DE19949850A1 - Individuelle Prozeßsteuerung im Werkzeug - Google Patents
Individuelle Prozeßsteuerung im WerkzeugInfo
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Abstract
Eine Spritzgießmaschine sowie ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffartikeln in deren Werkzeug (10) werden beschrieben. In dem Werkzeug (10) befinden sich Formhohlräume. Zu den Formhohlräumen führt eine Mehrzahl von Kanälen (32, 38a, 38b). In Kanälen (32, 38a, 38b) sind Verschlußelemente (50) zum individuellen, ferngesteuerten Verschließen des jeweiligen Kanals (32, 38a, 38b) vorgesehen. Die Verschlußelemente (50) sind während des Betriebes der Spritzgießmaschine programmgesteuert fernsteuerbar. In mindestens einem der Kanäle (38a, 38b) sind stromabwärts des Verschlußelementes (50) eine Drucksteuerung (88) zum Einstellen des Drucks in einem in dem Kanal (38a, 38b) befindlichen Kunststoffmaterial vorgesehen (Fig. 4a).
Description
Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit einem Werk
zeug, mit in dem Werkzeug befindlichen Formhohlräumen und mit
einer Mehrzahl von zu den Formhohlräumen führenden Kanälen, wo
bei in Kanälen Verschlußelemente zum individuellen Verschließen
des jeweiligen Kanals vorgesehen sind, die während des Betrie
bes der Spritzgießmaschine programmgesteuert fernsteuerbar ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Spritzgießen
von Kunststoffartikeln in einem Werkzeug, mit in dem Werkzeug
befindlichen Formhohlräumen und mit einer Mehrzahl von zu den
Formhohlräumen führenden Kanälen, wobei vorzugsweise in Kanälen
Verschlußelemente zum individuellen Verschließen des jeweiligen
Kanals vorgesehen sind und die Verschlußelemente während des
Betriebes der Spritzgießmaschine programmgesteuert ferngesteu
ert werden.
Eine Spritzgießmaschine der vorstehend genannten Art ist aus
der US-Z-"POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE", Vol. 37, Nr. 11,
Seite 1865-1879 (1997) bekannt.
Bei der bekannten Spritzgießmaschine ist eine gleichzeitige
Durchfluß- und Druckregelung für die flüssige Kunststoffschmel
ze an mehreren Punkten eines Kanalsystems eines Formwerkzeugs
bekannt. Zu diesem Zweck sind bei der bekannten Spritzgießma
schine Kegelventile vorgesehen, die unmittelbar mit den Über
gangsöffnungen zu den Formhohlräumen zusammenwirken. Die
Ventile sind hydraulisch gesteuert, wobei sich die Aktuatoren
im Bereich neben dem Einspritzzylinder der Spritzgießmaschine
befinden. Zur Steuerung der Kegelventile sind Drucksensoren
vorgesehen. Diese befinden sich einmal an den Formhohlräumen
selbst, ein weiterer Drucksensor ist aber auch im zentralen Zu
führkanal des Einspritzzylinders vorgesehen. Auf diese Weise
kann näherungsweise die Druckdifferenz zwischen einer Position
stromaufwärts und einer Position stromabwärts der Kegelventile
gemessen und in Abhängigkeit von der Druckdifferenz die Ein
stellung der Kegelventile vorgenommen werden. Ferner sind Soll
kurven für den Druck im Formhohlraum vorgesehen, so daß auch
die Differenz des gemessenen Ist-Drucks zum Solldruck erfaßt
und für die Regelung verwendet werden kann.
Die Kegelventile sind sowohl in der Einspritzphase wie auch in
der Nachdrückphase im Einsatz. Hierzu wird ergänzend vorge
schlagen, daß man die Ventilglieder auch als Kolben einsetzen
kann, um in der Nachdrückphase Kunststoffmasse in die Formhohl
räume nachzudrücken. Diese Vorgehensweise wird jedoch ausdrück
lich als ineffektiv bezeichnet, weil der Stellweg der Ventil
glieder nur sehr gering ist und am Ende des Stellweges das Ven
til verschlossen ist, so daß ein weiteres Nachdrücken nicht
möglich ist.
Aus der US-Z-"PROCEEDINGS OF ANNUAL TECHNICAL MEETING OF THE
SOCIETY OF PLASTICS ENGINEERS", Vol. 56, Seiten 414-418 (1998)
ist eine weitere Beschreibung der vorstehend bereits erläuter
ten Spritzgießmaschine bekannt. Ergänzend ist dabei beschrie
ben, daß sich die Kegelventile auch im Bereich eines Zuführ
kanals befinden können, der zu diesem Zweck einen kegelförmigen
Übergang aufweist, an den ein kegeliges Ventilglied anlegbar
ist. Auch in diesem Falle sind Drucksensoren stromaufwärts und
stromabwärts des Ventils vorgesehen und der Regelungsvorgang
ist der gleiche wie bereits beschrieben.
Noch eine weitere Beschreibung der vorstehend bereits erwähnten
Spritzgießmaschine findet sich auf der Website
www.dynisco.com/hotrun/hotrun-techarticles-dynamic feed.stm (in
der Ausgabe vom 05.05.99, 13.07 Uhr). Dort ist ergänzend be
schrieben, daß man bei langgestreckten Formhohlräumen eine
Vielzahl von räumlich verteilten Zuführöffnungen mit ent
sprechend vielen Kanälen vorsehen kann, wobei in den Kanälen
jeweils Verschlußelemente in Form der bereits erwähnten Ventile
vorgesehen sein können. Auf diese Weise kann man durch sequen
tielles Öffnen der Ventile erreichen, daß jeweils weitere
Kunststoffmasse synchron mit der fortschreitenden Flußfront der
Kunststoffmasse im Formhohlraum zugeführt wird.
Aus der FR-A-2 141 453 ist ein Werkzeug für eine Spritzgieß
maschine mit mehreren Formhohlräumen bekannt. Bei einem be
schriebenen Ausführungsbeispiel werden mehrere, untereinander
gleiche Formhohlräume sternförmig von einem zentralen Zuführ
kanal versorgt. Die einzelnen Kanäle verjüngen sich im Über
gangsbereich zum Formhohlraum. Jedem dieser Bereiche ist eine
Kolben-Zylinder-Einheit zugeordnet, mit der in jedem einzelnen
Formhohlraum ein Nachdrückvorgang ausgeübt werden kann.
Bei einer weiteren, aus der DE 195 46 875 bekannten Spritzgieß
maschine wird ein sogenanntes Mehrfachwerkzeug verwendet, d. h.
ein Werkzeug, in dem sich eine Mehrzahl von Formhohlräumen be
findet, um in einem einzigen Einspritzzyklus eine entsprechende
Vielzahl von Kunststoffartikeln herstellen zu können.
Die bekannte Spritzgießmaschine ist mit einem Anschluß für
einen Plastifizierzylinder versehen. Von dem Anschluß führt ein
internes Kanalsystem in einer ersten Hälfte des Werkzeugs über
einzelne Ventile zu den Formhohlräumen. Mittels eines Steuer
anschlusses können die Ventile individuell betätigt werden,
beispielsweise über eine Multiplex-Schaltung. Die Ventile kön
nen wahlweise jeweils einzeln oder auch in Gruppen schaltbar
sein. Auf diese Weise ist es möglich, die Zufuhr von flüssiger
Kunststoffschmelze in bestimmte Formhohlräume durch Betätigen
der Ventile zu stoppen. Dies ist dann sinnvoll, wenn während
eines Zyklus nur eine bestimmte Anzahl von Kunststoffartikeln
hergestellt werden soll, die kleiner ist als die Anzahl der zur
Verfügung stehenden Formhohlräume. Ferner kann es geschehen,
daß in einzelnen Formhohlräumen des Werkzeugs Fehlfunktionen
auftreten, beispielsweise dadurch, daß bestimmte Formhohlräume
beschädigt werden oder daß in bestimmten Formhohlräumen herge
stellte Kunststoffartikel beim Auswerfen nicht ausgeworfen wer
den sondern sich im Formhohlraum verklemmen. In diesen Fällen
ist es sinnvoll, für darauffolgende Einspritzvorgänge diese
fehlerbehafteten Formhohlräume abzuschalten und nur noch mit
den übrigen Formhohlräumen weiterzuarbeiten.
Für den letztgenannten Fall ist es aus der DE 30 30 263 C2 auch
bekannt, manuell Ventile zu betätigen, die sich in Zuführ
kanälen für einzelne Formhohlräume eines Mehrfachwerkzeugs be
finden.
Es ist bei Spritzgießmaschinen ferner bekannt, am Ende eines
Einspritzzyklus eine Drucksteuerung vorzunehmen. Dies bedeutet,
daß man auf die im Werkzeug und in den Zuführkanälen befind
liche Kunststoffmasse einen vorbestimmten Druck ausübt. Im all
gemeinen wird dabei auf die Kunststoffmasse ein Überdruck aus
geübt (sogenanntes "Nachdrücken"). Es ist aber auch bekannt,
insbesondere in einer zweiten, an das Nachdrücken anschließen
den Phase einen Unterdruck in der Kunststoffmasse zu erzeugen
(sogenannter "Masserückzug").
Durch das Anlegen des Überdrucks wird bewirkt, daß zu der im
Formhohlraum des Werkzeugs abkühlenden und dabei schrumpfenden
Kunststoffmasse eine kleine Zusatzmenge aus dem Kanalsystem
nachgedrückt, d. h. das erforderliche Volumen im Formhohlraum
ergänzt wird. Durch das anschließende Anlegen eines Unterdrucks
wird hingegen bewirkt, daß die Kunststoffmasse in den Kanälen
zurückgezogen oder zumindest entlastet wird. Auf diese Weise
erreicht man, daß ein unkontrolliertes Austreten von Kunst
stoffmasse bei geöffnetem Werkzeug verhindert wird, insbesonde
re im Bereich der Trennebene zwischen den in diesem Augenblick
voneinander beabstandeten Werkzeughälften.
Aus der US 5 512 223 A ist eine Kunststoff-Spritzgießmaschine
mit örtlichem Nachdrücken bekannt. Bei dieser bekannten Maschi
ne verzweigt sich ein vom Einspritzzylinder kommender Zuführka
nal in einer Radialebene und führt dort seitlich zu axial ver
laufenden Kanälen, die wiederum zu Formhohlräumen führen. Die
bekannte Maschine ist mit mehreren axial wirkenden Kolben bzw.
Stiften verbunden. Ein erster Stift schiebt sich im axial ver
laufenden und zum Formhohlraum führenden Kanal vor den seitlich
ankommenden Zuführkanal und schiebt damit eine bestimmte Menge
an Kunststoffmasse vor sich her, die zum Nachdrücken im Form
hohlraum verwendet werden kann. Zum Formhohlraum führen daneben
noch zwei weitere axiale Kolben, die mittels geeigneter Platten
separat und nacheinander vorfahrbar sind. Im Ruhezustand befin
det sich einer dieser Kolben mit seiner Stirnseite bereits in
Flucht mit der Formhohlraumwandung, während ein weiterer, grö
ßerer Kolben im Ruhezustand etwas zurückgezogen ist, so daß er
vor seiner Stirnseite etwas Kunststoffmaterial speichert, das
dann nach dem Einspritzen wieder in den Formhohlraum geschoben
werden kann, bis auch die Stirnseite dieses Kolbens mit der
Formhohlraumwand fluchtet. Schließlich sind noch übliche Aus
werferstifte vorgesehen, die ebenfalls axial betätigbar sind.
Bei dieser bekannten Maschine kann also der Druck im Formhohl
raum durch drei verschiedene Kolben eingestellt werden, die zu
unterschiedlichen Zeiten vorfahren, um einen Nachdrückvorgang
im Hohlraum zu bewirken. Über einen Masserückzug ist dabei
ebenso wenig angegeben wie über eine Drucksteuerung in einem
zum Formhohlraum führenden Kanal.
Es ist ferner allgemein aus dem Stand der Technik der Spritz
gießmaschinen bekannt, dem Spritzzylinder ein Ventil nachzuord
nen, das in einer ersten Betriebsstellung den Spritzzylinder
mit einem seitlichen Vorratszylinder verbindet, in dem ein Kol
ben läuft. Die flüssige Kunststoffmasse wird dabei zunächst in
diesen seitlichen Vorratszylinder eingespritzt. Das Ventil wird
dann so umgeschaltet, daß der Spritzzylinder abgesperrt ist, so
daß darin sofort der nächste Spritzvorgang vorbereitet werden
kann. Gleichzeitig verbindet das Ventil den Vorratszylinder mit
dem zum Werkzeug führenden Kanal und der im Vorratszylinder be
findliche Kolben schiebt die im Vorratszylinder befindliche
flüssige Kunststoffmasse in das Werkzeug und damit in den Form
hohlraum. Es ist bekannt, dabei den Kolben im Vorratszylinder
zum Nachdrücken zu verwenden. Die Anordnung befindet sich dabei
aber außerhalb des Werkzeugs.
Es sind weiterhin Spritzgießmaschinen bekannt, bei denen unmit
telbar nach Abschluß des Einspritz- und Nachdrückvorganges ein
zentrales Verschlußelement im Verbindungskanal zwischen Spritz
zylinder und Werkzeug in seine Schließstellung gebracht wird.
Die vorausgegangene Drucksteuerung bezieht sich dann auf das
gesamte Volumen, das sich zwischen dem Spritzzylinder und den
Übergangsöffnungen zwischen den Zuführkanälen und den Formhohl
räumen befindet. Der Nachdrückvorgang wird nämlich in diesem
Fall ausschließlich durch ein weiteres Vorfahren der Plastifi
zierschnecke im Spritzzylinder erreicht. Das Volumen umfaßt da
bei das gesamte Kanalsystem zwischen Spritzzylinder und Form
hohlräumen.
Dieses Kanalsystem ist bei modernen Spritzgießmaschinen als so
genanntes "Manifold", d. h. als geheiztes Verteilersystem, aus
gebildet. Dieses Verteilersystem kann in mehreren Ebenen arbei
ten, indem zunächst erste Kanäle zu Verzweigungspunkten führen,
von denen dann jeweils zweite Kanäle zu Formhohlräumen oder zu
weiteren Verzweigungspunkten führen usw.
Insbesondere bei großen Werkzeugen bilden die genannten Kanäle
bzw. Kanalabschnitte ein relativ großes Volumen, so daß eine
präzise Drucksteuerung nicht in jedem Falle möglich ist. Insbe
sondere ist eine individuelle Regelung des Kunststoffflusses,
des Drucks und der Geschwindigkeit in den unterschiedlichen Be
reichen des Werkzeugs nicht möglich.
Dies wirkt sich insbesondere dann nachteilig aus, wenn das
Werkzeug unterschiedlich gestaltete Formhohlräume enthält, ins
besondere Formhohlräume mit sehr unterschiedlichen Abmessungen
und/oder sehr unterschiedlichem Volumen. Wenn man in diesem
Fall den Einspritzvorgang z. B. auf den großen Formhohlraum aus
legt, kann es geschehen, daß die Kunststoffmasse im kleinen
Formhohlraum überdrückt wird, während im umgekehrten Fall dann,
wenn der Einspritzvorgang auf den kleinen Formhohlraum hin aus
gelegt wird, die Kunststoffeinspritzung im großen Hohlraum un
zureichend sein kann. In der Praxis arbeitet man in derartigen
Fällen daher mit Kompromißlösungen, die unbefriedigend sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgieß
maschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden,
daß diese Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll der
Einspritzvorgang bei komplexen Werkzeugen optimiert und dabei
die Drucksteuerung, und zwar vorzugsweise sowohl im Bereich des
Nachdrückens wie auch im Bereich des Masserückzuges, noch prä
ziser und individueller ausgeführt werden können.
Bei einer Spritzgießmaschine der eingangs genannten Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in mindestens
einem der Kanäle stromabwärts des Verschlußelementes eine
Drucksteuerung zum Einstellen des Drucks in einem in dem Kanal
befindlichen Kunststoffmaterial vorgesehen ist.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Auf
gabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in mindestens einem
der Kanäle der Druck in einem in dem mindestens einen Kanal be
findlichen Kunststoffmaterial eingestellt wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Wei
se vollkommen gelöst.
Durch die genannten Maßnahmen ist es nämlich erstmals möglich,
in einem Werkzeug mit unterschiedlichen Kanälen und/oder Form
hohlräumen eine individuelle Anpassung von Kunststofffluß und
Druck vorzunehmen, und zwar sowohl während des Einspritzvorgan
ges wie auch während der nachfolgenden Drucksteuerung, sei es
nur in Gestalt eines Nachdrückens und/oder auch in Gestalt ei
nes Masserückzuges. Damit lassen sich Mehrfachwerkzeuge mit un
terschiedlich gestalteten Formhohlräumen in optimaler Weise
einsetzen, weil für jeden Formhohlraum und jedes Kanalsystem
die jeweils optimalen Bedingungen individuell eingestellt wer
den können.
Die Erfindung hat insbesondere den Vorteil, daß sowohl ein ge
naues, gesteuertes Nachdrücken der Kunststoffmasse zur Kompen
sation des beim Abkühlen auftretenden Schwundes möglich ist,
wie auch ein Masserückzug gegen Ende des Einspritzzyklus, durch
den ein unkontrolliertes Austreten von Kunststoffmasse aus dem
Heißkanal verhindert wird. Außerdem kann unmittelbar nach dem
Beendigen des Einspritzens wieder plastifiziert werden, da der
Nachdruck nicht über die Schnecke ausgeübt wird. Der Masserück
zug kann unabhängig von dem Plastifiziervorgang zu jeder Zeit
nach Abschluß des Nachdrückens ausgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Spritzgießmaschine und ebenso das erfin
dungsgemäße Verfahren unterscheiden sich damit erheblich vom
eingangs abgehandelten Stand der Technik.
Bei der in der US-Z-"POLYMER ENGINEERING . . ." geschilderten
Vorgehensweise wird nämlich auf halbem Wege stehengeblieben,
weil zwar erkannt wurde, daß eine individuelle Steuerung des
Flusses des Kunststoffmaterials vor den einzelnen Formhohl
räumen zweckmäßig ist, andererseits ergibt sich trotz des sehr
komplizierten Regelalgorithmus eine kaum beherrschbare
Situation, weil durch das stetige Öffnen oder Schließen des Ke
gelventils nur eine Beeinflussung des Kunststoffflusses ein
tritt. Ein Verstellen des Kegelventils verändert dabei gleich
zeitig mehrere Parameter, nämlich die Druckverhältnisse und da
mit über die Druckdifferenz auch die sogenannte "Scherung" des
Kunststoffflusses, darüber hinaus aber auch die Temperatur. Da
mit ist ein gezieltes Regeln nicht möglich. Darüber hinaus hat
dieses bekannte System, verglichen mit der vorliegenden Er
findung, den Nachteil, daß die Verbindung zum Plastifizier
zylinder stets offenbleibt, so daß ein neuer Plastifiziervor
gang erst dann eingeleitet werden kann, wenn die Kegelventile
ihre geschlossene Endstellung erreicht haben. Dann ist jedoch
ein Nachdrücken nicht mehr möglich, weil die Ventile vollkommen
geschlossen sind. Ein geregeltes Nachdrücken mittels der dann
als Kolben wirkenden Ventile ist zwar bei der bekannten Spritz
gießmaschine angedeutet, in der Praxis aber nicht ausführbar.
Dies liegt daran, daß infolge des konstant hohen Systemdrucks
stromaufwärts der Kegelventile (bei offener Verbindung zum
Plastifizierzylinder) ein "Nachdrücken" mittels der Ventil
körper nicht möglich ist. Solange nämlich die Ventilkörper noch
von dem komplementären Ventilsitz abgehoben sind, kann ohnehin
Kunststoffmasse über den dann noch bestehenden Ringspalt infol
ge des hohen Systemdrucks nachströmen. Auch hier gilt also, daß
die stetige Verstellbarkeit der Kegelventile sich als nachtei
lig erweist, weil während der Verstellung der Kegelventile
keine definierten Verhältnisse eingestellt werden können.
Nun ist zwar ergänzend aus der FR-A-2 141 453 bekannt, bei
einem Mehrfachwerkzeug jedem einzelnen Formhohlraum eine Nach
drückeinheit zuzuordnen, auch diese vorgeschlagene Vorgehens
weise bleibt jedoch, verglichen mit der vorliegenden Erfindung,
auf halbem Wege stehen. Bei dieser bekannten Spritzgießmaschine
bleibt nämlich ebenfalls die Verbindung zum zentralen Zuführ
kanal und damit zum hohen Betriebsdruck des Plastifizier
zylinders, erhalten. Solange sich also die Nachdrückkolben aus
ihrer Ruhestellung in den Kanalabschnitt hinein bewegen, der
zum Formhohlraum führt, strömt ohnehin noch Kunststoffmaterial
über das Kanalsystem nach. Infolge der kegeligen Ausbildung des
Kanalabschnitts tritt dabei dann eine ähnliche Wirkung ein wie
beim vorstehend beschriebenen System mit Kegelventilen, weil
über eine gewisse Wegstrecke hinweg eine Regelventil-
Charakteristik mit kontinuierlich verstellenden Eigenschaften
vorliegt. Darüber hinaus sind bei dieser bekannten Spritzgieß
maschine alle Formhohlräume gleich, so daß davon auszugehen
ist, daß auch alle Kolben-Zylinder-Nachdrückeinheiten in
gleicher Weise betätigt werden.
Demgegenüber gestattet es die Erfindung erstmals, das gesamte
Kanalsystem im Werkzeug individuell zu verschließen, sei es
insgesamt, d. h. unmittelbar stromabwärts der Plastifizierstrec
ke, sei es an ausgewählten Verteilerpunkten des Kanalsystems
oder in einzelnen Kanalabschnitten. Die hierzu verwendeten Ven
tile sind vorzugsweise Schaltventile und keine Regelventile,
weil sie lediglich die Funktion von Verschlußelementen haben,
also nur zwischen den digitalen Zuständen "offen" und
"geschlossen" hin- und hergeschaltet werden können. Sobald das
Kanalsystem in der vorbestimmten Weise verschlossen wurde, ist
der Plastifizierzylinder abgetrennt und es kann sich sofort
eine neue Plastifizierphase anschließen, während noch im Werk
zeug die weiteren Verfahrensschritte des Nachdrückens und des
Masserückzuges ablaufen. Im Gegensatz zu den beiden vorstehend
nochmals erläuterten Spritzgießmaschinen des Standes der Tech
nik, aber auch im Gegensatz zu einer gedachten Kombination der
Merkmale dieser beiden Maschinen, ist es beim Erfindungsgegen
stand erstmals möglich, eine wirklich individuelle Drucksteue
rung in einzelnen Kanalabschnitten, insbesondere in einzelnen
Formhohlräumen durchzuführen. Diese Drucksteuerung ist erst da
durch möglich, daß zunächst individuell verschlossen wurde und
dann, je nach Einzelfall und je nach Zeitpunkt des Verfahrens,
der Druck in gewünschter Weise erhöht (Nachdrücken) bzw. ver
mindert (Masserückzug) werden kann.
Im Rahmen der Erfindung ist es insbesondere erstmals möglich,
im Werkzeug selbst einen "Masserückzug" vorzunehmen. Dies war
bislang nur mit Komponenten möglich, die sich außerhalb des
Werkzeugs, insbesondere im Bereich des Einspritzzylinders be
fanden.
Dies ist bei keiner der beiden vorstehend nochmals erörterten
Spritzgießmaschinen möglich und auch nicht bei einer Maschine,
die gedanklich die Merkmale beider bekannter Maschinen aufwei
sen würde.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung mit einem
mindestens zwei Werkzeughälften umfassenden Werkzeug, bei dem
ein Spritzzylinder mit Plastifizierschnecke an eine erste Werk
zeughälfte anschließbar ist, ist die Drucksteuerung in der er
sten Werkzeughälfte angeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das individuelle Absperren
und/oder die individuelle Drucksteuerung in der sogenannten
"heißen" Werkzeughälfte, nämlich in dem erwähnten Manifold,
stattfindet, wo die Kunststoffmasse beim Einspritzen besonders
niedrigviskos ist.
Bei einer noch weiteren Ausbildung dieser Ausführungsform ist
die Drucksteuerung von einer zweiten Werkzeughälfte her betä
tigbar.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Drucksteuerung völlig
unabhängig von der Spritzgießmaschine selbst eingestellt werden
kann, und zwar von der Seite des Werkzeugs, die vom Spritz
zylinder abgewandt ist. Man kann dabei jedes Drucksteuerelement
in hohem Maße spezifisch für jedes einzelne Werkzeug ausgestal
ten und ist nicht auf Elemente angewiesen, die sich ohnehin in
der Spritzgießmaschine befinden und nur zusammen mit dieser
einstellbar sind. Insbesondere ist eine gute Zugänglichkeit ge
währleistet.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
die Drucksteuerung als in mindestens einen der Kanäle volumen
verändernd ein- und/oder ausfahrbares Element, insbesondere als
erstes Schraubelement ausgebildet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine besonders einfache Be
tätigung der Drucksteuerung möglich ist, indem das Schraub
element um seine Achse verdreht wird.
Mit unterschiedlichen Drehrichtungen kann dabei ein Einfahren
bzw. ein Ausfahren des volumenverändernden Schraubelementes
erreicht werden, so daß durch schlichte Drehrichtungsumkehr
einmal ein Überdruck und zum anderen ein Unterdruck einstellbar
ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ferner bevorzugt, wenn das
erste Schraubelement mindestens eine im wesentlichen unrunde
Ausnehmung aufweist, wobei der Ausnehmung ein zur Ausnehmung
komplementäres Betätigungselement gegenübersteht.
Diese Maßnahme hat insbesondere dann, wenn wiederum zwei ein
ander gegenüberstehende Werkzeughälften verwendet werden, den
Vorteil, daß beim Schließen des Werkzeugs das Betätigungs
element selbsttätig in die Ausnehmung des Schraubzapfens
greift, so daß auf diese einfache Weise die Betätigung des
Schraubzapfens von der zweiten Werkzeughälfte her sicher
gestellt ist. Es ist jedoch auch eine Betätigung von anderer
Seite her möglich.
Bei dieser Variante ist ferner bevorzugt, wenn ein Verschluß
element im Bereich eines Verzweigungspunktes der Kanäle ange
ordnet und das erste Schraubelement als das Verschlußelement
umgebender hohler Schraubzylinder ausgebildet ist, der bei Be
tätigung in die vom Verzweigungspunkt abgehenden Kanäle ein
fährt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine gemeinsame Drucksteue
rung für sämtliche von dem Verzweigungspunkt abgehenden dritten
Kanäle möglich ist, sobald diese durch Betätigen des Verschluß
elementes vom Plastifizierzylinder abgeblockt sind, wie noch
erläutert werden wird. Ferner ergibt sich eine besonders platz
sparende und kompakte, nämlich koaxiale Bauweise.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, daß das erste
Schraubelement als Schraubzapfen ausgebildet ist, der bei Betä
tigung in einen Kanal einfährt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine Drucksteuerung für je
den einzelnen Kanal individuell möglich ist.
Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen ist das
Schraubelement mit einem selbsthemmenden Flachgewinde versehen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Schraubelement in jeder
Betätigungsstellung selbsthemmend verharrt und sich auch dann
nicht verstellt, wenn in axialer Richtung externer Druck ausge
übt wird. Insbesondere bei geöffnetem Werkzeug ändern die
Schraubelemente ihre eingenommene Stellung nicht.
Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen ist das
Schraubelement mit einem Gewinde versehen, dessen Steigungs
winkel so dimensioniert ist, daß das Schraubelement bei einer
Verdrehung von wesentlich weniger als 360° zwischen seinen
axialen Endstellungen einstellbar ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Schraubelemente für die
unterschiedlichen Funktionen koaxial zueinander angeordnet wer
den können, ohne daß dies größere konstruktive Probleme auf
wirft.
Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen sind die
Verschlußelemente einzelnen Kanälen zugeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein individuelles Absperren
einzelner Kanäle möglich ist, wie dies an sich im Stand der
Technik bekannt ist.
In diesem Falle ist jedoch besonders bevorzugt, wenn die ein
zelnen Kanäle zu einem gemeinsamen Formhohlraum führen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der gemeinsame Formhohlraum
durch unterschiedliche Ansteuerung der Verschlußelemente in den
einzelnen Kanälen individuell aus mehreren Zugangsöffnungen,
insbesondere unter zeitlicher Steuerung, ausgespritzt werden
kann.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die einzelnen Kanäle entlang
einer Ausbreitungsrichtung einer Flußfront eines Kunststoff
materials in den gemeinsamen Formhohlraum münden.
Es ist dann nämlich möglich, durch sequentielles Ansteuern der
einzelnen Kanäle einen kontinuierlichen Einspritzvorgang auch
in sehr langen und dünnen Formhohlräumen zu erreichen.
Wie bereits erwähnt wurde, ist besonders bevorzugt, wenn die
Verschlußelemente Verzweigungspunkten für Kanäle zugeordnet
sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß mit einem einzigen Ver
schlußelement gleich eine Vielzahl von Kanälen versperrt werden
kann, beispielsweise eine gesamte Kanalebene innerhalb eines
Kanalsystems in einem Manifold.
Bei einer weiteren Gruppen von Ausführungsbeispielen ist je
weils mindestes ein Verschlußelement einer Anzahl, vorzugsweise
einer Gruppen von Formhohlräumen zugeordnet.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Gruppen individuell
ausgespritzt werden können, insbesondere unter individueller
zeitlicher Steuerung.
Vorzugsweise wird davon dann Gebrauch gemacht, wenn die Form
hohlräume der einen Anzahl bzw. Gruppe in der Summe ihrer Volu
mina größer sind als die Formhohlräume der anderen Gruppe.
Diese Maßnahme ermöglicht es, bei Formhohlräumen unterschied
licher Gestalt eine unterschiedliche Ansteuerung vorzunehmen.
Weiterhin ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn mindestens ein
Verschlußelement stromaufwärts und/oder stromabwärts mit einem
Sensor zusammenwirkt, der eine physikalische Größe einer am
Verschlußelement vorbeiströmenden Kunststoffmasse erfaßt. Diese
physikalische Größe kann z. B. der Druck, die Geschwindigkeit,
die Temperatur oder eine Differenz oder ein Quotient dieser
physikalischen Größen sein, insbesondere die Druckdifferenz der
Kunststoffmasse über das Verschlußelement hinweg.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine individuelle Steuerung
des Flusses der Kunststoffmasse möglich ist, indem die genann
ten physikalischen Größen als Sollgrößen in einem Regelkreis
eingesetzt werden.
Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispiel mit einem
mindestens zwei Werkzeughälften umfassenden Werkzeug, bei dem
ein Spritzzylinder mit Plastifizierschnecke an eine erste Werk
zeughälfte anschließbar ist, ist mindestens eines der Ver
schlußelemente in der ersten Werkzeughälfte angeordnet.
Diese Maßnahme hat den bereits erwähnten Vorteil, daß die Ele
mente in der sogenannten "heißen" Werkzeughälfte angeordnet
sind, wo die Kunststoffmasse während des Einspritzvorganges be
sonders niedrigviskos ist.
Bevorzugt wird dieses Ausführungsbeispiel dadurch weitergebil
det, daß ein erster Kanal im Spritzzylinder die Plastifizier
schnecke mit einem zweiten Kanal der ersten Werkzeughälfte ver
bindet und der zweite Kanal an einem Verzweigungspunkt mit
einer Mehrzahl dritter Kanäle in Verbindung steht, die in eine
erste Vorderseite der ersten Werkzeughälfte münden, die einer
zweiten Vorderseite einer zweiten Werkzeughälfte gegenüber
steht, wobei ein Verschlußelement zwischen der Plastifizier
schnecke und den dritten Kanälen angeordnet ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß besonders kleine zu regeln
de Volumina beim Absperren und der anschließenden Drucksteue
rung entstehen.
In analoger Weise wie bereits oben für die Drucksteuerelemente
ausgeführt, können auch die Verschlußelemente von der zweiten
Werkzeughälfte her betätigbar und insbesondere als Schraub
elemente, vorzugsweise Schraubzapfen, mit den bereits erwähnten
konstruktiven Ausgestaltungen ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt ist schließlich eine Anordnung, bei der die
Plastifizierschnecke, der erste Kanal, der zweite Kanal, der
Verzweigungspunkt und das Verschlußelement, insbesondere ein
Schraubzapfen, in derselben Achse liegen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein besonders kompakter
Aufbau des Werkzeugs entsteht.
Bei bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfah
rens, bei dem die Verschlußelemente Verzweigungspunkten für Ka
näle zugeordnet sind, so daß jeweils mindestens ein Verschluß
element einer Anzahl, vorzugsweise einer Gruppe von Formhohl
räumen zugeordnet ist, werden einzelnen Anzahlen bzw. Gruppen
zugeordnete Verschlußelemente zeitlich nacheinander in ihre
Offenstellung gesteuert, derart, daß die Formhohlräume der An
zahlen bzw. Gruppen alternierend mit Kunststoffmaterial ausge
spritzt werden.
Es versteht sich dabei, daß in diesem Zusammenhang auch eine
Anzahl von größer als zwei gewählt werden kann. Die Folge der
Schritte kann daher nicht nur I, II, I, II . . . sein, sondern
bspw. auch I, II, III, I, II, III . . . usw., und es ist auch
denkbar, zunächst in I und II einzuspritzen und dann in I und
II auszustoßen. Insoweit sind alle denkbaren kombinatorischen
Vertauschungen möglich.
Gemäß einer ersten Variante dieses Ausführungsbeispiels sind
die Formhohlräume der einen Gruppe andersartig, insbesondere in
der Summe ihrer Volumina größer als die Formhohlräume der ande
ren Gruppe, wobei die der einen Gruppe zugeordneten Verschluß
elemente zeitlich vor den der anderen Gruppe zugeordneten Ver
schlußelementen in ihrer Offenstellung geschaltet werden.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Kunststoffartikel mit
größerem Volumen zuerst gespritzt werden, so daß die dort ein
gespritzte größere Kunststoffmasse eine längere Zeit zur Verfü
gung hat, um abzukühlen.
Bei einer zweiten Variante werden die Anzahlen bzw. Gruppen zy
klisch mit vorgegebener Zykluszeit angesteuert, wobei die Zy
klen der Anzahlen bzw. Gruppen zueinander zeitlich versetzt
sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn nach dem Einspritzen
der einen Gruppe zunächst die Kunststoffartikel der anderen
Gruppe aus deren vorausgegangenem Zyklus entformt werden, daß
dann die andere Gruppe eingespritzt wird und danach die zuvor
in der einen Gruppe gespritzten Kunststoffartikel aus dieser
entformt werden. Insbesondere wird nach dem Einspritzen der
einen Gruppe vor dem Entformen der Kunststoffartikel der ande
ren Gruppe zunächst der in die eine Gruppe eingespritzte Kunst
stoff druckbehandelt und in einem vorgegebenen Ausmaß abge
kühlt, ehe das Werkzeug zum Entformen der Kunststoffartikel der
anderen Gruppe geöffnet wird.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch ein definiertes zeit
liches Versetzen der Zyklen zweier oder mehrerer parallel be
aufschlagter Gruppen eine höhere Ausbringung erreicht wird,
weil die Abkühlzeit in der einen Gruppe bereits für das Ein
spritzen in der anderen Gruppe sowie für das Plastifizieren
zwischen den Einspritzvorgängen ausgenutzt werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der bei
gefügten Zeichung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil eines Ausfüh
rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spritzgieß
maschine, in einer ersten Betriebsstellung;
Fig. 2 die Spritzgießmaschine gemäß Fig. 1, jedoch in
einer zweiten Betriebsstellung;
Fig. 3a und 3b als Ausschnitt eine erste Variante zum Ausführungs
beispiel gemäß Fig. 1a, 1b;
Fig. 4a und 4b eine Darstellung, ähnlich Fig. 3a, 3b, jedoch für
eine weitere Variante der Erfindung;
Fig. 5 eine Darstellung, ähnlich Fig. 1, jedoch für ein ab
gewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 eine Ansicht in einer Radialebene, auf das Werkzeug
gemäß Fig. 1 und 2;
Fig. 7a bis 7e ein Zeitdiagramm zur Erläuterung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Spritz
gießvorganges;
Fig. 8 eine Seitenansicht, im Schnitt, durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs;
Fig. 9 in noch weiter vergrößertem Maßstab und im Schnitt
eine weitere Variante eines Werkzeugs.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch einen Teil einer Spritz
gießmaschine. Mit 10 ist dabei ein Spritzgießwerkzeug bezeich
net, das aus einer ersten Werkzeughälfte 12 und einer zweiten
Werkzeughälfte 14 besteht. Die erste Werkzeughälfte 12 ist auf
einer Werkzeugaufspannplatte 16 montiert. An der von der ersten
Werkzeughälfte 12 abgewandten Seite ist die Werkzeugaufspann
platte 16 mit einem Spritzzylinder 18 verbunden. Der Spritz
zylinder 18 weist ein konisches Mundstück 20 auf, das in einen
komplementären Aufnahmekonus 22 der Werkzeugaufspannplatte 16
eingeführt ist. Dabei stößt eine Stirnseite 24 des konischen
Mundstücks 20 auf eine zugeordnete radiale Fläche 26 der Werk
zeugaufspannplatte 16.
Im Spritzzylinder 18 befindet sich eine Plastifizierschnecke
28, die in Fig. 1a in der zurückgezogenen Stellung durchgezogen
und in der vorgerückten Stellung strichpunktiert mit 28' einge
zeichnet ist. Vom Bereich der Plastifizierschnecke 28 führt ein
erster Kanal 30 zum Übergang 24/26 zwischen Spritzzylinder 18
und Werkzeugaufspannplatte 16 bzw. erster Werkzeughälfte 12.
Der erste Kanal 30 setzt sich in der ersten Werkzeughälfte 12
in einem zweiten Kanal 32 fort. Die Plastifizierschnecke 28 und
die Kanäle 30, 32 definieren dabei eine gemeinsame Achse 34,
üblicherweise die Hauptachse des Spritzgießwerkzeugs 10.
Der zweite Kanal 32 geht in der ersten Werkzeughälfte 12 in ein
sogenanntes "Manifold" 36 über. Unter einem Manifold versteht
man ein Kanal-Verteilersystem, das üblicherweise bei modernen
Spritzgießwerkzeugen beheizt ist. Im dargestellten Ausführungs
beispiel besteht das Manifold 36 aus einer Vielzahl von dritten
Kanälen 38a, 38b . . ., die sich vom zweiten Kanal 32 zunächst in
einer Radialebene verzweigen (vgl. dazu weiter unten zu
Fig. 6), dann aber um 90° in eine axiale Richtung geleitet wer
den und schließlich mit Abschnitten 39a . . . in einer ersten
Vorderseite 40 der ersten Werkzeughälfte 12 ausmünden. Die er
ste Vorderseite 40 steht einer zweiten Vorderseite 42 der zwei
ten Werkzeughälfte 14 gegenüber. Fig. 1 zeigt den geöffneten
Zustand des Spritzgießwerkzeugs 10, in dem die Werkzeughälften
12, 14 bzw. deren Vorderseiten 40, 42 voneinander beabstandet
sind. Demgegenüber zeigt Fig. 2 den geschlossenen Zustand des
Spritzgießwerkzeugs 10.
In der zweiten Werkzeughälfte 14 befinden sich vierte Kanäle
44a . . ., von denen in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nur
einer dargestellt ist. Die vierten Kanäle 44a verlaufen in
axialer Richtung und fluchten mit den in die erste Vorderseite
40 ausmündenden Abschnitten der dritten Kanäle 38a, 38b . . . Die
vierten Kanäle 44a . . . führen in der zweiten Werkzeughälfte 14
zu Formhohlräumen, die in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber
nicht dargestellt sind.
In den vierten Kanälen 44a . . . können Kolben 46 laufen, die in
an sich bekannter Weise dazu dienen, um am Ende des Einspritz
vorganges die Kunststoffmasse im Übergang von den vierten Kanä
len 44a . . . zu den Formhohlräumen abzuscheren und/oder inner
halb der vierten Kanäle 44a . . . eine Drucksteuerung für die
dort befindliche Kunststoffmasse auszuführen. Derartige Kolben
anordnungen, die in der Fachwelt auch als "counter valve gate"
bezeichnet werden, sind z. B. in der DE-A-196 17 768 beschrie
ben, auf die für weitere Einzelheiten verwiesen werden darf.
Bei bestimmten Spritzgießmaschinen des Standes der Technik war
im ersten Kanal 30 ein Ventil vorgesehen. Dieses Ventil war
Bestandteil des Spritzzylinders und daher auch von diesem her
betätigbar.
Das Ventil hatte die Funktion, den ersten Kanal sogleich dann
zu verschließen, wenn die Plastifizierschnecke durch kurzes
Vorfahren einen "Schuß" Kunststoffmasse abgegeben hatte, und
zwar über den ersten Kanal durch das zu diesem Zeitpunkt offene
Ventil. Eine Drucksteuerung in dem vom Kanal 30 abgehenden Ka
nalsystem war dabei zwar möglich, jedoch nur in sehr grober
Form, nämlich dadurch, daß die Plastifizierschnecke kurz vorge
fahren wurde. Das Ventil mußte dann wieder verschlossen werden,
damit im Spritzzylinder die Kunststoffmasse für den nächsten
Schuß plastifiziert werden konnte. Ein anschließender Masse
rückzug durch Rückzug der Plastifizierschnecke war daher nicht
möglich, weil das Ventil bereits geschlossen war.
Erfindungsgemäß kann nun auf dieses Ventil verzichtet werden.
Die Funktion eines Verschlußelementes wird erfindungsgemäß in
den Bereich der ersten Werkzeughälfte 12 verlagert. Bei dem in
Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ver
schlußelement 50 in axialer Verlängerung des zweiten Kanals 32
vorgesehen. Das Verschlußelement 50 umfaßt im wesentlichen
einen Schraubzapfen 52, der mindestens abschnittsweise mit
einem Gewinde 54 versehen ist. Das Gewinde 54 ist vorzugsweise
ein selbsthemmendes Flachgewinde. Das Gewinde 54 läuft in einem
Gegengewinde 56 der ersten Werkzeughälfte 12.
Der Schraubzapfen 52 ist an seinem in Fig. 1 oberen Ende mit
einer Spitze 58 versehen, die als Ventilglied wirkt. Die Spitze
58 steht einem ersten Verzweigungspunkt 60 zwischen dem zweiten
Kanal 32 und den davon abgehenden dritten Kanälen 38a, 38b . . .
gegenüber. Der Verzweigungspunkt 60 wirkt dabei als Ventilsitz.
An dem in Fig. 1 unteren Ende ist der Schraubzapfen 52 mit
einer unrunden Ausnehmung 62 versehen. Der Ausnehmung 62 bzw.
dem Verschlußelement 50 als Ganzes steht in der zweiten Werk
zeughälfte 14 ein Betätigungselement 64 gegenüber. Das Betäti
gungselement 64 umfaßt im wesentlichen einen Drehstab 66, der
an seinem in Fig. 1 oberen Ende mit einem Vorsprung 68 versehen
ist. Der Vorsprung 68 ist in seiner Formgebung komplementär zur
unrunden Ausnehmung 62 im Schraubzapfen 52 ausgebildet.
Wenn die Werkzeughälften 12, 14 beim Schließvorgang des Spritz
gießwerkzeugs 10 zusammengeführt werden, wie in Fig. 1 mit
einem Pfeil 70 angedeutet, greift der Vorsprung 68 des Dreh
stabes 66 formschlüssig in die unrunde Ausnehmung 62 des
Schraubzapfens 52.
Von der zweiten Werkzeughälfte 14 her kann nun der Drehstab 66
um die Achse 34 verdreht werden. Dies bewirkt, daß der Schraub
zapfen 52 in axialer Richtung nach oben verfahren wird, bis
seine Spitze 58 in Anlage an den ersten Verzweigungspunkt 60
kommt. Diese Situation ist in Fig. 2 dargestellt, wo die Be
zugszeichen aller gegenüber Fig. 1 bewegten Elemente mit einem
Apostroph versehen sind.
Man erkennt, daß der Schraubzapfen 52' den zweiten Kanal 32
nach unten hin, d. h. zur zweiten Werkzeughälfte 14' hin, dicht
verschließt, also die dritten Kanäle 38a, 38b . . . nach oben hin
geblockt sind. Das für eine nachfolgende Drucksteuerung zu be
aufschlagende Volumen ist damit gegenüber dem Stand der Technik
deutlich vermindert, weil das Volumen des ersten Kanals 30
(teilweise) sowie des zweiten Kanals 32 jetzt nicht mehr durch
die Drucksteuerung beaufschlagt werden. Diese bezieht sich
vielmehr nur noch auf den Bereich stromabwärts des Verschluß
elementes 50, d. h. auf die dritten Kanäle 38a, 38b . . . sowie
die vierten Kanäle 44a . . .
Die Fig. 3a und 3b zeigen im Ausschnitt eine Variante zum
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2; übereinstimmende
Elemente sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Bei der Variante gemäß Fig. 3a, 3b ist zusätzlich eine insge
samt mit 72 angedeutete Drucksteuereinrichtung vorgesehen. Die
Drucksteuereinrichtung 72 umfaßt einen hohlen Schraubzylinder
74, der konzentrisch zum Schraubzapfen 52 angeordnet ist. Der
Schraubzylinder 74 ist außen mit einem Gewinde, vorzugsweise
ebenfalls einem selbsthemmenden Flachgewinde 76, versehen. Das
Gewinde 76 läuft in einem Gegengewinde 78 der ersten Werkzeug
hälfte 12.
Der Schraubzylinder 74 ist an seiner in Fig. 3a unteren Seite
mit Ausnehmungen 80a, 80b . . . versehen, die in der ersten Vor
derseite 40 der ersten Werkzeughälfte 12 liegen.
Dem Schraubzylinder 74 steht in der zweiten Werkzeughälfte 14
eine Betätigungseinrichtung 82 gegenüber. Die Betätigungs
einrichtung 82 umfaßt einen Hohlzylinder 74. Der Hohlzylinder
74 ist an seinem in Fig. 3a oberen Ende mit Vorsprüngen 86a,
86b . . . versehen. Diese Vorsprünge 86a, 86b . . . sind komplemen
tär zu den Ausnehmungen 80a, 80b . . . ausgebildet.
Wie man aus Fig. 3b erkennt, wo wiederum die Schließstellung
des Spritzgießwerkzeugs 10' dargestellt ist, greifen die Vor
sprünge 86a, 86b . . . beim Schließen des Spritzgießwerkzeugs 10
(Pfeil 70 in Fig. 3a) in die zugehörigen Ausnehmungen 80a, 80b
des Schraubzylinders 74. Verdreht man nun den Hohlzylinder
84' (Fig. 3), so wandert der Schraubzylinder 74' nach oben
(Fig. 3b) oder auch nach unten (nicht dargestellt).
Durch das Ein- bzw. Ausfahren des Schraubzylinders 74' wird das
effektive Volumen in den dritten Kanälen 38a, 38b . . . vermin
dert oder vergrößert. Im erstgenannten Fall wird somit ein
Überdruck, im zweiten Fall ein Unterdruck eingestellt. Der
Überdruck dient zum sogenannten Nachdrücken der Kunststoffmasse
in den Formhohlraum hinein, um dadurch die bei der Abkühlung
des Kunststoffmaterials eintretende Schrumpfung zu kompen
sieren. Das Einstellen des Unterdrucks hingegen bewirkt einen
Masserückzug der Kunststoffmasse, so daß diese nicht mehr
unkontrolliert aus dem Werkzeug austreten kann, wenn dieses
beim Abschluß des Einspritzzyklus wieder geöffnet wird.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3a, 3b bewirkt die konzen
trische Anordnung des Schraubzylinders 74 um den Schraubzapfen
52 herum, daß alle dritten Kanäle 38a, 38b . . ., die radial vom
zweiten Kanal 32 abgehen und die insgesamt durch den nach oben
verfahrenen Schraubzapfen 52 geblockt sind, in ihrem Volumen
gleichermaßen beeinflußt werden, wenn sich der Schraubzylinder
74 dreht. Auf diese Weise wird somit eine Drucksteuerung ge
meinsam für alle dritten Kanäle 38a, 38b . . . ausgeübt.
Im Gegensatz dazu zeigen die Fig. 4a und 4b eine Alternative
zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3a und 3b, bei der es
möglich ist, eine individuelle Drucksteuerung in den einzelnen
dritten Kanälen 38a, 38b . . . vorzunehmen.
Zu diesem Zweck ist einzelnen dritten Kanälen 38a, 38b . . . je
weils ein individueller Schraubzapfen 90 mit Flachgewinde 92
zugeordnet, das jeweils in einem Gegengewinde 94 läuft, wie im
Prinzip bereits beschrieben. Die Schraubzapfen 90 sind an ihrer
Unterseite wiederum mit unrunden Ausnehmungen 96 versehen. In
der zweiten Werkzeughälfte 14 befindet sich für jeden Schraub
zapfen 90 ein Betätigungselement 98, umfassend einen Drehstab
100 mit oberem Vorsprung 102.
Wenn das Spritzgießwerkzeug 10' geschlossen wird (Fig. 4b),
kann man somit durch individuelles Verdrehen der einzelnen
Drehstäbe 100' die Schraubzapfen 90' ebenso individuell ver
stellen und damit für jeden einzelnen dritten Kanal 38a den
darin herrschenden Druck individuell erhöhen oder vermindern.
Fig. 5 zeigt eine Variante der Abbildung gemäß Fig. 1, bei der
die an sich gleichen, jedoch anders positionierten Elemente mit
denselben Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 1 und Fig. 4a,
4b, jedoch mit einem Sternchen gekennzeichnet sind.
Bei der Variante gemäß Fig. 5 wird nur der dritte Kanal 38a
bzw. dessen abgewinkelter Abschnitt 39a individuell verschließ
bar und/oder drucksteuerbar ausgebildet.
Zu diesem Zweck ist ein Verschlußelement 50* oberhalb des Knies
zwischen dem dritten Kanal 38a und dem Abschnitt 39a angeord
net, das im wesentlichen einen Schraubzapfen 52* umfaßt. Dieser
Schraubzapfen 52* kann, wie strichpunktiert eingezeichnet, in
das erwähnte Knie einfahren und damit den Kanal 38a/39a ver
sperren, und zwar nur diesen individuell.
Weiterhin ist eine Drucksteuereinrichtung 88* vorgesehen, die
seitlich neben dem Abschnitt 39a angeordnet ist. Ein Schraub
zapfen 90* kann in Fig. 5 von links in den Abschnitt 39a ein-
bzw. aus diesem auch herausgefahren werden, so daß in der be
reits beschriebenen Weise eine Drucksteuerung möglich ist, und
zwar wiederum individuell nur für den Kanal 38a/39a.
Fig. 6 zeigt schließlich eine äußerst schematisierte Ansicht
auf das Kanalsystem in einer Radialebene.
Wie man leicht erkennt, gehen die dritten Kanäle 38a, 38b, 38c,
38d vom zweiten Kanal 32 am Verzweigungspunkt 60 in einer Ra
dialebene ab, die als erste Verteilerebene 104 definiert werden
kann. Die dritten Kanäle 38a, 38b, 38c, 38d führen wiederum zu
zweiten Verzweigungspunkten 106, von denen in einer zweiten
Verteilerebene 108 fünfte Kanäle 110 abgehen. Diese wiederum
können zu dritten Verzweigungspunkten 112 führen, um eine drit
te Verteilerebene 114 mit sechsten Kanälen 116 zu bilden usw.
Es versteht sich nun im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß
die Verschlußelemente 50 an Verzweigungspunkten 60, 106, 112
beliebiger Verteilerebenen 104, 108, 114 angeordnet sein können
oder auch an einzelnen Kanälen. Entsprechendes gilt für die
Drucksteuereinrichtungen 72, 88, die ebenfalls an beliebigen
Punkten des Kanalsystems gemäß Fig. 6 angeordnet werden können.
Fig. 7 zeigt in fünf Einzeldarstellungen a) bis e) ein Zeit
diagramm für zyklisch ablaufende Einspritzvorgänge gemäß der
vorliegenden Erfindung.
Mit W ist dabei in Fig. 7a) der Zustand des Werkzeugs und mit S
in Fig. 7b) der Zustand der Plastifizierschnecke bezeichnet. I
und II in Fig. 7c) und Fig. 7d) kennzeichnen zwei Anzahlen bzw.
Gruppen von Formhohlräumen in demselben Werkzeug. Unter
"Anzahl" kann dabei auch lediglich ein derartiger Formhohlraum
verstanden werden, während "Gruppe" eine Mehrzahl derartiger
Formhohlräume bezeichnet. Im folgenden soll der Einfachheit
halber nur von "Gruppe" gesprochen werden, auch wenn eine sol
che "Gruppe", wie erwähnt, nur aus einem Formhohlraum bestehen
kann.
Schließlich ist unten in Fig. 7e) noch die Zykluszeit T einge
tragen.
Ein Zyklus eines Einspritzvorganges beginne zum Zeitpunkt t0.
Das Werkzeug W befindet sich zu diesem Zeitpunkt und über die
sen Zeitpunkt hinaus im geschlossenen Zustand, wie mit einer
Schließzeit tg angedeutet. Zum Zeitpunkt t0 beginnt in der
Gruppe I ein Einspritzvorgang, für den eine Zeit ti benötigt
wird. Zum Zeitpunkt t1 ist der Einspritzvorgang abgeschlossen.
Die Gruppe I wird nun durch Betätigen zugeordneter Verschluß
elemente abgesperrt. Während einer Haltezeit th schließt sich
nun der Vorgang des Nachdrückens bzw. des Masserückzuges an,
während gleichzeitig in der Plastifizierschnecke S ein neuer
Plastifiziervorgang beginnt, der eine Zeit tp einnimmt.
In der Gruppe I schließt sich an die Haltezeit th eine erste
Abkühlzeit tc an. Diese Zeit tc ist so bemessen, daß nach deren
Ablauf die Kunststoffartikel zwar noch nicht so weit abgekühlt
sind, daß sie ausgeworfen bzw. entnommen werden könnten, die
Kunststoffartikel sind jedoch so weit abgekühlt, daß man das
Werkzeug öffnen kann. Dies ist zum Zeitpunkt t2 der Fall. Wäh
rend einer Zeit ta geht das Werkzeug W nun auf. Wenn das Werk
zeug W offen ist, was während einer Zeit to der Fall ist, kön
nen die im vorausgegangenen Zyklus in der Gruppe II gespritzten
Kunststoffartikel entnommen werden, wofür von t3 bis t4 eine
Zeit te benötigt wird. Wenn alle Kunststoffartikel zum Zeit
punkt t4 aus der Gruppe II entnommen sind, kann das Werkzeug W
wieder schließen, wofür eine Zeit tz benötigt wird. Wenn das
Werkzeug W geschlossen ist, nämlich zum Zeitpunkt t5, beginnt
ein Einspritzvorgang in der Gruppe II, wobei zum Zeitpunkt t5
der Plastifiziervorgang in der Schnecke S abgeschlossen worden
war. In der Gruppe II schließt sich nun von t5 nach t6 bis t7
der gleiche Vorgang des Einspritzens (ti), Haltens (th) und
vorläufigen Abkühlens (tc) an, wie zuvor für Gruppe I beschrie
ben. Zugleich beginnt zum Zeitpunkt t6 erneut ein Plastifizier
vorgang in der Schnecke S, weil die Formhohlräume der Gruppe II
ab dem Zeitpunkt t6 wieder individuell abgesperrt worden sind.
Zum Zeitpunkt t7 wird das Werkzeug W geöffnet (ta), woraufhin
dann die zwischen t0 und t2 hergestellten Kunststoffartikel der
Gruppe I entnommen werden können (te), was von t8 bis t9 dauert.
Während dessen dauert der Plastifiziervorgang in der Schnecke S
noch an. Dies ist bis zum Zeitpunkt t10 der Fall, wenn das
Werkzeug W seinen Schließvorgang (tz) beendet hat. Das System
ist nun wieder am Ausgangspunkt (t0) angelangt, die Zykluszeit
T ist abgelaufen. Ab t10 laufen dann wieder die gleichen Vor
gänge ab wie ab dem Zeitpunkt t0.
Durch die in Fig. 7 veranschaulichte Vorgehensweise ist eine
bessere Auslastung des Werkzeugs möglich. Der zeitbestimmende
Faktor ist nämlich unter anderem die Abkühlzeit für die Kunst
stoffartikel. Die gesamte Abkühlzeit der einen Gruppe kann nun
in einer anderen Gruppe bereits ausgenutzt werden, weil die
Kunststoffartikel der unterschiedlichen Gruppe jeweils in zeit
licher Überschneidung, d. h. bei zwei derartigen Gruppen alter
nierend, hergestellt werden. Zudem ergibt sich ein günstiger
Zeitverlauf für die Plastifizierungsintervalle tp, die jeweils
optimal früh einsetzen, so daß auch die Schnecke S zum jeweils
erforderlichen Zeitpunkt wieder schußbereit ist.
In Fig. 7 wurde lediglich ein Ausführungsbeispiel mit zwei
Gruppen I und II dargestellt. Selbstverständlich können auch
mehrere Gruppen I, II, III jeweils nacheinander vorgesehen
sein, wobei die in Fig. 7 dargestellte Schrittfolge entspre
chend kombinatorisch zu erweitern ist. Alternativ ist auch
denkbar, daß zunächst in zwei Gruppen eingespritzt und erst
dann in diesen beiden Gruppen ausgestoßen wird, wobei auch hier
wiederum zunächst in zwei ersten Gruppen eingespritzt, dann in
zwei anderen Gruppen eingespritzt, dann in den zwei ersten
Gruppen ausgestoßen und in den zwei anderen Gruppen ausgestoßen
wird usw. Insoweit sind alle kombinatorischen Möglichkeiten
denkbar.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Variante ist ein Werkzeug bei
120 angedeutet. Ein Formhohlraum 122 hat eine langgestreckte
Gestalt. Bei derartigen Formhohlräumen 122 ist es oftmals
schwierig, ein gutes Ergebnis zu erzielen, weil dann, wenn man
den Kunststoff nur an einem Punkt einspritzt, dieser Kunststoff
auf dem Wege durch den sehr langgestreckten Formhohlraum 122
abkühlt. Zwar ist es bekannt, derartig große oder langgestreck
te Formhohlräume 122 gleichzeitig durch mehrere Öffnungen aus
zuspritzen, es entstehen dann aber Nahtstellen an den aufeinan
dertreffenden Flußfronten.
In Fig. 8 ist an einem linken Ende 124 ein erster Zuführkanal
126a angedeutet, in dem sich ein Ventil bzw. Verschlußelement
128a befindet, beispielsweise in Form einer Nadeldüse. Dieses
Verschlußelement 128a kann individuell angesteuert werden, wie
mit einem Steuereingang 130a angedeutet. Auch kann an dieser
Stelle eine individuelle Drucksteuerung in einer der bereits
beschriebenen Weisen vorgesehen werden, beispielsweise gemäß
Fig. 4a, 4b oder Fig. 5. Der entsprechende Zugang zum Formhohl
raum 122 ist in Fig. 8 gesamthaft mit A bezeichnet. Entspre
chende weitere Zugänge B, C und D mit Zuführkanälen 126b, 126c,
126d, Verschlußelementen 128b, 128c, 128d und Steuereingängen
130b, 130c, 130d sind in Fig. 8 entlang der Länge des Formhohl
raums 122 vorgesehen. Das Rastermaß zwischen zwei derartigen
Zugängen A, B, C, D ist mit x bezeichnet.
Der Einspritzvorgang beginnt dadurch, daß zunächst nur über den
Zugang A Kunststoff 132 eingespritzt wird. Dadurch bildet sich
eine Flußfront 134, die in Fig. 8 von links nach rechts, d. h.
von A nach D, fortschreitet. Durch zeitlich sequentielle An
steuerung der Eingänge 130a bis 130d kann nun bewirkt werden,
daß die Zugänge A, B, C, D . . . nacheinander aktiviert werden,
und zwar jeweils dann, wenn die Flußfront 134 an dem betreffen
den Zugang A, B, C, D . . . vorbeiläuft. Das Rastermaß X ist da
bei so bemessen, daß die Flußfront 134 auf dem Wege x nicht un
zulässig abkühlt. Auf diese Weise erreicht die Flußfront 134
den jeweils nächsten Zugang (im Beispielsfall der Fig. 8 Zugang
C) dann, wenn die Flußfront 134 noch nahezu flüssig ist. Wenn
dann der Zugang C aktiviert wird, gelangt aus ihm flüssige
Kunststoffmasse 132 in die ebenfalls flüssige Flußfront 134, so
daß Nahtstellen vermieden werden. Die dahinter liegenden Zugän
ge A und B können dann bei Bedarf wieder versperrt werden. Auf
diese Weise können z. B. jeweils nur ein oder zwei Zugänge A, B,
C, D . . . durch Betätigung der Steuereingänge 130a bis 130d ge
öffnet sein.
Schließlich zeigt Fig. 9 noch eine Variante, die einen ver
größerten Ausschnitt aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1
darstellt. Man erkennt, daß im Bereich des Verzweigungspunktes
60 ein erster Sensor 140 in der Wand des zweiten Kanals 32 und
zweite Sensoren 142a, 142b in den dritten Kanälen 38a, 38b an
geordnet sind. Die Sensoren 140, 142 können unterschiedliche
physikalische Parameter erfassen, beispielsweise den Druck, die
Geschwindigkeit oder die Temperatur der vorbeiströmenden Kunst
stoffmasse, die in Fig. 9 mit den Pfeilen 144a, 144b angedeutet
ist.
Durch geeignete Erfassung und Auswertung der Meßwerte der Sen
soren 140, 142 kann nun ein Regelkreis aufgebaut werden. Der
Regelkreis kann unmittelbar die erwähnten physikalischen Para
meter auswerten oder auch Kombinationen davon, beispielsweise
Differenzen oder Quotienten. Besonders bevorzugt ist, mit den
Sensoren 140 einerseits und 142a, 142b andererseits die Druck
differenz zu messen, die sich im Übergang zwischen den Kanälen
32 und 38 im Verzweigungspunkt 60 ausbildet, d. h. beim Vorbei
laufen der Kunststoffmasse an der Spitze 58 des als Verschluß
element 50 wirkenden Schraubzapfens 52. In Abhängigkeit von den
Meßwerten bzw. daraus erzeugten Stellgrößen kann nun der
Schraubzapfen 52 verstellt werden, so daß der Fluß der Kunst
stoffmasse und damit die Druckverhältnisse, mittelbar auch die
Temperaturen, individuell eingestellt werden können.
Auf diese Weise läßt sich die sogenannte "Scherung" einstellen,
d. h. der mechanische Schervorgang, der auf die Kunststoffmasse
ausgeübt wird, wenn sie über das Druckgefälle an der Spitze 58
mit vorbestimmter Geschwindigkeit vorbei strömt. Die Scherung
bewirkt dabei eine adiabatische Erwärmung der Kunststoffmasse,
so daß in der erwähnten Weise mittelbar auch die Temperatur
einstellbar ist.
Es versteht sich dabei, daß der anhand von Fig. 9 veranschau
lichte Vorgang natürlich nicht auf Verzweigungspunkte be
schränkt ist sondern auch an anderen Stellen des Kanalsystems
eingesetzt werden kann, beispielsweise individuell für einzelne
Kanäle oder einzelne Formhohlräume oder Gruppen davon.
Claims (45)
1. Spritzgießmaschine mit einem Werkzeug (10; 120), mit in
dem Werkzeug (10; 120) befindlichen Formhohlräumen (48;
122) und mit einer Mehrzahl von zu den Formhohlräumen
(48; 122) führenden Kanälen (32, 38, 39, 44; 110, 116;
126), wobei in Kanälen (32, 38, 39, 44; 110, 116; 126)
Verschlußelemente (50; 128) zum individuellen Ver
schließen des jeweiligen Kanals (32, 38, 39, 44; 110,
116; 126) vorgesehen sind, die während des Betriebes der
Spritzgießmaschine programmgesteuert fernsteuerbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem der Kanä
le (38a, 38b, 38c, 38d; 110, 116; 126) stromabwärts des
Verschlußelementes (50; 128) eine Drucksteuerung (72; 88)
zum Einstellen des Drucks in einem in dem Kanal (38a,
38b, 38c, 38d; 110, 116; 126) befindlichen Kunststoffma
terial vorgesehen ist.
2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, mit einem mindestens
zwei Werkzeughälften (12, 14) umfassenden Werkzeug (10),
bei dem ein Spritzzylinder (18) mit Plastifizierschnecke
(28) an eine erste Werkzeughälfte (12) anschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuerung (72; 88)
in der ersten Werkzeughälfte (14) angeordnet ist.
3. Spritzgießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Drucksteuerung (72; 88) von einer zweiten
Werkzeughälfte (14) her betätigbar ist.
4. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuerung
(72, 88) als in mindestens einen der Kanäle (38a, 38b,
38c, 38d; 110, 116) volumenverändernd ein- und/oder aus
fahrbares Element ausgebildet ist.
5. Spritzgießmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß das Element als erstes Schraubelement (84; 90)
ausgebildet ist.
6. Spritzgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß das erste Schraubelement (84; 90) mindestens
eine im wesentlichen unrunde Ausnehmung (80a, 80b; 96)
aufweist und daß der Ausnehmung (80a, 80b; 96) ein zur
Ausnehmung (80a, 80b; 96) komplementäres Betätigungs
element (86a, 86b; 102) gegenübersteht.
7. Spritzgießmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß ein Verschlußelement (50) im Bereich eines Ver
zweigungspunktes (60) der Kanäle (38a, 38b, 38c, 38d) an
geordnet und das erste Schraubelement (84) als das Ver
schlußelement (50) umgebender hohler Schraubzylinder (74)
ausgebildet ist, der bei Betätigung in die vom Verzwei
gungspunkt (60) abgehenden Kanäle (38a, 38b, 38c, 38d)
einfährt.
8. Spritzgießmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß das erste Schraubelement (90) als Schraubzapfen
(100) ausgebildet ist, der bei Betätigung in einen Kanal
(38a, 38b, 38c, 38d) einfährt.
9. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
2-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubelement
(52, 84; 90) mit einem selbsthemmenden Flachgewinde (54;
92) versehen ist.
10. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
2-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubelement
(52) mit einem Gewinde (54) versehen ist, dessen Stei
gungswinkel so dimensioniert ist, daß das Schraubelement
(52) bei einer Verdrehung von wesentlich weniger als 360°
zwischen seinen axialen Endstellungen verstellbar ist.
11. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente
(50; 128) einzelnen Kanälen (32, 38, 39, 44; 110, 116;
126) zugeordnet sind.
12. Spritzgießmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die einzelnen Kanäle (126) zu einem gemeinsamen
Formhohlraum (122) führen.
13. Spritzgießmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die einzelnen Kanäle (126) entlang einer Aus
breitungsrichtung einer Flußfront (134) eines Kunststoff
materials (132) in den gemeinsamen Formhohlraum (122)
münden.
14. Spritzgießmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Verschlußelemente (50; 128) Verzweigungs
punkten (60; 106, 112) für Kanäle (38; 110, 116; 126) zu
geordnet sind.
15. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens
ein Verschlußelement (50) einer Anzahl, vorzugsweise
einer Gruppe (I, II) von Formhohlräumen zugeordnet ist.
16. Spritzgießmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Formhohlräume der einen Anzahl bzw. Gruppe
(I) andersartig, insbesondere in der Summe ihrer Volumina
größer sind als die Formhohlräume der anderen Gruppe
(II).
17. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ver
schlußelement (50) stromaufwärts und/oder stromabwärts
mit einem Sensor (140, 142) zusammenwirkt, der eine phy
sikalische Größe einer am Verschlußelement (50) vorbei
strömenden (144) Kunststoffmasse erfaßt.
18. Spritzgießmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß die physikalische Größe der Druck der Kunst
stoffmasse ist.
19. Spritzgießmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß die physikalische Größe die Geschwindigkeit der
Kunststoffmasse ist.
20. Spritzgießmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß die physikalische Größe die Temperatur der
Kunststoffmasse ist.
21. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
16-20, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische
Größe eine Differenz oder ein Quotient physikalischer
Größen, insbesondere die Druckdifferenz der Kunststoff
masse über das Verschlußelement (50) hinweg ist.
22. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
1-21, mit einem mindestens zwei Werkzeughälften (12,
14) umfassenden Werkzeug (10), bei dem ein Spritzzylinder
(18) mit Plastifizierschnecke (28) an eine erste Werk
zeughälfte (12) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eines der Verschlußelemente (50) in der
ersten Werkzeughälfte (12) angeordnet ist.
23. Spritzgießmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich
net, daß ein erster Kanal (30) im Spritzzylinder (18) die
Plastifizierschnecke (28) mit einem zweiten Kanal (32)
der ersten Werkzeughälfte (12) verbindet und der zweite
Kanal (32) an einem Verzweigungspunkt (60; 106, 112) mit
einer Mehrzahl dritter Kanäle (38a, 38b, 38c, 38d; 110,
116; 126) in Verbindung steht, die in eine erste Vorder
seite (40) der ersten Werkzeughälfte (12) münden, die
einer zweiten Vorderseite (42) einer zweiten Werkzeug
hälfte (14) gegenübersteht, und daß ein Verschlußelement
(48; 50) zwischen der Plastifizierschnecke (28) und den
dritten Kanälen (38a, 38b, 38c, 38d; 110, 116; 126) ange
ordnet ist.
24. Spritzgießmaschine nach Anspruch 22 oder 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Verschlußelement (50) von der zwei
ten Werkzeughälfte (14) her betätigbar ist.
25. Spritzgießmaschine nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich
net, daß das Verschlußelement (50) als erstes Schraub
element, insbesondere Schraubzapfen (52) ausgebildet ist.
26. Spritzgießmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich
net, daß der Schraubzapfen (52) eine im wesentlichen in
der ersten Vorderseite (40) liegende unrunde Ausnehmung
(62) aufweist und daß der Ausnehmung (62) in der zweiten
Vorderseite (42) ein zur Ausnehmung (62) komplementäres
Betätigungselement (64) gegenübersteht.
27. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
23-26, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifizier
schnecke (28), der erste Kanal (30), der zweite Kanal
(32), der Verzweigungspunkt (60) und das Verschlußelement
(50), insbesondere ein Schraubzapfen (52), in derselben
Achse (34) liegen.
28. Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffartikeln in
einem Werkzeug (10; 120), mit in dem Werkzeug (10; 120)
befindlichen Formhohlräumen (48; 122) und mit einer Mehr
zahl von zu den Formhohlräumen (48; 122) führenden Kanä
len (32, 38, 39, 44; 110, 116; 126), wobei vorzugsweise
in Kanälen (32, 38, 39, 44; 110, 116; 126) Verschlußele
mente (50; 128) zum individuellen Verschließen des jewei
ligen Kanals (32, 38, 39, 44; 110, 116; 126) vorgesehen
sind und die Verschlußelemente (50; 128) während des Be
triebes der Spritzgießmaschine programmgesteuert fernge
steuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens
einem der Kanäle (38a, 38b, 38c, 38d; 110, 116; 126) der
Druck in einem in dem mindestens einen Kanal (38a, 38b,
38c, 38d; 110, 116; 126) befindlichen Kunststoffmaterial
eingestellt wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem ein Werkzeug (10)
mindestens zwei Werkzeughälften (12, 14) umfaßt und ein
Spritzzylinder (18) mit Plastifizierschnecke (28) an eine
erste Werkzeughälfte (12) anschließbar ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Druck in der ersten Werkzeughälfte
(14) eingestellt wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Drucksteuerung (72; 88) in der ersten Werkzeughälfte
(12) von einer zweiten Werkzeughälfte (14) her betätigt
wird.
31. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28-30,
dadurch gekennzeichnet, daß der Druck mittels mindestens
eines in einen der Kanäle (38a, 38b, 38c, 38d; 110, 116)
volumenverändernd einfahrbaren zweiten Schraubelementes
(84; 90) als Überdruck oder als Unterdruck eingestellt
wird.
32. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28-31,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente (50;
128) einzelner Kanäle (32, 38, 39, 44; 110, 116; 126)
ferngesteuert werden.
33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die einzelnen Kanäle
(126) zu einem gemeinsamen Formhohlraum (122) führen und
entlang einer Ausbreitungsrichtung einer Flußfront (134)
eines Kunststoffmaterials (132) in den gemeinsamen Form
hohlraum (122) münden, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verschlußelemente (128) sequentiell so ferngesteuert wer
den, daß die Verschlußelemente (128c, 128d) in den vor
der Flußfront (134) liegenden Kanälen (126c, 126d) in
ihre Schließstellung gesteuert sind.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß
nur das Verschlußelement (128b) in dem hinter der Fluß
front (134) befindlichen Kanal (126b) in seine Offenstel
lung gesteuert wird.
35. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28-34,
bei dem die Verschlußelemente (50; 128) Verzweigungspunk
ten (60; 106, 112) für Kanäle (38; 110, 116; 126) zuge
ordnet sind, so daß jeweils mindestens ein Verschluß
element (50) einer Anzahl, vorzugsweise einer Gruppe (I,
II) von Formhohlräumen zugeordnet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß einzelnen Anzahlen bzw. Gruppen (I, II) zu
geordnete Verschlußelemente (50) zeitlich nacheinander in
ihre Offenstellung gesteuert werden, derart, daß die
Formhohlräume der Anzahlen bzw. Gruppen (I, II) alternie
rend mit Kunststoffmaterial ausgespritzt werden können.
36. Verfahren nach Anspruch 35, bei dem die Formhohlräume der
einen Gruppe (I) andersartig, insbesondere in der Summe
ihrer Volumina größer sind als die Formhohlräume der an
deren Gruppe (II), dadurch gekennzeichnet, daß die der
einen Gruppe (I) zugeordneten Verschlußelemente (50)
zeitlich vor den der anderen Gruppe (II) zugeordneten
Verschlußelementen (50) in ihre Offenstellung geschaltet
werden.
37. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeich
net, daß die Anzahlen bzw. Gruppen (I, II) zyklisch mit
vorgegebener Zykluszeit (T) angesteuert werden und daß
die Zyklen der Anzahlen bzw. Gruppen (I, II) zueinander
zeitlich versetzt sind.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem Einspritzen (ti) der einen Gruppe (I) zunächst
die Kunststoffartikel der anderen Gruppe (II) aus deren
vorausgegangenem Zyklus entformt (te) werden, daß dann die
andere Gruppe (II) eingespritzt (ti) wird und danach die
zuvor in der einen Gruppe (I) gespritzten Kunststoffarti
kel aus dieser entformt (te) werden.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem Einspritzen (ti) der einen Gruppe (I) vor dem
Entformen (te) der Kunststoffartikel der anderen Gruppe
(II) zunächst der in die eine Gruppe (I) eingespritzte
Kunststoff druckbehandelt (th) und in einem vorgegebenen
Ausmaß abgekühlt (tc) wird, ehe das Werkzeug zum Entformen
(te) der Kunststoffartikel der anderen Gruppe geöffnet
(ta, to, tz) wird.
40. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis
39, dadurch gekennzeichnet, daß mittels mindestens eines
stromaufwärts und/oder stromabwärts des Verschlußelemen
tes (50) angeordneten Sensors (140, 142) eine physikali
sche Größe einer am Verschlußelement (50) vorbeiströmen
den (144) Kunststoffmasse erfaßt wird.
41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß
die physikalische Größe der Druck der Kunststoffmasse
ist.
42. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß
die physikalische Größe die Geschwindigkeit der Kunst
stoffmasse ist.
43. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß
die physikalische Größe die Temperatur der Kunststoff
masse ist.
44. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 40-43,
dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Größe eine
Differenz physikalischer Größen, insbesondere die Druck
differenz der Kunststoffmasse über das Verschlußelement
(50) hinweg ist.
45. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28-44,
bei dem ein Werkzeug (10) mindestens zwei Werkzeughälften
(12, 14) umfaßt und ein Spritzzylinder (18) mit Plastifi
zierschnecke (28) an eine erste Werkzeughälfte (12)
anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verschlußelement (50) von der zweiten Werkzeughälfte (14)
her betätigt wird.
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