DE1964109B2

DE1964109B2 - Mehrteilige Spritzgießform für Formkörper aus Kunststoff, mit einem längs eines Verteilerkanals angeordneten Temperierelement

Info

Publication number: DE1964109B2
Application number: DE1964109A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 8500 Nuernberg Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-12-22
Filing date: 1969-12-22
Publication date: 1974-12-12
Also published as: DE1964109A1; CA928467A; DE1964109C3; CH513712A; US3740179A

Description

Werk/engen mit hoher Fach/ahl von der Inbetriebmih-Hif bis /um stabilen Werkzeiiglauf mehrere Stunden vergehen. Der Grund hierfür liegt darin, dall sich erst Hueh dieser Zeit der gesamte Warmehaushall in dem Werkzeug stabilisiert hat, denn es besieht hierbei ein Wechselvcrhälmis /wischen Wärmeabstrahlung der Verteilerplatte und der Werk/eugkühlung. Darüber hinaus sind auch die sogenannten Wärmelcnkerne in ihrer Lange begren/t, da ihre Temperierung nur von der Veneilerplatie aus erfolgt und die Temperatur im Bereich des Flielikanals nur über dir Kühlung des Werkzeugs beeinflußbar ist. Im übrigen ist der Wärme leilkern nicht beheizt, so dall er zur Aufrechierhaliung «lcfinierter Temperaturverhältnisse so kurz wie möglich gehalten werden muß. Diese sogenannte Heißkanalbauweise ist ferner nur für Werkzeuge mn relativ kleinen Abmessungen anwendbar. Zudem besii/t diese Ausfuhrungsform die gleichen Nachteile wie die üben geschilderte bekannte Anordnung.

D.is gleiche gilt im wesentlichen auch für die aus der Zeiischrifi »Plastverarbeiter«, l%7. Heft 10, S. t.^5 bis 70b. bekannten Spnt/gieUfornien. bei denen in tier Außenwand des Formhohlraums selbst eine Wärmeabführung und im Verteilerkanal eine vVärmezufuhrung erforderlich ist. /ur Kühlung sind in der Form Bohrungen einhalten, die durch geeignetes Stopfen \erschlossen werden. Dies erbringt gegenüber den obengenannten bekannten Ausführungen im Hinblick auf die ge Bannten Schwierigkeiten jedoch keine Lrleichterung.

Demgegenüber soll durch die Erfindung eine Spril/ gießform der eingangs genannten Art so verbessen herden, daß sie alle Vorteile eines temperieren Verteilerkanals unter Beseitigung der geschilderten Nachteile aufweist und insbesondere ein leichtes und vollkommenes Herausnehmen der im Vcrteilerkanal befindlichen Masse (insbesondere bei einem Farbwechsel) und ein rasches Auswechseln der Temperiervorrichtung auch bei aufgespannter Form erzielt werden können. Die Tempericrvorriehlung soll ferner besonders wirkungsvoll und für den Einströmvorgang des Kunstitoffs nicht hinderlich, einfach aufgebaut und kosten-Sparcnd in der Herstellung sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Verteilerkanäle aufnehmende Ver· leilerplatte längs der Verteilerkanäle in zwei Verteilertiälften aufgeteilt ist, daß das Temperierelement als Tempcrierleiste ausgebildet und in einer der Verteiler liälften angeordnet ist und daß die Temperierleiste mindestens eine verschließbare Bohrung >.ur Aufnahme Von Temperiermitleln aufweist.

Die Tempericrleisten enthalten einen Hohlraum und iverden von innen, vorzugsweise mittels in die HohlrauiTie einsetzbarer elektrischer Stabheizkörper od. dgl., beheizt und sind in den Verteilerkanälen auswechselbar befestigt. Die Wärmeabgabe an das Werkzeug ist dabei liußerst gering, da die fließfähige Kanalseele von einem kalten Kunststoffmantel umgeben ist, ohne daß besondere Kühleinrici.tungcn vorgesehen werden. Durch das leichte und vollkommene Herausnehmen der im Verteilerkanal befindlichen Masse ist da.s Herausnehmen und Auswechseln der Temperierleiste selbst bei aufgespannter Form sehr einfach. Insbesondere durch die Zweiteilung der die Verteilcrkanälc enthaltenden f'ormhälfte wird das Herausnehmen der Temperierleisten ermöglicht.

Trot/ dieser 'eichten Herausnehmbarkeit und Auswechselbarkeit kiiin die Innenbeheizung der Tempericrleisten beibehalten werden, was insofern sehr vor

lejlhafi ist, als hierbei nur etwa 20% der lleizenergie benötigt werden, die bei einem gleich großen, von außen, also von der Verteilerplatte her beheizten Heißkanalvverkzeug erforderlich ist. Atich die ausgeglichenen Beheizungsverhältnisse bei Innenbeheizung bleiben dadurch erhalten.

Die Bohrung einer jeden Temperierleiste ist vorzugsweise über eine oder über mehrere Anschlußbohrungen von außen zugänglich, wie sie auch darüber hinaus in vorteilhafter Weise parallel zur Achse des Verteilerkanals angeordnet sein sollte. In Ausführung det Erfindung ist weiter daran gedacht, daß der in den Verteilerkanal hineinragende Teil der Temperierleiste fließtechnisch gesehen der Hohlform des Verteilerkanals angepaßt ist, die beiden Enden der Temperierleistc stromlinienförmig oder annähernd stromlinienförmig ausgebildet sind. Bevorzugte Ausführungsbeispiele det Erfindung sind noch die mehrteilige Ausbildung dei Temperierleiste, die Isoliervorrichtungen zwischen dei betreffenden Formhälfte und der jeweiligen Tempe nerleiste, die Befestigung der Temperierleiste durch Klemmittel und die Verbind--..ng von Temperierstift unc: Temperierleiste.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine in Aufbau einfache und übersichtliche Temperierleiste ge schalleii wird, die noch dazu eine kostensparende Her ■ teilung erlaubt, was wiederum den wirtschaftlicher Einsat/ gewährleistet. Die vorgeschlagene Temperier leiste besitzt weiter in vorteilhafter Weise keine korn plizieri angeordneten Ausnehmungen, Hinterschnei düngen oder toten Winkel, i>i denen sich das Kunst Stoffmaterial festsetzen kann. Dadurch ist die Warum* ganz oder zumindest größtenteils überflüssig gewor den, wie auch während des Verfahrensablaufes keir Ausbau der Form und keine Reinigung von F.inzelteilct in Kauf genommen werden müssen. Bei einem Färb wechsel ist die Herausnahme der in den Verteilerkanä len befindlichen Masse mühelos zu bewerkstelligen, d; keine Heizpatrone oder ähnliche Vorrichtungen vot der zu entfernenden Masse umschlossen sind. Soda η r ergeben sich in Theologischer Hinsicht bemerkenswer te Vorteile, weil der in den Verteilerkanal hineinragen de Teil der Temperierlciste der Hohlform des Ver teilerkanals angepaßt ist und di^r; beiden Enden de: Temperierleiste stromlinienförmig oder annähernc stromlinienförmig ausgebildet sind (also keine quei zum Massestrom angeordneten Vorrichtungen). Außer dem wird durch die Erfindung eine höchst einfache An bringung ermöglicht, und zwar durch Einlegen der Lei ste und durch ein Festklemmen mittels Gewindeschrau ben. Problemlos ist daher auch das Auswechseln, bei spielsweise beim Einsetzen einer größeren oder kleine rcn Leiste. Soll schließlich ein Material verarbeitet wer den, bei dem eine Temperierung des einzelnen Ver teilcrkaiu les nicht notwendig is., so kann in einfache Weise die zur Aufnahme der Temperierleists vorgese heric Ausnehmung mit einer Blindleiste versch'^/·/: werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in dei Zeichnungen wiedcrgegcbcncn Au,">fühmngs.beispicl· näher erläutert werden. Es zeigt

F-' i g. I den einen Verteilerkana! aufweisenden Tei einer Spritzgießform im Schnitt.

F i g, 2 rine Draufsicht auf die Temperierleiste mi zugeordneter Ang'jßbuchse und zugeordnetem Tempe ricrstift,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie MI-III der F i g. 2 F-" i g. 4 einen der Γ" i g. J entsprechenden Schnitt, je

doch tiiich einer anderen Ausführungsfonn und

Γ·' i g. 5 einen der F i g. I entsprechenden Schnitt, jedoch mit weiteren Ausführimgsmerkmalen.

Entsprechend den F i g. I und 5 ist auf einer der Finfiichheit wegen nicht näher dargestellten beweglichen Formträgerplatte einer .Spritzgießmaschine eine Formhälfte befestigt, von der in beiden figuren nur die in die Formhöhlung I eintauchende Patrize 2 gezeigt ist. Aul der ebenfalls nicht gezeichneten, im wesentlichen ortsfest angeordneten düsenscitigen Formträgerplatte ist die andere, eine Verteilerplatte bildende Formhälftc angebracht, die gemäß den Zeichnungen aus di-n Vcrtcilcrhälften .3 und 4 besteht. Während eines Zyklusablaufes sind die Verteilerhälften 3 und 4 fest miteinan der verbunden.

Zu Beginn eines Arbeitszyklus befinden sich die Formhälften in der gezeichneten Lage, während die Spritzdüse einer bekannten und daher nicht dargestellten Einsprit/- oder Formfülleinheit mit der Angußbuehse 5 zur Anlage gebracht wurde. Durch axiale Druckbeaiifschlagung einer Schnecke oder eines Kolbens der F.inspritz- oder Formfülleinhcit wird die zur Formteilherstellung vorbereitete Masse aus der Spritzdüse gepreßt und gelangt über die Angußbuchse 5. den bzw. die Verteilerkanäle 6. den Angußkanal 7 Lind die Angußdiisc 8 in die jeweilige Formhöhlung I. die sie voll kommen ausfüllt. Wenn die Masse innerhalb der Formhöhlung I einen bestimmten Festigkeitsgrad durch Beheizung oder durch Kühlung erreicht hat. beginnt der Auswerfvorgang für die einzelnen Formkörper, dadurch, daß sich die bewegliche Formträgcrplattc mit der daran befestigten Formhälftc einschließlich Patrize 2 von der anderen Formhälftc mit Vertcilerplatte 3. 4 entfernt. Sobald die Spritzgießform vollständig geölfnet ist. werden Auswerf·Vorrichtungen in bekannter Weise automatisch in Tätigkeit gesetzt, wodurch die einzelnen Formkörper (gegebenenfalls auch unter Zuhilfenahme Min Druckluft) sicher und schnell ausgeworfen werden Wenn daran anschließend die Formhälften wieder in die gezeichnete Lage gebracht wurden, kann ein neuer Finspritzvorgang beginnen.

Damit die Masse im Bereich der Angulkluse 8 während des Zyklusablaufes nicht erstarrt, ist zentral im Angußkanal 7 ein Temperierstift 9 angeordnet, dessen Sockel 10 in der Vertcilerhälfte 3 der im wesentlichen feststehenden Formhälfte ruhi. Zur Aufnahme von Temperiermittcln besitzt der Temperierstift 9 eine Bohrung II. die über eine weitere Bohrung 12 in der Vertcilerhälfte 3 der Vcrteilerplatte 3. 4 zugänglich ist.

Um die Fließfähigkeit des Kunststoffmaterials im Verteilerkanal 6 aufrechtzuerhalten, ist an der Innenwand oder in Ausnehmungen 13 der Innenwand des Verteilerkanals 6 über dessen gesamte Länge oder über einen Teil davon mindestens eine Temperierleiste 14

auswechselbar befestigt. Wie ζ. B. aus F i g. I klar her vorgeht, weist die Tempcricrlcisle 14 mindestens eint verschließbare Öffnung 15 zur Aufnahme von Tempc ricrmiiteln auf. Die Öffnung 15 ist dabei vorzugsweise parallel zur Achse des Verteilerkanals 6 angeordnet und weiterhin ist die Öffnung 15 über eine Bohrung If von außen zugänglich, um beispielsweise die Kabel fiii eine Heizpatrone zuführen zn können.

Wie insbesondere die I i g. 3 und 4 zeigen, ist der ii den Verteilerkanal hineinragende Teil der Temperier leiste 14 fließtechnisch gesehen der llohlforin des Ver teilerkan.ils 6 angepaßt, um der Masse ein besonder¹ leichtes und geradliniges Einströmen zu ermöglichen Aus den gleichen Gründen sind die beiden Enden dei Temperierleistc 14 stromlinienförmig oder annähernc stromlinienförmig ausgebildet.

Wie weiter den Fig. I, 3 und 4 zu entnehmen ist kann die Tempcrierleiste 14 aus mehreren Teilen beste hen. Gezeigt ist ein die äußere Form bestimmende! Mantel 17. 17' und ein Kern 18. 18'. Dabei machen voi allem die I·" i g. 3 und 4 deutlich, daß die Öffnung 15 jt zur Hälfte vom Mantel 17, 17' und vom Kern 18. 18 umschlossen wird. Vorteilhaft ist es schließlich, zwischen den Verteilerhälften 3, 4 und der daran befestig ten Temperierleistc 14, 17, 17'. 18, 18' cine oder mehre re Ί emperaturleitsperrcn in Gestalt eines Isolierkör pers 19 und/oder von Isolierspalten 20, 21 vorzusehen.

Fs wurde schon angedeutet, daß die Tcmpcnerleisk 14, 17. 17', 18. 18' im Vertcilerkana! 6 lösbar bcfcstigl ist. Dies auch deshalb, um verschieden große Temperierleisten einsetzen zu können (kcnntlichgcmacht 22) in F i g. 4 durch die strichpunktierte Linie 22). Zu die scm Zweck sind Klernmittel, vorzugsweise Gewinde schrauben 23, vorgesehen, die in entsprechende Gewin debohriingen des Mantels 17. 17' eingreifen. Wenn es ir diesem Zusammenhang einmal notwendig werden soll te, bei Verarbeitung eines besonderen Materials die Tcmperierleiste aus dem Vcrteilcrkanai zu nehmen dann kann in einfacher Weise die Ausnehmung 13 mit einer Blindfeiste verschlossen werden (angedeutet durch die strichpunktierte Linie 24 in F i g. 5).

Temperierstift und Tcmperierleiste können auch eint Einheit 25 bilden (F i g. 5). In Abänderung der in F ι g. I gezeigten lösbaren Verbindung zwischen Temperierstift 9. 10 und dem Mantel 17. 17' der Tempericrleiste 14 sind bei diesem Ausführungsbeispiel der Mantel 2fi und der Temperierstift 27 einstückig ausgebildet. Man tel 26 und Kern 28 umschließen auch hier die Öffnung 29. die selbst bis nahe an den Tcmpcrierstift 27 heran reicht. Damit durch die Öffnung 29 7.. B. ein Temperier mittel eingeführt werden kann, sind Bohrungen 30 und 31 vorgesehen, wodurch die beiden Enden der Öffnung 29 entsprechend von außen zugänglich werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrteilige Spritzgießform für Formkörper aus Kunststoff, mit mindestens einer Angußbiiehse, mit einem oder mehreren von der Angußbuehse zu Angußkanälen bzw. Angußdüsen führenden Verteilerkanälen sowie mit einem längs eines Veneilerkanals angeordneten, auswechselbaren und einen Teil der Wandung des Verteilerkanals bildenden röhrenförmigen Temperierelement, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verteilerkanäle (6) aufnehmende Verteilerplatte (3.4) längs der Verteilerkanäle (6) in zwei Verteilerhälften (3 und 4) aufgeteilt ist, daß das Temperierelement als Temperierleiste (14, 25) ausgebildet und in einer der Verieilerhalften (3) angeordnet ist und daß die Temperierleiste (14, 25) mindestens eine verschließbare Bohrung (15, 29) zur Aufnahme von Tempenermit- ;eln !Uifweist.

2. Mehrteilige Spritzgießform nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (15. 29) jeder Temperierleiste (14. 25) mit einer oder mehreren Anschlußbohrungen (16, 30. 31) versehen ist.

3. Mehrteilige Spritzgießform nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (15. 29) der Temperierleiste (i4. 25) parallel zur Achse des Verteilerkanals (6) angeordnet ist.

4. Mehrteilige Spritzgießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden F.nden der Temperierleiste (14. 25) stromlin;_n'ormig oder annähernd stromlinienförmig ausgebildet sind.

5. Mehrteilige Spritzgießform nach einem oder mehreren der vorhergehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierleiste (14. 25) mehrteilig ausgebildet ist.

b. Mehrteilige Spritzgießform nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierleiste (14. 25) aus einem die äußere Form bestimmenden Mantel (!7, 17'. 26) und einem in diesen eingesetzten Kern (18. 18'. 28) besteht.

7. Mehrteilige Spritzgießform nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (15. 29) der Temperierleiste (14. 25) ie zur Hälfte vom Mantel (17. 17', 26) und vom Kern (18. 18'. 28) umschlossen ist.

8. Mehrteilige Spritzgießform nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der einen Verteilerhälfte (3) und der daran angeordneten Temperierleiste (!4, 25) mindestens eine Tcmperalurleitsperrc in Gestalt eines Isolierkörpers (19) und/oder eines Isolicrspalies (20. 21) vorgesehen ist.

9. Mehrteilige Spritzgießform nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche I bis 5 und nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierleiste (14. 25) an der einen Verteiler hälfte (3) durch Klemmiitel. vorzugsweise durch CJewindeschraubcn (23). gehalten ist.

10. Mehrteilige Spritzgießform nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche I bis 5. 8 und 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierleiste (14, 25) und ein Temperierstift (9. 27) des zugeordneten Angiißkanalcs (7) einstückig ausgebildet sind.

IV Die F.rfindung betrifft eine mehrteilige Spritzgieß

form für Formkörper aus Kunststoff, mit mindesten: einer Angußbuchse, mit einem oder mehreren von dei Angußbuchse zu Angußkanälen bzw. Angußdüsen füh renden Verteilerkanälen sowie mit einem längs eine Verteilerkanals angeordneten, auswechselbaren unc einen Teil der Wandung des Verteilerkanals bildender röhrenförmigen Temperierelement.

Derartige Spritzgießformen gelangen vor allem be der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffer zur Anwendung, und es wird damit angestrebt, mittel· Heizkörper den Fließzustand des zu verarbeitender Materials aufrechtzuerhalten. Bei im Prinzip gleicher Spritzgießformen erfolgt eine angußlose Material/uführung innerhalb eir;s Isolierkanals, der in seinem Inneren ebenfalls röhrenförmige Heizkörper aufweist Der oder die Isolierkanäle selbst sind dabei im Zentruir von verhältnismäßig großraumigen Ausnehmungen dei betreffenden Spritzgießform befestigt.

Diese genannten Vorrichtungen uoisrr aber verschieden!¹ Nachteile auf. Zunächst ware die veihaltnismaßig kostspielige Herstellung der röhrenförmigen Heizkörper zu nennen, wie auch deren komplizierte Anbringung im Verteilerkanal. Die Heizkörper besitzen zudem verschiedene Stellen, an denen sich das Kunsisioffmaterial festsetzen kann und auch festsetzt. Das wiederum beschwort die Gefahr einer thermischen Schädigung des Kunststoffmaterials herauf oder bei einem Farbwechsel eine gleichfalls nachteilige Verunreinigung. In beiden F'ällen bedeutet das eine größere Anzahl von Fehlspriizungen. was sich dann auch immer in einem empfindlichen Produkiionsauslall bemerkbar macht. "Freien derartige Frscheinungen über eine länaere Zeitspanne oder in verstärktem Maße auf. so muß die Spritzgießform zwecks Reinigung ausgebaut und außerhalb der Maschine zerlegt werden.

Bei Verwendung eines Isolierkanals machen sich im wesentlichen uie gleichen Nachteile bemerkbar. Vor allem tritt im Bereich des Isolierkanals ein Druck- und Temperaturabfall auf. Hinzu kcsimt noch, daß das Schußvolumen der betreffenden Spritzgießmaschine so groß sein muß, daß das Angußsystem und die Formennohlräume mit dem ersten Schuß gefüllt werden können. Außerdem ist bei diesen Systemen besonders zu beachten, daß an der Innenwand des Isolierkanals während des Arbeitsablaufes eine relativ dicke Wandschicht erstarrt, wodurch schon von vornherein ein größerer Querschnitt als üblich für den Durchfluß der Schmelze vorzusehen ist.

Aus der Zeitschrift »Kunststoffe« 1961. Heft 4. S. 232 ist eine Spritzgießform der eingangs genannten Art begannt. Bei der bekannten Anordnung ist es sehr schwierig, die Tcmperierelemcntc herauszunehmen und auszuwechseln, da die im Vcrteilerkanal zurückbleibende Masse (insbesondere bei einem Farbwcchsel) nur unter großen Schwierigkeiten entfernt werden kann. Zum Auswechseln der Temperierleistcn muß die ganze Form zerlegt werden.
Aus der CH-PS 449 953 ist eine Spritzgießform mit

fio Temperierstiften in den senkrecht /ti den Verieilcrkanälen verlaufenden Angußkanälen bekannt. Diese dort als Wärmeleitkernc bezeichneten Temperierstifte sind koaxial zur Finspritzrichtung angeordnet. In den eigentlichen Verteilerkanälcn sind keine besonderen

^Λ5 Temperiereinrichtungen vorgesehen, da die Verteilerplatte des Werkzeugs insgesamt beheizt wird. Diese direkte Beheizung der Verteilcrplatte hat jedoch einige Nachteile, insbesondere müssen beispielsweise bei