DE1127579B

DE1127579B - Verfahren zum Betrieb einer Spritzgiessmaschine fuer die Herstellung von Formkoerpern aus thermoplastischen Kunststoffen

Info

Publication number: DE1127579B
Application number: DEG33144A
Authority: DE
Inventors: Herbert Goller
Original assignee: Ankerwerk Gebr Goller
Current assignee: Ankerwerk Gebr Goller
Priority date: 1960-01-09
Filing date: 1960-01-09
Publication date: 1962-04-12

Description

Verfahren zum Betrieb einer Spritzgießmaschine für die Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb von Spritzgießmaschinen für die Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, bei denen der plastifizierte Kunststoff bereits in die noch nicht völlig geschlossene Spritzgießform aus der Düse des Heizzylinders eingespritzt wird.
Beim Spritzgießen wird der durch einen Einfülltrichter aufgegebene thermoplastische Kunststoff in der Regel in einem Heizzylinder durch Wärmezufuhr plastifiziert und mittels eines Kolbens oder einer Schnecke durch eine Düse, die während des Formfüll- und Abkühlungsvorganges mit der fest geschlossenen Form in Verbindung steht, in den Formhohlraum eingepreßt. Die Form wird im allgemeinen gekühlt oder auf relativ niedriger Temperatur gehalten, damit der Kunststoff im Formhohlraum möglichst schnell erkalten kann. Nach dem Erstarren des Kunststoffes in der Form wird die Form wieder geöffnet und das fertige Formteil ausgeworfen.
Bei Anwendung dieses bekannten Spritzgießverfahrens treten immer dann, wenn sehr dünnwandige große Teile hergestellt werden sollen, Füllschwierigkeiten auf. Der Kunststoff erstarrt bereits, bevor der ganze Forrnhohlraum mit flüssiger Schmelze ausgefüllt ist, weil beim Fließen in den engen Formkanälen einmal sehr hohe Fließwiderstände entstehen und andererseits eine zu schnelle Abkühlung eintritt.
Es ist nun ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem eine größere als das fertige Formteil erforderliche Menge heißen- plastifizierten Kunststoffes bei erst teilweise geschlossener Form in den Formhohlraum gespritzt wird. NachBeendigung des Formfüllvorganges wird die Form dann völlig geschlossen.
Dabei wird unter Einwirkung des Formschließdrnckes, der den Spritzdruck überwindet, der Massenüberschuß durch die Formteilungsfuge oder besondere Öffnungen der Form wieder aus der Form herausgequetscht oder auch in den Spritzzylinder zurückgepreßt, worauf der gespritzte Gegenstand in der üblichen Weise in der Form abgekühlt wird.
In einem ähnlichen bekannten Verfahren wird der plastifizierte Kunststoff in einer zur Herstellung des fertigen Gegenstandes ausreichenden Menge in die noch nicht geschlossene Form eingespritzt, und erst dann wird die Form vollständig geschlossen.
Nach einem weiteren bekannten Verfahren wirkt auf das in die Form gespritzte und somit schon unter Druck geformte Preßgut während seines Erstarrens - also nach beendeter Fonnfüllung - ein zweiter zusätzlicher Druck ein, der zweckmäßig in anderer Richtung als der Spritzdruck verläuft. Dabei wird dafür Sorge getragen, daß die Preßform vorher allseitig völlig geschlossen ist.
Diese bekannten Spritzgießverfahren haben aber folgende Nachteile: Da die Form erst vollständig geschlossen wird, wenn der Formfüllvorgang bereits beendet ist, d. h., wenn die Masse in einer zur Herstellung des fertigen Gegenstandes ausreichenden Menge oder im Überschuß eingespritzt worden ist, verweilt der heiße Kunststoff eine Zeitlang in der Düse. Dabei kühlt der Kunststoff in der Düse bereits vor dem vollständigen Schließen der beiden Formhälften in den meisten Fällen ab. Es ist allgemein bekannt, daß der thermoplastische Kunststoff in den in der Spritztechnik üblichen kleinen Düsen sofort einfriert, wenn er nur eine sehr kurze Zeit darin verweilt. Infolge des in der Düsenbohrung erstarrten Kunststoffes kann vom Heizzylinder her kein regelbarer Nachdruck mehr auf das in der Form erstarrende Teil wirksam aufgebracht werden. Auch kann die zum Ausgleich des Schrumpfes des abkühlenden Spritzlings erforderliche Masse nicht nachgefördert werden.
Wird auf der anderen Seite bei noch nicht ge schlossener Form Kunststoff im Überschuß eingespritzt, so muß die Form zusätzlich weitere Formöffnungen - Schlitze oder Kanäle - aufweisen, damit bei völliger Formschließung der zuviel eingespritzte Kunststoff durch diese Kanäle und Seirlitze entweichen kann. Die dadurch bedingte Gratbildung am Formteil verursacht nicht nur Materialverlust, sondern bedingt auch einen mehr oder weniger großen Zeitaufwand für die Nachbearbeitung jedes einzelnen Formteiles.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es nun, unter Beibehaltung der Vorteile der bisher bekannten Verfahren deren Nachteile -zu vermeiden und hochwertige Formteile aus allen thermoplastischen Massen zu erzeugen.
Das erfihdungsgemäße Verfahren zum Betrieb von Spritzgießmaschinen für die Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, bei dem der plastifizierte Kunststoff bereits in die noch nicht völlig geschlossene Spritzgießform aus der Düse des Heizzylinders eingepreßt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Formschließvorrichtung die Form bereits zu schließen beginnt, bevor die für die Ausfüllung des Formhohlraumes der völlig geschlossenen Form erforderliche Menge eingespritzt ist, daß bis zum Ende des Formschließvorganges der Massestrom in die Form nicht unterbrochen wird, sondern die Düse ständig derart durchströmt, daß ein Einfrieren der Masse im Düsenquerschnitt wirksam verhindert, und daß nach dem völligen Schließen der Form ein einstellbarer Nachdruck vom Heizzylinder aus auf den Formhohlraum einwirkt.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den zunächst noch nicht ganz geschlossenen Formhohlraum nach dem bekannten Spritzgießverfahren teilweise mit im Heizzylinder verflüssigter Spritzgießmasse auszufüllen, insbesondere an den Stellen stärkerer Hohlräume, die durch das beim Einspritz.vorgang noch nioht völlig geschlossene Werkzeug vorhanden sind. Während noch Kunststoff in den Formhohlraum einströmt und solange der Kunststoff noch flüssig ist, wird die Form völlig geschlossen, wobei der Kunststoff in sehr kurzer Zeit den gesamten endgültigen Formhohlraum ausfüllt. Es ist dabei sehr wichtig, daß der Massenfluß durch die Düse in die Form während des Formschließvorganges aufrechterhalten bleibt, da im anderen Falle - bei einer Unterbrechung des Spritzvorganges - der Kunststoff im Düsenquerschnitt erstarrt. Auch während des Schließens derForm strömt der Kunststoff erfindungsgemäß immer nur in einer Richtung, und zwar vom Spritzzylinder durch die Düse in die Form.
Bei Anwendung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird das vorzeitigeErstarren des Kunststoffes in der engen Düse mit Sicherheit verhindert, und der Nachdruck wird in einer einstellbaren Abhängigkeit vom Erstarrungsprozeß des Spritzlings in der geschlossenen Form durch die Düse hindurch wirksam aufgebracht.
Die bei jeder Spritzgießmaschine einsetzbaren sehr hohen Formschließkräfte werden bei Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem Weg von wenigen Millimetern dazu benutzt, den Formhohlraum teilweise oder gänzlich mit flüssigem Kunststoff auszufüllen. Die bei diesem Vorgang zugeführte Arbeit aus dem Produkt Kraft mal Weg wird durch die Reibung der zähflüssigen Masse in Wärme umgewandelt und erhöht dadurch ihre Fließfähigkeit, so daß auch solche Formteile mit sehr dünnen Wandungen hergestellt werden können, die bei dem normalen Einspritzvorgang in eine völlig geschlossene Form nach den bisher bekanntgewordenen Verfahren nicht möglich sind.
Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsart beispielsweise näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine noch nicht vollständig geschlossene Form während des Fonnfüllvorganges und Fig. 2 die völlig geschlossene Form nach Fig. 1 im Augenblick der beendeten Formfüllung.
Der in bekannter Weise im Heizzylinder 1 verflüssigte Kunststoff 2 wird durch die enge Bohrung der Düse 3 in den Fonnhohlraum 4 der noch nicht ganz geschlossenen Form, die aus dem Formkern 5 und dem Forinmantel 6 besteht, eingefüllt (Fig. 1).
Das Einströmen des plastifizierten Kunststoffes 2 wird dadurch erleichtert, daß sich infolge der noch nicht völlig geschlossenen Form 5, 6 am Boden des zu spritzenden Formteiles eine größere Wandstärke ergibt. Während des Einspritzens wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem genau einzustellenden Augenblick die Spritzgießform 5, 6 bis zu seiner Anschlagstellung durch die nicht dargestellte bekannte Schließvorrichtung der Maschine geschlossen (Fig. 2). Die bis zu diesem Augenblick für eine völlige Formfüllung gegebenenfalls noch zu wenig eingespritzte Masse fließt weiterhin ein bis zur vollständigen Füllung der nunmehr völlig geschlossenen Form. Von entscheidender Bedeutung ist dabei die Tatsache, daß erfindungsgemäß während des gesamten Formschließvorganges und bis zur Beendigung des Fornafllvorganges keine Unterbrechung des Masseflusses durch die Düse in die Form stattfindet.
Die Form wird in bekannter, nicht dargestellter Weise gekühlt bzw. auf einer Temperatur gehalten, die einerseits den Füllvorgang erleichtert, andererseits eine genügend schnelle Erkaltung des Spritzlings gewährleistet.
Die Formschließvorrichtnng sowie die Einrichtungen, die das in der Form erstarrte Gefäß beim Formöffnungsvorgang automatisch auswerfen, sind bekannte konstruktive Mittel und sind daher nicht dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren bringt aber nicht nur Vorteile für die Herstellung von dünnwandigen Teilen. Bei der Produktion von starkwandigen Formteilen bewirkt das erfindungsgemäße Verfahren, daß Einfallstellen und Lunker, die durch den Schwindungsvorgang während des Abkühtprozesses entstehen, mit wesentlich größerer Sicherheit vermieden werden können. Der Formhohlraum kann auch nach dem endgültigen Füllvorgang noch unter wirksamen Nachdruck gehalten werden, was der Entstehung von Lunker und Einfallstellen entgegenwirkt. Es liegt auch im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Form nicht ganz bis zu ihrer Anschlagstellung zu schließen, um die Bildung von Lunkern und Einfallstellen zu verhüten. Der einstellbar veränderliche Nachdruck auf das erstarrende Formteil kann dann gleichzeitig sowohl von dem abgelegenen Teil der Form her als auch in bekannter Weise durch das Einspritzaggregat von der Düse her aufgebracht werden.
Dadurch wird erreicht, daß im günstigsten Falle der Nachdruckweg von beiden Seiten auf die Hälfte verringert wird, eine wesentlich geringere Nachdruckkraft erforderlich ist, kleinere Fließwege auftreten und ein entsprechend niedrigerer Spannungszustand bzw.
Orientierungszustand im Formteil einfriert.
Im Vergleich zu den bisher bekanntgewordenen Verfahren ergeben sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter anderem folgende Vorteile: Außer der Düsenöffnung bzw. der Angußbüchse sind keine weiteren Formöffnungen, Schlitze oder Kanäle erforderlich. Es entsteht kein Materialverlust durch austretenden Kunststoff. Eine Nachbearbeitung oder Entgratung des gespritzten Formteiles ist nicht erforderlich. Da die teilweise geöffnete Form erfindungsgemäß vor Beendigung des Einspritzvorganges ganz oder fast ganz geschlossen wird, ohne daß eine Unterbrechung des Masseflusses in die Form eintritt, wird Maschinenarbeitszeit gespart, d. h., der Zyklus wird kürzer. Der Kunststoff kühlt, da er nicht in der engen Düsenbohrung verweilt, weniger ab und fließt daher leichter. Weiterhin kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein einstellbarer Nachdruck von der Düse her in an sich bekannter Weise noch wirksam aufgebracht werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zumBetrieb von Spritzgleßmaschinen für die Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, bei dem der plastifizierte Kunststoff bereits in die noch nicht völlig ge- schlossene Spritzgießform aus der Düse des Heizzylinders eingepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschließvorrichtung die Spritzgießform bereits zu schließen beginnt, bevor die für die Ausfüllung des Formhohlraumes der völlig geschlossenen Form erforderliche Menge eingespritzt ist, daß bis zum Ende des Formschließvorganges der Massestrom in die Form nicht unterbrochen wird, sondern die Düse ständig derart durchströmt, daß ein Einfrieren der Masse im Düsenquerschnitt wirksam verhindert, und daß nach dem völligen Schließen der Form ein einstellbarer Nachdruck vom Heizzylinder aus auf den Formhohlraum einwirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 549 039, 839 413, 887 263; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 069 374; USA.-Patentschrift Nr. 2582260.