DE10359257A1

DE10359257A1 - Molds with an open mold

Info

Publication number: DE10359257A1
Application number: DE2003159257
Authority: DE
Inventors: James B. Brooksville Hendry; Gregory Canton Homann; David Highland Turczynski
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: International Automotive Components Group North America Inc
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-12-18
Also published as: DE10359257B4

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von dünnwandigen Kunststoffprodukten mit hohlen Verstärkungsrippen durch Gas unterstütztes Kunststoffspritzformen wird bereitgestellt. Die Form kann sich um einen vorbestimmten Betrag öffnen, wenn das Gas in den Kunststoff im Formhohlraum eingespeist wird. Eine Vielzahl von Stützen, wie Drückstifte, sind auf einem vorgespannten Rahmen positioniert und behalten ihre Position relativ zum Formhohlraum bei, um massive Teile oder Bereiche im geformten Teil auszubilden.A method and apparatus for making thin-walled plastic products with hollow reinforcing ribs by gas assisted plastic injection molding is provided. The mold can open a predetermined amount when the gas is fed into the plastic in the mold cavity. A variety of supports, such as push pins, are positioned on a preloaded frame and maintain their position relative to the mold cavity to form solid parts or areas in the molded part.

Description

Die Erfindung betrifft Kunststoffspritzformen und insbesondere Gas unterstütztes Kunststoffspritzformen sowie die Ausbildung von hohlen Versteifungsrippen in spritzgeformten Kunststoffteilen.The The invention relates to plastic injection molding and in particular gas-assisted plastic injection molding as well as the formation of hollow stiffening ribs in injection molded Plastic parts.

Beim Kunststoffspritzformen liegt die übliche Herausforderung für den Produktentwickler in dem Design eines Artikels, der die benötigte Steifheit für die Anwendung und eine zufriedenstellende Oberflächengüte aufweist, wobei gleichzeitig auch ein zu hohes Gewicht, Oberflächenverwindungen und eine zu hohe Taktdauer (cycle time) verhindert werden. Bei flachen oder dünnen Produkten ist es üblich, das Design mit einer oder mehreren Versteifungsrippen zu versehen, um dem Spritzformartikel relative Stärke und Struktur zu geben. Die Versteifungsrippen sind üblicherweise dicker als der Spritzformartikel, was zu erhöhtem Gewicht, erhöhtem Materialverbrauch und einer längeren Herstellzeit des Artikels führt. Oft treten auch aufgrund von thermischen Gradienten im Bereich der verdickten Abschnitte Einfallstellen (sink marks) und andere Oberflächendefekten auf.At the Plastic injection molds are the usual challenge for the product developer in the design of an article that has the rigidity needed for the application and has a satisfactory surface finish, while at the same time too high weight, surface twists and too high Cycle time can be prevented. For flat or thin products it is usual, to provide the design with one or more stiffening ribs, to give the molded article relative strength and structure. The stiffening ribs are common thicker than the injection molded article, resulting in increased weight, increased material consumption and a longer one Manufacturing time of the item leads. Often occur due to thermal gradients in the area thickened sections sink marks and other surface defects on.

Es ist im Stand der Technik des Kunststoffspritzformens bekannt beim Formspritzen der Artikel Gas, wie z.B. Stickstoff, mit Überdruck zu benutzen. Das Druckgas dient mehreren Zwecken. Das Gas ermöglicht es, im Artikel oder der Versteifungsrippenstruktur hohle Räume zu haben, was zu einer Gewichts- und Materialverringerung führt, wodurch man Kosten spart. Das Überdruckgas führt außerdem zu einem nach außen gerichteten Überdruck, wodurch der Kunststoff, während er sich verfestigt, gegen die Formflächen gedrückt wird. Dies hilft dabei bessere Oberflächen der Kunststoffartikel zu erreichen und verringert oder verhindert Einfallstellen und andere Oberflächendefekte. Die Verwendung von Überdruckgas verringert außerdem die Taktdauer, da das Gas sich zu den Bereichen hin bewegt an denen der Kunststoff am flüssigsten ist und ersetzt an diesen Stellen den Kunststoff, und führt somit zu einer verkürzten Abkühldauer. Der Druck des Gases, der den Kunststoff gegen die Formfläche drückt, erhöht weiterhin den Abkühleffekt der Form auf das Teil, wodurch sich das Teil schneller verfestigt und die Taktdauer verkürzt wird.It is known in the art of plastic injection molding Mold injection of the gas items, such as Nitrogen, with positive pressure to use. The compressed gas serves several purposes. The gas enables to have hollow spaces in the article or the stiffening rib structure, which leads to a reduction in weight and material, whereby you save costs. The pressure gas also leads to one outward directed overpressure, whereby the plastic while it solidifies, is pressed against the mold surfaces. This helps better surfaces to reach the plastic item and reduce or prevent it Sink marks and other surface defects. The use of pressurized gas decreases as well the cycle time as the gas moves to the areas where the most fluid plastic is and replaces the plastic at these points, and thus leads to a shortened Cooling time. The pressure of the gas that presses the plastic against the molding surface continues to increase the cooling effect the shape on the part, making the part solidify faster and shortened the cycle time becomes.

Große, flache und dünne Produkte, wie Computergehäuse, Fahrzeugpaneele, Dachpaneele und Ähnliches benötigen oftmals mehrere längliche Verstärkungsrippen um die benötigte Steifheit und Stabilität der Produkte für die Anwendung zu gewährleisten. Es ist jedoch schwierig diese Produkte durch Spritzformen herzustellen und dabei hohe Qualität und ästhetische Oberflächen sicherzustellen. Außerdem können die länglichen Versteifungsrippen, die oft dicker als das Produkt selbst sind, Einfallstellen auf der sichtbaren Oberfläche der Produkte bilden und sind außerdem schwierig auszuformen.Big area and thin Products, such as computer cases, Vehicle panels, roof panels and the like often need several elongated reinforcing ribs to the needed Stiffness and stability of products for to ensure the application. However, it is difficult to make these products by injection molding and high quality and aesthetic surfaces sure. Moreover can the elongated Stiffening ribs, which are often thicker than the product itself, Make sink marks on the visible surface of the products and are also difficult to shape.

Wo die Verstärkungsrippen oder andere Teile des Artikels, in die das Gas eingeführt wird, länglich ausgebildet sind, kann es durch den Druck des Gases dazu kommen, dass der Kunststoff innerhalb der Formkavität ausbläst oder zerreißt, d.h. dass sich das Gas nicht mehr innerhalb des Kunststoffs befindet. Es ist außerdem schwierig, das Gas entlang der gesamten Länge eines länglichen, dicken Kunststoffabschnitts bewegen zu lassen, wodurch man ein Produkt erhält, das unterschiedliche Dicken und Kühltaktzeiten aufweist, was zu ungewünschten Einfallstellen auf dem Produkt führen kann und/oder zu ungewünscht langen Taktdauern führt.Where the reinforcing ribs or other parts of the article into which the gas is introduced, elongated the pressure of the gas can cause the plastic within the mold cavity blows or tears, i.e. that the gas is no longer inside the plastic. It is also difficult to gas along the entire length of an elongated, thick plastic section to move, which gives you a product that has different thicknesses and cooling cycle times has, leading to unwanted Guide sink marks on the product can and / or too undesirable long cycle times.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes gasunterstütztes Spritzformverfahren bereitzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Spritzformen von Kunststoffteilen mit Verstärkungsrippen bereitzustellen, und dabei insbesondere für Teile mit großen und flachen Oberflächen und Verstärkungsrippen. Darüber hinaus soll ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gasunterstützten Spritzformen bereitgestellt werden, das den Bedarf an Überlaufkavitäten und das darauf folgende Auffangen und Zerkleinern des Überschussmaterials eliminiert.It is the object of the present invention, an improved gas-assisted injection molding process provide. It is another object of the present invention an improved method and an apparatus for injection molding of plastic parts with reinforcing ribs to provide, and in particular for parts with large and flat surfaces and reinforcing ribs. Furthermore is a method and an apparatus for gas-assisted injection molding that meet the need for overflow cavities and the subsequent collection and crushing of the excess material eliminated.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 bzw. einer Vorrichtung nach Anspruch 5 gelöst.This Object is achieved with a method according to claim 1 or a device solved according to claim 5.

Gemäß den Merkmalen der vorliegenden Erfindung wird eine Form bereitgestellt, die eine Anzahl an Stützen umfasst, die sich auf einem vorbelasteten (biased) Rahmen befinden. Die Stützen können Drückstifte oder Ähnliches sein, die sich auf dem Rahmen befinden. Der Kernteil der Form ist beweglich in Bezug auf die Drückstifte und wird während dem Spritzformverfahren um einen vorbestimmten Abstand geöffnet, wodurch die gewünschte Migration des Gases durch gewisse Abschnitte des Kunststoffs ermöglicht wird. Für die benötigte Steifheit bilden die Stützen massive Abschnitte oder Bereiche im geformten Teil.According to the characteristics The present invention provides a form that Number of supports which are located on a biased frame. The pillars can push pins or similar be on the frame. The core part of the form is movable in relation to the push pins and will during the Injection molding process opened a predetermined distance, whereby the desired Migration of the gas through certain sections of the plastic is made possible. For the needed Stiffness forms the pillars massive sections or areas in the molded part.

Als erstes wird eine Kunststoffmenge in die Form eingespritzt. Dann wird ein Abschlussventil in der Düse aktiviert. Danach wird Gas mit Überdruck in den Kunststoff in der Form eingeführt. Im Wesentlichen zur gleichen Zeit wird die Form geöffnet, da sich der Kern relativ zum Hohlraum und den Drückstiften (Stützen) bewegt.As first a quantity of plastic is injected into the mold. Then a shut-off valve is activated in the nozzle. After that, gas with overpressure inserted into the plastic in the mold. Basically the same Time the mold is opened because the core moves relative to the cavity and the push pins (supports).

Das Gas fließt überall innerhalb des Hohlraums der Form durch den Kunststoff, bis auf die Stellen, an denen die Stützen die ursprüngliche Wanddicke aufrecht erhalten. Die Bereiche, wo sich die Stützen befinden, bilden in dem Teil massive Bereiche, die für die Steifheit nötig sind.The gas flows throughout the cavity of the mold through the plastic, except where the supports maintain the original wall thickness. The areas where the supports are located in the part form massive areas that are necessary for the rigidity.

Die Form kann, je nach Gasdruck, um einen vorbestimmte Distanz geöffnet werden. Wenn die gewünschte Öffnung erreicht wird, wird der Gasdruck verringert, um ein weiteres Öffnen zu verhindern. Der Gasdruck wird dann so lange aufrecht erhalten, bis das Formteil abgekühlt und fest geworden ist, d.h. bis es sich selbst trägt. Sobald der Formprozess abgeschlossen ist, wird der Gasdruck vom Formteil genommen (durch Entlüften oder Evakuieren) und der Artikel aus der Form ausgestoßen oder entfernt.The Depending on the gas pressure, the mold can be opened by a predetermined distance. When the desired opening is reached the gas pressure is reduced in order to open it further prevent. The gas pressure is then maintained until the Molding cooled and has become solid, i.e. until it carries itself As soon as the molding process is complete, the gas pressure from the molding taken (by venting or evacuate) and the article is ejected from the mold or away.

Die oben erwähnten Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zum Durchführen der Erfindung und anhand der Zeichnungen deutlich.The mentioned above Objects, features and advantages of the present invention are achieved by the following detailed Description of the preferred embodiments for performing the Invention and clear from the drawings.

Es zeigt:It shows:

1 ein schematisches Diagramm einer Form gemäß der vorliegenden Erfindung, 1 1 shows a schematic diagram of a mold according to the present invention,

2 ein schematisches Diagramm der in 1 gezeigten Form während eines Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens, 2 a schematic diagram of the in 1 form shown during a step of the method according to the invention,

3 eine schematische Zeichnung die verschiedene Ausführungsformen von Stützen zeigt, die in der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, 3 1 is a schematic drawing showing various embodiments of supports that can be used in the present invention;

4 eine Querschnittsansicht der in 3 gezeigten Stützen, wobei der Querschnitt längs der Linie 4-4 in 3 genommen wurde, und 4 a cross-sectional view of the in 3 supports shown, the cross section along the line 4-4 in 3 was taken, and

5A und 5B illustrieren ein Beispiel der Anwendung der vorliegenden Erfindung. 5A and 5B illustrate an example of the application of the present invention.

Die vorliegende Erfindung ist anwendbar bei der Herstellung von Kunststoffspritzformartikeln, die eine große Oberfläche und minimale Dicke aufweisen. Für solche flachen, dünnen Produkte ist es üblich eine oder mehrere Versteifungsrippen in das Design einzufügen, um dem geformten Artikel relative Steifheit und Struktur zu verleihen. Da die Versteifungsrippen üblicherweise dicker als der geformte Artikel sind, werden oftmals Gas unterstützte Spritzformtechniken benutzt. Diese Techniken verringern den Materialverbrauch und die Taktdauer des Herstellungsprozesses und verhindern ungewünschte Einfallstellen und andere Oberflächendefekte, welche oftmals Kunststoffspritzformverfahren plagen.The The present invention is applicable in the production of injection molded plastic articles, which is a big one surface and have minimal thickness. For such flat, thin Products it is common to insert one or more stiffening ribs into the design to give the molded article relative stiffness and structure. Because the stiffening ribs are usually Thicker than the molded article, gas assisted injection molding techniques are often used used. These techniques reduce material consumption and the Cycle time of the manufacturing process and prevent unwanted sink marks and other surface defects, which often plague plastic injection molding processes.

Die vorliegenden Erfindung findet zum Beispiel insbesondere Anwendung bei Büromaschinengehäusen, wie Computer, Faxgeräten, usw., sowie bei Fahrzeugdächern und Hauben. Mit der vorliegenden Erfindung können diese Produkte und Artikel durch Kunststoffspritzformtechniken schneller und besser hergestellt werden.The For example, the present invention finds particular application for office machine housings, such as Computers, fax machines, etc., as well as on vehicle roofs and hoods. With the present invention, these products and articles can be made through Plastic injection molding techniques can be manufactured faster and better.

1 zeigt eine Ausführungsform einer Formvorrichtung 10, die für die vorliegende Erfindung benutzt werden kann. Die Formvorrichtung umfasst eine Form 12, die zwei Teile hat ein Hohlraumteil 14 und ein Kernteil 16. Ein Formhohlraum 20 wird zwischen den zwei Formteilen 14 und 16 ausgebildet. Der Formhohlraum hat die genaue Form und die genauen Dimensionen des Kunststoffartikels oder Teils, das durch Spritzformen aus Kunststoff hergestellt werden soll. Aus Gründen der Darstellbarkeit wird nur eine Hälfte der Form 12 in den Zeichnungen dargestellt. Zwei gegenüberliegenden Hälften der Form werden um die Zentrallinie 18 ausgebildet. 1 shows an embodiment of a molding device 10 that can be used for the present invention. The molding device includes a mold 12 that has two parts has a cavity part 14 and a core part 16 , A mold cavity 20 is between the two moldings 14 and 16 educated. The mold cavity has the exact shape and dimensions of the plastic article or part to be injection molded from plastic. For the sake of representability, only half of the form 12 shown in the drawings. Two opposite halves of the shape are around the central line 18 educated.

Eine Vielzahl an Drückstiften 22 und 24 (a/k/a „Stützen") sind in der Formvorrichtung 10 vorgesehen. Es kann eine beliebige Anzahl an Drückstiften 22, 24 oder ähnliche Vorrichtungen überall in der Formvorrichtung vorhanden sein. Aus Gründen der Darstellbarkeit werden in den Zeichnungen nur zwei Stifte 22 und 24 gezeigt.A variety of push pins 22 and 24 (a / k / a "supports") are in the molding device 10 intended. There can be any number of push pins 22 . 24 or similar devices may be present throughout the molding device. For the sake of illustration, only two pens are shown in the drawings 22 and 24 shown.

Die Drückstifte selbst oder zumindest deren obere Enden 22A und 24A können jegliche Querschnittsform und -dimension aufweisen, wie beispielsweise rund oder viereckig. Wie zum Beispiel in der 3 gezeigt, können die Drückstifte selbst oder deren oberen Enden eine viereckige Form 26 oder eine runde Form 28 haben. Wie weiter unten erklärt wird, werden die oberen Enden der Drückstifte dazu benutzt massive Abschnitte im geformten Produkt auszubilden, um der Form die nötige Steifheit und Festigkeit zu geben.The push pins themselves or at least their upper ends 22A and 24A can have any cross-sectional shape and dimension, such as round or square. Like for example in the 3 shown, the push pins themselves or their upper ends can have a square shape 26 or a round shape 28 to have. As explained below, the top ends of the push pins are used to form massive sections in the molded product to give the mold the necessary rigidity and strength.

Wie in Formvorrichtungen üblich werden eine Anzahl an Führungs- oder Rückkehrstifte bereitgestellt, um die zwei Formhälften 14 und 16 während dem Formprozess in deren ausgerichteten Positionen zu halten.As is common in molding devices, a number of guide or return pins are provided around the two mold halves 14 and 16 to keep them in their aligned positions during the molding process.

Sowohl die unteren Enden 22B und 24B der Drückstifte als auch die unteren Enden 32B der Rückkehrstifte sind auf einem Ausstoßrahmen 30 angeordnet. Der Ausstoßrahmen 30 befindet sich auf einer Unterstützungsplatte 32. Der Ausstoßrahmen und die Unterstützungsplatte befinden sich oberhalb eines Strukturunterstützungsteils 34. Eine Vielzahl an Vorspannteilen 36 und 38 befinden sich in Ausnehmungen in der Unterstützungsplatte und in dem Unterstützungsteil. Je nach Wunsch können herkömmliche Vorspannteile benutzt werden. In der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist das Vorspannteil 36 eine mechanische Feder, während das Vorspannteil 38 eine Luftfeder ist.Both the lower ends 22B and 24B the push pins as well as the lower ends 32B the return pins are on an ejection frame 30 arranged. The discharge frame 30 is on a support plate 32 , The ejection frame and the support plate are located above a structural support part 34 , A variety of preload parts 36 and 38 are located in recesses in the support plate and in the support part. If required, conventional pre-stressing parts can be used. In the in the 1 and 2 The embodiment shown is the biasing part 36 a mechanical spring while the biasing part 38 is an air spring.

Eine Vielzahl an Vorspannteilen 36 und/oder 38 sind passend und wie gewünscht in der Formvorrichtung 10 zwischen der Unterstützungsplatte 32 und dem Unterstützungsteil 34 angeordnet, um den Ausstoßrahmen relativ zum Unterstützungsteil über die gesamte Länge und Breite gleichmäßig vorzuspannen.A variety of preload parts 36 and or 38 are suitable and as desired in the molding device 10 between the support plate 32 and the support part 34 arranged to evenly bias the ejection frame relative to the support member over the entire length and width.

In der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform hat der Kunststoffartikel, der im Formhohlraum 20 hergestellt werden soll, einen breiten, flachen oder dünnen Abschnitt 50A, eine oder mehrere Verstärkungsrippen 50B und ein Flanschabschnitt 50C an einer oder mehreren Seiten oder Kanten. Die Form 12 ist insbesondere eine teleskopische Form, d.h. eine vertikale Abquetschform, die kein Quetschmaterial an den Kanten des geformten Produkts ausbildet.In the in the 1 and 2 The embodiment shown has the plastic article in the mold cavity 20 to be produced, a wide, flat or thin section 50A , one or more reinforcing ribs 50B and a flange section 50C on one or more sides or edges. Form 12 is in particular a telescopic shape, ie a vertical squeeze shape, which does not form any squeeze material on the edges of the molded product.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine gewisse Menge an Kunststoff in den Formhohlraum 20 eingespritzt. Der Kunststoff wird von einer Spritzgussmaschine (nicht gezeigt) durch einen heißen Tropfen (hot drop) und eine Düse eingespritzt. Ein Abschlussventil ist in der Düse oder in der Maschine neben der Düse vorgesehen, um den Materialfluss je nach Wunsch und gemäß dem erfindungsgemäßen Formverfahren zu stoppen.According to the method of the present invention, a certain amount of plastic is placed in the mold cavity 20 injected. The plastic is injected from an injection molding machine (not shown) through a hot drop and a nozzle. A shut-off valve is provided in the nozzle or in the machine next to the nozzle to stop the flow of material as desired and according to the molding process of the invention.

Sobald die Form geschlossen wird und der Kunststoff in die Formkavität 20 eingespritzt wird, wird der Ausstoßrahmen durch die Vorspannteile 36, 38 unter Druck gesetzt. Danach wird ein Gas, wie Stickstoff, unter Druck in den Kunststoff in den Formhohlraum eingespeist, wobei herkömmliche Gaseinleittechniken benutzt werden. Der Gas durchdringt die dünne Wanddicke des Kunststoffs 50 in der Formkavität 20 und das Kernteil 16 der Form 12 wird von dem Hohlraumteil 14 weggedrückt. Dies führt zu einer geringen Öffnung der Form, wie in 2 gezeigt.Once the mold is closed and the plastic in the mold cavity 20 is injected, the ejection frame through the biasing parts 36 . 38 put under pressure. A gas, such as nitrogen, is then pressurized into the plastic into the mold cavity using conventional gas delivery techniques. The gas penetrates the thin wall thickness of the plastic 50 in the mold cavity 20 and the core part 16 the form 12 is from the cavity part 14 pushed away. This leads to a slight opening of the mold, as in 2 shown.

Wenn sich das Kernteil 16 relativ zum Hohlraumteil 14 bewegt, bleiben die Drückstifte in Position. Dadurch bleibt dort, wo sich die oberen Enden oder Köpfe 22A und 24A der Drückstifte 22 und 24 befinden, die Dicke des Kunststoffs und des vorgesehenen Kunststoffprodukts gleich der ursprünglichen Dicke oder Tiefe des Formhohlraums 20. Diese Bereiche werden in der 2 mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet. Das eingespritzte Gas wandert oder dringt durch all die anderen Bereiche des Kunststoffs im Formhohlraum und bildet hohle Bereiche 70 in der dünnen und flachen Wand und hohle Bereiche 80 in der (den) Verstärkungsrippe(n). Die massiven Bereiche 60, die im geformten Teil bleiben, stellen die Steifheit, die für den geformten Kunststoffartikel oder für das Produkt benötigt wird, sicher.If the core part 16 relative to the cavity part 14 moved, the push pins remain in position. This keeps where the top ends or heads are 22A and 24A the push pins 22 and 24 , the thickness of the plastic and the intended plastic product equal to the original thickness or depth of the mold cavity 20 , These areas are in the 2 with the reference symbol 60 designated. The injected gas travels or penetrates through all the other areas of the plastic in the mold cavity and forms hollow areas 70 in the thin and flat wall and hollow areas 80 in the reinforcement rib (s). The massive areas 60 that remain in the molded part ensure the rigidity required for the molded plastic article or for the product.

Der Gasdruck im Kunststoff und der daraus resultierende Anstieg der Gesamtdicke des geformten Teils 50 führen dazu, dass das Kernteil 16 um eine Distanz „D" (2) bewegt wird. Ähnlich werden die Unterstützungsplatte 32 und das Strukturunterstützungsteil 34 um die gleiche Distanz „D" voneinander getrennt, wie dies auch aus der 2 ersichtlich wird. Die Form kann in der üblichen Art und Weise geöffnet werden, wie beispielsweise durch Reduzieren des Klemmdrucks und Benutzung des Gasdrucks in den Verstärkungsrippen 50B um die Form dazu zu bringen aufzugehen. Ein Ansteigen oder Fallen des Gasdrucks bestimmt wie weit die Form aufgeht.The gas pressure in the plastic and the resulting increase in the total thickness of the molded part 50 cause the core part 16 by a distance "D" ( 2 ) is moved. The support plate will be similar 32 and the structural support part 34 separated by the same distance "D" from each other as from the 2 can be seen. The mold can be opened in the usual manner, such as by reducing the clamping pressure and using the gas pressure in the reinforcing ribs 50B to make the form rise. An increase or decrease in gas pressure determines how far the shape opens.

So kann zum Beispiel ein Kunststoffteil mit einer ursprünglichen Dicke „W" (1) von 0.100 Inch im Endeffekt eine Endwandstärke „T" von 0.120–0.140 Inch aufweisen. Dies bedeutet, dass die Dicke des hohlen Abschnitts 70 in den Wänden des Kunststoffteils 50 zwischen 0.020 und 0.040 Inch beträgt. Dies ist auch in den 5A und 5B dargestellt. Die hohlen Bereiche befinden sich außerdem in der Mitte innerhalb der Wände 50A des geformten Teils 50.For example, a plastic part with an original thickness "W" ( 1 ) of 0.100 inches will ultimately have an end wall thickness "T" of 0.120-0.140 inches. This means that the thickness of the hollow portion 70 in the walls of the plastic part 50 is between 0.020 and 0.040 inches. This is also in the 5A and 5B shown. The hollow areas are also in the middle within the walls 50A of the molded part 50 ,

Außerdem führt der Gasdruck dazu, dass der Kunststoff gegen die Wände des Formhohlteils gedrückt wird, wodurch eine bessere Oberflächenqualität und Produktdefinition erzielt wird und das geformte Teil sich auch schneller abkühlt, wodurch eine verbesserte Taktdauer erreicht wird. Mit der Erfindung ist es möglich Spritzteile mit bis zu 50–80% hohlen Bereichen zu erzielen, wobei der Kunststoff durch das Gas auf einer beträchtlichen Fläche des Formhohlraums gegen sowohl den Kernabschnitt als auch den Hohlraumabschnitt der Form gedrückt wird.In addition, the Gas pressure to press the plastic against the walls of the mold, resulting in better surface quality and product definition is achieved and the molded part also cools down faster, as a result an improved cycle time is achieved. With the invention it is possible Molded parts with up to 50–80% to achieve hollow areas, the plastic through the gas on a considerable area of the mold cavity against both the core portion and the cavity portion pressed the form becomes.

Es ist auch möglich Mikroschalter oder Drucksensoren in der Formvorrichtung 10 zu benutzen, wobei diese so arbeiten, dass sie die Öffnung „D" der beiden Formteile einschränken. Dadurch kann das Kernteil 16 nur bis auf einen vorbestimmten Wert geöffnet werden und daran gehindert werden sich noch weiter zu öffnen.It is also possible to use microswitches or pressure sensors in the molding device 10 to be used, these work so that they restrict the opening "D" of the two molded parts. This allows the core part 16 are only opened to a predetermined value and are prevented from opening even further.

Ein typischer Querschnitt eines gemäß der Erfindung geformten Artikels oder Produkts 50 wird in einer Querschnittsansicht in 4 gezeigt. Die Abschnitte oder Bereiche 60 wo die Drückstifte waren, haben die ursprüngliche Wanddicke „W" des Formhohlraums beibehalten. Die Verstärkungsrippen 50B haben hohle Abschnitte 80, während der Rest des Produkts 50 Hohlräume 70 umfaßt.A typical cross section of an article or product molded according to the invention 50 is shown in a cross-sectional view in 4 shown. The sections or areas 60 where the pusher pins were kept the original wall thickness "W" of the mold cavity. The reinforcing ribs 50B have hollow sections 80 while the rest of the product 50 cavities 70 includes.

Unter Benutzung des vorliegenden Formverfahrens kann jegliche herkömmliche Kunststoffspritzgussmaschine benutzt werden. In solchen Maschinen wird die Form 12, mit den Formteilen 14 und 16 vertikal ausgerichtet, üblicherweise so positioniert, dass der Formhohlraum längs einer horizontalen Achse öffnet und schließt.Any conventional plastic injection molding machine can be used using the present molding method. In such machines, the shape 12 , with the molded parts 14 and 16 vertically aligned, usually positioned so that the mold cavity opens and closes along a horizontal axis.

Der Gasdruck im Formhohlraum wird aufrechterhalten bis das Produkt abkühlt und fest wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Produkt selbsttragend. Der Gasdruck im Kunststoffteil wird dann in der herkömmlichen Art und Weise zurückgenommen, wie beispielsweise durch Entlüften oder Evakuieren. Die Form wird geöffnet und das Teil entfernt oder ausgestoßen. Es sind viele Mechanismen und Systeme bekannt um den Gasdruck in der Form zurückzufahren, z.B.The Gas pressure in the mold cavity is maintained until the product cools down and becomes firm. At this point the product is self-supporting. The Gas pressure in the plastic part is then reduced in the conventional way such as by venting or evacuate. The mold opens and the part is removed or ejected. Many mechanisms and systems are known for gas pressure in the shape, e.g.

Entlüften oder Evakuieren des Gases, und jegliches herkömmliches System und jegliche herkömmliche Methode kann benutzt werden. So kann zum Beispiel das Gas durch die Gasleitung zurück entlüftet werden oder die Düse kann an der Muffe rückwärtsgedreht werden, wodurch ein „sprue break" entsteht. Außerdem werden die festgewordenen oder sich selbsttragenden Kunststoffformartikel üblicherweise durch Ausstoßstifte aus der Form entfernt.Vent or Evacuation of the gas, and any conventional system and any conventional Method can be used. For example, the gas can pass through the gas line is vented back or the nozzle can be turned backwards on the sleeve become, whereby a "sprue break "arises. Moreover the solid or self-supporting plastic molded articles are usually through ejection pins removed from the mold.

Unter dem Begriff Gas versteht man hier jegliches Gas, das unter normaler Temperatur und unter normalen Druck gasförmig ist, wie beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxid und Luft. Vorteilhafterweise ist das Gas ein inertes Material, wie Stickstoff und Kohlendioxid. Das Gas kann von einer beliebigen herkömmlichen Quelle stammen, wie ein Lagertank, eine Gasflasche oder Ähnliches. Es ist auch gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ein anderes Fluid, wie beispielsweise Wasser, anstatt dem Gas zu benutzen. Diese anderen Fluidvorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und brauchen hier nicht im Detail diskutiert zu werden.Under the term gas here means any gas that is normal Temperature and under normal pressure is gaseous, such as nitrogen, Carbon dioxide and air. The gas is advantageously an inert one Material such as nitrogen and carbon dioxide. The gas can come from one any conventional Source come like a storage tank, a gas bottle or the like. It is also according to the present Invention possible another fluid, such as water, instead of using the gas. These other fluid devices are known in the art and do not need to be discussed in detail here.

Es versteht sich auch, dass ein herkömmliches Spritzgusssystem benutzt werden kann um der flüssige Kunststoff von einer Spritzgussmaschine oder Düse in den Formhohlraum 20 zu transportieren. So kann z.B. ein Heißkanalsystem (hot runner) oder ein Kaltkanalsystem (cold runner) mit einem oder mehreren Verteilern und einer Vielzahl an Düsen benutzt werden. Andere Systeme oder Mechanismen, die im Stand der Technik bekannt sind, können auch benutzt werden.It is also understood that a conventional injection molding system can be used to transfer the liquid plastic from an injection molding machine or nozzle into the mold cavity 20 to transport. For example, a hot runner system or a cold runner system with one or more distributors and a large number of nozzles can be used. Other systems or mechanisms known in the art can also be used.

Die vorliegende Erfindung kann auf alle Kunststoffarten angewandt werden, insbesondere auf thermoplastische Materialien, die generell zum Spritzformen benutzt werden können. Diese Materialien können z.B. Polyethylen mit niedriger oder hoher Dichte, Polyurethan, Polypropylen, Polystyrol, Acrylonitrilbutadienstyrene (ABS) Kunstharz, SAN Kunstharz, Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat, und Ähnliche. Materialien wie Polycarbonat, Polyester, Acetyl, Polyacetyl, und Nylon können auch benutzt werden, genauso wie Etyhlen Copolymere, wie z.B. Ethylenvinylacetatcopolymer, Ethylenethylacrylatcopolymer und Ähnliche. Ferner können alle der genannten Materialien Füllstoffe, wie Glasfibern, Pulverglas, Kalziumcarbonat, Kalziumsulfat, Talk, Mika oder Ähnliches beinhalten.The The present invention can be applied to all types of plastics. especially on thermoplastic materials that are generally used for injection molding can be used. These materials can e.g. Low or high density polyethylene, polyurethane, polypropylene, Polystyrene, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) synthetic resin, SAN synthetic resin, Polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, and the like. Materials like polycarbonate, Polyester, acetyl, polyacetyl, and nylon can also be used, as well such as Etyhlen copolymers, e.g. Ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene ethyl acrylate copolymer and similar. Can also all of the materials mentioned fillers, such as glass fibers, powder glass, calcium carbonate, calcium sulfate, talc, Mika or the like include.

Das Gas wird in den Kunststoff im Formhohlraum 20 mit einem Druck eingespeist der höher als der Einspritzdruck des Kunststoffs ist und üblicherweise viel höher als dieser ist. So kann beispielsweise der Ausgangseinspritzdruck des Kunststoffs 100–200 Psi sein, wobei dieser Druck üblicherweise bis auf 500–1000 Psi ansteigt sobald das Kunststoffmaterial dichter gepackt ist. Der Gasdruck könnte 1000–1500 PSI (falls beispielsweise der Kunststoff Polypropylen ist) betragen, oder 3000–7000 (falls beispielsweise Qualitätskunstharz (engineering grade resin) benutzt wird). Generell sollte der Gasdruck ausreichend sein um eine kommerziell akzeptierbare Oberflächenqualität des Kunststoffartikels oder Produkts 50 erzielen zu können.The gas is in the plastic in the mold cavity 20 fed with a pressure that is higher than the injection pressure of the plastic and is usually much higher than this. For example, the initial injection pressure of the plastic can be 100-200 psi, which pressure typically increases to 500-1000 psi once the plastic material is more tightly packed. The gas pressure could be 1000-1500 PSI (if, for example, the plastic is polypropylene), or 3000-7000 (if, for example, engineering grade resin was used). In general, the gas pressure should be sufficient to achieve a commercially acceptable surface quality for the plastic article or product 50 to be able to achieve.

Die Distanz um die sich die Form 12 öffnen lässt, sollte vorzugsweise kontrolliert werden oder beschränkbar sein, um die Migration des Kunststoffs in die nominelle Wanddicke zu kontrollieren. Außerdem sollte auch das Abfallen des Klemmdrucks bis auf Null dazu führen, dass sich nur die Verstärkungsrippen gemäß der Elastizität des Kunststoffs ausdehnen.The distance around the shape 12 can be opened, should preferably be checked or restricted in order to control the migration of the plastic into the nominal wall thickness. In addition, the drop in the clamping pressure to zero should lead to the fact that only the reinforcing ribs expand in accordance with the elasticity of the plastic.

Während die Erfindung in Verbindung mit einer oder mehrerer Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die speziellen Mechanismen, Verfahren und Prozeduren, die hier beschrieben wurden nur die Prinzipien der Erfindung darstellen, viele Veränderungen können am beschriebenen Verfahren und der beschriebenen Vorrichtung vorgenommen werden ohne sich von der in den anschließenden Ansprüchen definierten Erfindung zu entfernen.While the Invention in connection with one or more embodiments has been described, it is understood that the special mechanisms Procedures and procedures described here are just the principles of the invention, many changes can be made to the described method and the device described can be made without that in the subsequent claims remove defined invention.

Claims

A method of molding a plastic article by gas assisted plastic injection molding, comprising the steps of: - providing a mold ( 12 ) with a first molded part ( 14 ) and a second molded part ( 16 ), and with a cavity defining an article ( 20 ) between the first molded part ( 14 ) and the second molded part ( 16 ) is trained; - Provide a variety of supports ( 22 . 24 ) whose first ends ( 22A . 24A ) in the second molding ( 16 ) are arranged and in contact with the mold cavity ( 20 ) and their second ends ( 22B . 24B ) in a pre-stressed frame ( 30 ) are arranged; - injecting a lot of plastic into the mold cavity ( 20 ); - Introducing gas under pressure into the plastic in the mold cavity ( 20 ); - opening the mold cavity ( 20 ) by moving away second molding ( 16 ) from the first molded part ( 14 ), which causes hollow areas in the plastic due to the gas ( 70 . 80 ) train; and - maintaining the original positions of the first ends ( 22A . 24A ) the supports in the mold cavity ( 20 ), which creates massive sections ( 60 ) are formed in the molded plastic article.

The method of claim 1, wherein the gas is nitrogen is.

The method of claim 1, wherein the frame ( 30 ) by a number of springs ( 36 . 38 ) is biased.

The method of claim 1, further comprising the step of: maintaining gas pressure in the mold cavity ( 20 ) until the plastic article is self-supporting and then evacuating the gas from the article in the mold cavity ( 20 ) and removing the finished article from the mold ( 12 ).

Apparatus for molding a plastic article by gas assisted plastic injection molding, comprising: - an injection molding machine; - a form ( 12 ), which is located in the injection molding machine, the shape ( 12 ) a first molded part ( 14 ) and a second molded part ( 16 ) and a mold cavity ( 20 ) between the first molded part ( 14 ) and the second molded part ( 16 ); - a variety of supports ( 22 . 24 ) on a prestressed frame ( 30 ) are arranged and first ends ( 22A . 24A ) that are in the second molding ( 16 ) and in contact with the mold cavity ( 20 ) stand; - the second molded part ( 16 ) by injecting compressed gas into the plastic in the hollow mold part ( 20 ) is movable, the pressurized gas hollow areas ( 70 . 80 ) trains in plastic items; and - the supports ( 22 . 24 ) are configured to stay in place when the second molding ( 16 ) is moved by the compressed gas, creating massive areas ( 60 ) arise in the plastic article.