das zweite Polymer 11 in eine plastische Seele 31 des ersten Polymers 10 gelangt. Auf diese Weise wird erreicht, dass das zweite Polymer 11 außenseitig vollständig vom ersten Polymer 10 abgedeckt ist, so dass sich an der Oberfläche des Polymerkörpers 2 keine Blasen aufgrund der Schaumbildung ergeben. Die Oberfläche des Polymerkörpers 2 bildet die Wand 7 ohne Störungen und ohne Fehler ab. Im Inneren ist der Polymerkörper 2 jedoch schaumförmig aufgebaut, so dass sich eine hohe Festigkeit im Verhältnis zum Eigengewicht des Polymerkörpers 2 einstellt. Damit ist der Zustand erreicht, der in der Figur links dargestellt ist.Pressure is applied to the second hot runner 13 even during this injection process, but with a time delay of approximately 0.5 s, so that the second polymer 11 presses into the cavity 6 . In the process, the skin 30 that has already formed is pierced, so that the second polymer 11 reaches a plastic core 31 of the first polymer 10 . In this way it is achieved that the second polymer 11 is completely covered on the outside by the first polymer 10, so that no bubbles arise on the surface of the polymer body 2 due to the foaming. The surface of the polymer body 2 forms the wall 7 without any disruptions or defects. On the inside, however, the polymer body 2 has a foam-like structure, so that the polymer body 2 has a high strength in relation to its own weight. The state shown on the left in the figure is thus reached.

Anschließend wird das Oberwerkzeug 4 vom Unterwerkzeug 5 getrennt, wodurch sich der Druck in der Kavität 6 abbaut und die Polymere 10, 11 erhärten. Anschließend kann der fertige Polymerkörper 2 aus der Kavität 6 entnommen werden. Üblicherweise geschieht dies durch nicht dargestellte Auswerfer.The upper tool 4 is then separated from the lower tool 5, as a result of which the pressure in the cavity 6 is reduced and the polymers 10, 11 harden. The finished polymer body 2 can then be removed from the cavity 6 . This is usually done by ejectors, not shown.

Da die Heißkanäle 12, 13 einfache Einkomponentenheißkanäle sind, können sie unverändert auch zum einkomponentigen Spritzen von anderen Polymerkörpern herangezogen werden.Since the hot runners 12, 13 are simple one-component hot runners, they can also be used unchanged for one-component injection molding of other polymer bodies.

BezugszeichenlisteReference List

11: Vorrichtungcontraption
22: Polymerkörperpolymer body
33: Gusswerkzeugcasting tool
44: Oberwerkzeugupper tool
55: Unterwerkzeuglower tool
66: Kavitätcavity
77: WandWall
1010: erstes Polymerfirst polymer
1111: zweites Polymersecond polymer
1212: erster Heißkanalfirst hot runner
1313: zweiter Heißkanalsecond hot runner
1414: Polymerschaumpolymer foam
2020: Versatzoffset
2121: Öffnungsquerschnittopening cross-section
3030: Hautskin
3131: plastische Seeleplastic soul

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 4032500 A1 [0002]

Claims

Method for creating at least one polymer body (2), in which liquid polymers (10, 11) are injected one after the other via at least one hot runner (12, 13) into at least one cavity (6) of at least one casting tool (3), the first being injected polymer (10) on at least one wall (7) of the at least one casting tool (3) and forms at least one skin (30) and at least one plastic core (31) encased by this, and with a time delay the at least one second polymer (11) is injected into the at least one plastic core (31), which is different from the first polymer (10), characterized in that the first polymer (10) via at least one first hot runner (12) and at least one of the second polymers (11) via at least one second hot runner (13) can be injected into the at least one cavity (6), so that the at least one second polymer pierces the at least one skin (30) of the first polymer (10) in order to di e plastic soul (31) to be able to penetrate.

procedure after claim 1 , characterized in that at least one of the first hot runners (12) and at least one of the second hot runners (13) are provided on opposite surfaces of the at least one casting tool (3).

procedure after claim 2 , characterized in that at least one of the first hot runners (12) and at least one of the second hot runners (13) are axially offset from one another.

procedure after claim 3 , characterized in that an offset (20) is between 1 and 10 times the opening cross section (21) of the at least one hot runner (12, 13), viewed in the direction of the offset.

procedure after claim 3 , characterized in that an offset (20) is between 1 and 2 times the opening cross section (21) of the at least one hot runner (12, 13), viewed in the direction of the offset.

procedure after claim 3 , characterized in that an offset (20) is between 1.1 and 1.5 times an opening cross section (21) of the at least one hot runner (12, 13), viewed in the direction of the offset.

Process according to at least one of Claims 1 until 6 , characterized in that at least one of the polymers (10, 11) is injected hot into the at least one cavity (6).

Process according to at least one of Claims 1 until 7 , characterized in that at least one of the second polymers (11) is a polymer foam (14) and/or contains at least one blowing agent which causes the at least one second polymer (11) to foam in the at least one cavity (6).

Process according to at least one of Claims 1 until 8th , characterized in that the time delay is between 0.1 s and 1 s.

Device for carrying out the method according to at least one of Claims 1 until 9 , wherein the at least one hot runner (12, 13) has only one inlet for the at least one liquid polymer (10, 11).

Polymer body produced by the method according to at least one of Claims 1 until 9 .