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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen, spritzgegossenen Erzeugnisses aus Kunststoff in einem Hohlraum einer Form, welches Erzeugnis einen Sandwichaufbau mit einer ununterbrochenen Außenhaut aus einem ersten injizierbaren Kunststoff und mindestens eine Kernschicht aus einem zweiten in den ersten Kunststoff schichtweise injizierbaren zweiten Kunststoff aufweist, mit mindestens einer Anordnung von mindestens einer Injektionsdüse zum Einbringen des ersten Kunststoffes in den Hohlraum der Form und mindestens einer Injektionsdüse zum Einbringen des zweiten Kunststoffes in den ersten Kunststoff an definierten Punkten des Hohlraumes der Form, wobei die Injektionsdüse für den ersten Kunststoff und jene für den mindestens zweiten Kunststoff an unabhängig voneinander temperatur- und druckgesteuerten Kanalisierungsmitteln oder Rohrenden eines Rohrverteilers zum Einspritzen des temperierten und flüssigen Kunststoffes in den Hohlraum angeschlossen sind, in denen die Kunststoffe getrennt strömen.
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Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der
DE 693 20 663 T2 bzw. aus der
EP 0 735 943 B1 bekannt. Mit dieser Vorrichtung wird ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, spritzgegossenen Erzeugnisses mit einem Sandwichaufbau mit einer ununterbrochenen Außenhaut realisiert, das folgende Verfahrensschritte umfasst:
- Analysieren der äußeren Form des Erzeugnisses und des entsprechenden Hohlraumes der Form, und Ermitteln des Ausgleichens unterschiedlicher Ströme der injizierten Werkstoffe in dem Formenhohlraum, die zum Erhalten des Erzeugnisses erforderlich sind, durch eine im Wesentlichen homogene Verteilung der injizierten Werkstoffe in dem Hohlraum der Form;
- Dimensionieren des Formenhohlraumes als eine Funktion der Strömungswege, um einen Hohlraum mit einer Dickenstruktur zu erhalten mit der Folge, dass die hydraulischen Widerstände längs der Strömungswege der injizierten Werkstoffe im Wesentlichen gleich sind;
- Auswählen der zu injizierenden Werkstoffe;
- Speichern mehrerer Daten, die das Verhalten der ausgewählten Werkstoffe bei unterschiedlichen Temperaturen, Drücken und Strömungsgeschwindigkeiten beschreiben;
- Auswählen des Spritzdruckes, der Strömungsgeschwindigkeit und Temperaturen für jeden zu injizierenden Werkstoff entsprechend den gespeicherten Daten, um eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung der injizierten Werkstoffe längs der Strömungswege und durch den gesamten Hohlraum der Form zu erhalten;
- Injizieren einer ausgewählten Menge eines ersten Werkstoffes bei einer ersten Temperatur, einem ersten Druck und einer ersten Injektionsströmungsgeschwindigkeit und unmittelbar danach Injizieren einer ausgewählten Menge eines zweiten Werkstoffes (B) bei einem zweiten Druck, einer zweiten Geschwindigkeit und einer zweiten Temperatur und optional Injizieren weiterer ausgewählter Mengen der Werkstoffe bei ausgewählten Temperaturen, Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken;
- wobei die Injektion des zuletzt injizierten Werkstoffes fortgesetzt wird, bis der Formenhohlraum gefüllt ist und die unterschiedlichen Ströme der injizierten Werkstoffe zusammengetroffen und in optimaler Lage zusammen vorgedrungen sind.
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Gemäß dem bekannten Verfahren wird zuerst die Form des Erzeugnisses analysiert und die Position der Injektionsdüse oder -düsen im Hinblick auf die möglichen Fließwege der injizierten Materialien bestimmt, die aus den möglichen unterschiedlichen Positionen der Injektionsdüse (n) resultieren. Bevorzugt werden solche Strömungswege, die einen Endtreffpunkt der Ströme haben, der an einer kaum sichtbaren Stelle des Erzeugnisses, z. B. einer Platte liegt. Die Position der Düse(n) ist derart, dass sie zu einer Vielzahl von Strömen der injizierten Materialien in dem Formenhohlraum führt, in dem jeder Strom in Bezug auf die anderen Ströme ausgeglichen ist. Das heißt, dass der Injektionspunkt so ausgewählt wird, dass Ströme mit im Wesentlichen gleicher Bewegungsgeschwindigkeit (oder Eindringgeschwindigkeit in den Hohlraum) der injizierten Materialien entlang der entsprechenden Wege vorgesehen werden, bis sie sich an dem gewählten Treffpunkt treffen. Diese Stelle des Injektionspunktes (oder der -punkte) und deshalb die Auswahl der Strömungswege wird unter Annahme eines konstanten Widerstandes an allen Punkten des Hohlraumes ausgewählt.
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Zum Ausführen des bekannten Verfahrens ist eine geeignete Ausführungsform einzelner Vorrichtungen zur Koinjektion an mehreren Punkten eines Hohlraumes offenbart, die bezüglich der Temperatur unabhängig gesteuerte Kanalisierungsmittel umfasst, in denen die Werkstoffe getrennt strömen, wobei die Kanalisierungsmittel mit einer oder mehreren Koinjektionsdüsen in Verbindung stehen, die in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Punkten des Hohlraumes der Form angeordnet sind, um eine Verteilung der injizierten Werkstoffe in dem Hohlraum auf unterschiedlichen Strömungswegen zu ermöglichen, die im Wesentlichen den gleichen hydraulischen Widerstand haben. Die Kanalisierungsmittel umfassen unabhängig gesteuerte Heizplatten, die zwischen den Rohrleitungen, die der Einrichtung die Werkstoffe zuführen, und den Rohrleitungen zur Verteilung der Werkstoffe an eine oder mehrere Koinjektionsdüsen angeordnet sind. Die Koinjektionsdüsen weisen mindestens zwei koaxial oder nebeneinander angeordnete Injektoren aufweisen, die in Bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit und/oder Temperatur unabhängig regulierbar sind. Die mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffe, z. B. Polypropylen für die Außenhaut und füllstoffhaltiges Polypropylen für das Innenkernmaterial werden also über einen bestimmten Einlass in der Form zeitlich nacheinander eingespritzt.
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Zur Realisierung eines Mehrkomponentenverfahrens mit ineinander verlaufenden Komponenten nach dem bekannten Sandwich-Verfahren ist bei dem fertigen Kunststofferzeugnis die im Inneren liegende Komponente nicht sichtbar, weil sie von einem Außenmaterial vollständig umhüllt ist. Das Innenmaterial kann auch schaumfähig sein. Als Außenhaut wird stets ein hochwertiges Material eingesetzt. Beim Sandwichspritzen wird der Quellfluss dermaßen beim Einströmen in die Werkzeugkavität (Formnest oder Hohlraum) genutzt, dass die Schmelzen die Höhlung vom Anschnitt her nacheinander füllen. Die zuerst einströmende Formmasse legt sich kontinuierlich an die Wand der Kavität, wohin sie von der ins Innere strömenden zweiten Komponente geschoben wird. Zwei Spritzeinheiten arbeiten auf einem Spritzkopf zusammen, der es je nach Steuern durch Ventile oder Mehrfachverschlussdüsen gestattet, die Massen aus allen Spritzeinheiten beliebig einströmende zu lassen. Der Quellfluss sorgt dafür, dass ein vollständiges Umhüllen der Komponenten bis zu den geringsten Wanddicken einwandfrei gelingt. Der Anguss kann ferner durch die erste Komponente versiegelt werden.
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Es hat sich als nachteilig herausgestellt, dass beim Sandwichspritzen nach dem Stand der Technik eine gewünschte gleichmäßige Schichtstärke, insbesondere der Außenhaut, bei Einbringung des Umhüllungsmaterials und der mindestens einen weiteren Materialschicht über mehrere verteilt angeordnete Injektionsdüsen mit den gesteuerten Injektoren nicht in gewünschter Weise sichergestellt werden kann und eine ununterbrochene Kernmaterialschicht nicht realisierbar ist.
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Der Erfindung liegt ausgehend vom dargestellten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die Injektionsdüsen derart anzuordnen und auszubilden und gesteuert mit flüssigen Kunststoffen zu beaufschlagen, dass die einzubringenden Kernmaterialien zu einer gewünschten gleichmäßigen ununterbrochenen Bildung der Kernschicht und die Umhüllungsmaterialien zu einer gleichmäßigeren Bildung der Dicke der Umhüllung führen und damit die mechanischen Eigenschaften des Werkstückes verbessern.
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Die Aufgabe löst die Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene Anordnung und Ausgestaltung der Injektionsdüsen und deren Beschickung mit den einzubringenden, Schichten bildenden Kunststoffen bzw. Komponenten, wonach die gattungsbildende Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen, spritzgegossenen Erzeugnisses in einem Hohlraum (Kavität) einer Form, welches Erzeugnis einen Sandwichaufbau mit einer ununterbrochenen Außenhaut aus einem ersten injizierbaren Kunststoff und mindestens einer Kernschicht aus einem zweiten in den ersten Kunststoff schichtweise injizierbaren Kunststoff aufweist, mit mindestens einer Anordnung von mindestens einer Injektionsdüse zum Einbringen des ersten Kunststoffes in den Hohlraum der Form und mindestens einer Injektionsdüse zum Einbringen des zweiten Kunststoffes in den ersten Kunststoff an definierten Punkten des Hohlraumes der Form, wobei die Injektionsdüse für den ersten Kunststoff und jene für den mindestens zweiten Kunststoff an unabhängig voneinander temperatur- und druckgesteuerten Kanalisierungsmitteln oder Rohrenden eines Rohrverteilers zum Einspritzen des temperierten und flüssigen Kunststoffes in den Hohlraum angeschlossen sind, in denen die Kunststoffe getrennt strömen, derart ausgestaltet ist, dass die mindestens eine Injektionsdüse oder die Anordnung von Injektionsdüsen zur Einbringung des ersten Kunststoffes von der mindestens einen Injektionsdüse oder den Injektionsdüsen zur Einbringung des zweiten Kunststoffs räumlich beanstandet angeordnet sind, dass die mindestens eine Injektionsdüse oder die Injektionsdüsen zur zusätzlichen Einbringung des zweiten Kunststoffs in den ersten Kunststoff zum schichtweise Verfüllen des Hohlraums erst beaufschlagbar sind, wenn der injizierte erste Kunststoff in dem Hohlraum den Einspritzpunkt der Injektionsdüse des zweiten Kunststoffs erreicht oder um ein definiertes Maß überströmt hat, wobei die Düsennadel der Injektionsdüse für den zweiten Kunststoff so lang ausgebildet ist, dass diese in der ersten Kunststoffschicht mündet.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Injektionsdüsen und deren Steuerung beim Abspritzen eines Kunststoffteils wird der zweite Kunststoff erst eingebracht, wenn der erste Kunststoff aufgrund des Fließweges zwischen den Injektionsdüsen eine geschlossene Außenhaut gebildet hat und an der Kavitätswand anliegt, sodass in Folge der erste Kunststoff mit dem zweiten Kunststoff in der Form vorfließen kann, ohne dass der zweite Kunststoff vorderseitig oder zu den Kavitätswänden hin die erste Kunststoffschicht durchbricht. Es hat sich gezeigt, dass sehr gleichmäßige Schichtdicken und eine gleichmäßige ununterbrochene nahtlose Kernschicht und Umhüllung realisiert werden können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Injektionsdüsen zur Einbringung des ersten Kunststoffes und die zur Einbringung des zweiten Kunststoffes paarig angeordnet sind und der Abstand der Injektionsdüsen zur Einbringung des ersten Kunststoffes bei Mehrfachanordnung der paarigen Injektionsdüsen in Fließrichtung des ersten Kunststoffes in der Kavität des Werkzeugs in einem wesentlich größeren Abstand zueinander angeordnet sind als die Injektionsdüsen für die Einbringung des zweiten Kunststoffes. Es hat sich gezeigt, dass auch bei größeren Abständen zwischen den paarigen Injektionsdüsenanordnungen gleichmäßige Schichten des Kunststoffes erzielbar sind und mit einer solchen Anordnung besonders lange Kunststoffteile mittels entsprechend langer Kavitäten in Spritzgießwerkzeugen herstellbar sind, wobei die in Reihe letzte Anordnung paariger Injektionsdüsen durch Erzeugung eines gegenläufigen Einspritzdruckes sicherstellt, dass die Kavität vollständig in gewünschter Weise mit den Kunststoffkomponenten ausgefüllt ist.
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Bei Anordnung mehrerer paariger Injektionsdüsen in Reihe sind die jeweiligen Injektionsdüsen zur Einbringung des zweiten Kunststoffes in Fließrichtung des ersten Kunststoffes nachfolgend angeordnet und vorgesehen, dass die Injektionsdüse für den ersten Kunststoff der nachfolgenden Anordnung paariger Injektionsdüsen erst öffnet, wenn der zweite Kunststoff von der vorausgehenden Anordnung einer paarigen Injektionsdüse diese nachfolgende Injektionsdüse für den ersten Kunststoff erreicht oder um ein definiertes Maß überströmt hat und die zweite Injektionsdüse für den zweiten Kunststoff erst öffnet, wenn der erste Kunststoff diese erreicht oder um ein definiertes Maß überströmt hat. Hierdurch bleibt die sackförmige vorschiebende, vorn geschlossene Außenhaut auch über größere Teilabschnitte des Erzeugnisses erhalten.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass bei Anordnung mehrerer paariger Injektionsdüsen beabstandet hintereinander die jeweiligen Injektionsdüsen zur Einbringung des zweiten Kunststoffes in Fließrichtung des ersten Kunststoffes nachfolgend angeordnet sind und die Injektionsdüse für den ersten Kunststoff der nachfolgenden Anordnung paariger Injektionsdüsen öffnet, wenn die Injektionsdüse für den zweiten Kunststoff der vorhergehenden paarigen Injektionsdüsenanordnung geöffnet ist.
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Zur Herstellung eines solchen gestreckten Erzeugnisses ist vorgesehen, dass die Form einen Hohlraum bzw. eine Kavität aufweist, die wesentlich länger als breit ist, und dass die paarigen Injektionsdüsenanordnungen im Wesentlichen in Reihe korrespondierend zu den Injektionspunkten angeordnet sind.
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Wenn die Form bzw. das Spritzgießwerkzeug eine Kavität zum Herstellen eines mehrschichtigen Flächenelementes aufweist und über die Fläche der Kavität verteilt Injektionspunkte für Injektionsdüsen mehrerer Injektionsdüsenanordnungen vorgesehen sind, ist eine dieser Injektionsdüsenanordnungen als erste mit dem ersten und dem zweiten Kunststoff beaufschlagbar und die Injektionsdüse für den ersten Kunststoff der nächstliegenden Injektionsdüsenanordnung in Abhängigkeit von dem Erreichen des zweiten Kunststoffes oder gemäß der zuvor genannten Alternative mit Öffnen der Injektionsdüse für den zweiten Kunststoff der nächstliegenden vorausgehenden Injektionsdüsenanordnung aktivierbar. Mit Erreichen des ersten Kunststoffes von der Injektionsdüse, mit der in den Injektionspunkt der zweite Kunststoff injiziert wird, wird die weitere Injektionsdüse für den zweiten Kunststoff zusätzlich aktiviert. Durch entsprechende Druckerhöhung des Einspritzdruckes des zweiten Kunststoffes während der Ausbreitung in der Kavität wird die Haut an den aneinanderstoßenden Materialwänden des ersten Kunststoffes vom zweiten Kunststoff durchbrochen und der erste Kunststoff verdrängt, sodass eine geschlossene Kernschicht des zweiten Kunststoffes ebenfalls sichergestellt ist.
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Zur Prozesssteuerung sind in einer Ausführungsform an den Injektionsdüsen, an deren Einspritznadeln und/oder in der Kavitätswand im Bereich der Injektionspunkte Druck- und/oder Temperatursensoren zum Detektieren des Vorhandenseins des ersten und oder zweiten Kunststoffes vor der jeweils zugeordneten Injektionsdüse oder der vorgeschalteten paarigen Injektionsdüsenanordnung vorgesehen, wobei die erfassten Daten einer Steuereinrichtung zur Auswertung und zur Generierung von Steuersignalen mindestens zur Steuerung der Injektionsdüsen zuführbar sind.
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Gemäß einer weiteren Prozesssteuervariante ist vorgesehen, dass die Injektionsdüsen durch zeitlich aufeinander abgestimmte Öffnungs- und Schließzeiten unter Berücksichtigung der empirisch oder durch Simulation ermittelten Fließgeschwindigkeit und Fließwege der ersten und/oder zweiten Kunststoffe gesteuert werden und die Kunststoffzufuhr nach vollständigem Verfüllen der Kavität durch Schließen der Injektionsdüsen gestoppt wird.
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Ferner ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass der Abstand zwischen der Injektionsdüse für den ersten Kunststoff und der für den zweiten Kunststoff einer paarigen Injektionsdüsenanordnung unter Berücksichtigung des Fließverhaltens der Kunststoffe derart festgelegt ist, dass der erste Kunststoff, der die Außenhaut bildet, bereits an der Kavitätswand mindestens über einen geringen Vorsprung vorausfließend anhaftend anliegt und die Außenhaut vorderseitig gewissermaßen sackartig geschlossen ist, wenn der zweite Kunststoff als Kernmaterial eingespritzt wird.
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Zur Verbesserung der Prozesssteuerung ist ferner vorgesehen, dass der Abstand zwischen den benachbarten paarigen Düsenanordnungen unter Berücksichtigung des Fließverhaltens der beiden Kunststoffe derart festgelegt ist, dass eine schichtweise Bindung zwischen den beiden Kunststoffen bei gleichzeitiger Anhaftung des die Außenhaut bildenden ersten Kunststoffes an der Kavitätswand mit Erreichen der Injektionsdüse für den ersten Kunststoff der nachfolgenden paarigen Düsenanordnung gegeben ist und sodann die Kavität von dieser Injektionsdüse mit dem ersten Kunststoff und danach von der zweiten Injektionsdüse mit dem zweiten Kunststoff beaufschlagbar ist, während die Injektion der Injektionsdüse der vorherigen paarigen Düsenanordnung unterbrochen oder bis zum vollständigen Verfüllen der Kavität der Einspritzdruck aufrechterhalten bleibt.
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Bei der Verarbeitung von verschiedenartigen Kunststoffkomponenten hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Abstand zwischen der Injektionsdüse für den ersten Kunststoff und der für den zweiten Kunststoff einer paarigen Injektionsdüsenanordnung zwischen 15 mm und 80 mm auszuwählen, vorzugsweise zwischen 30 mm und 60 mm. Die Abstände zwischen den benachbarten paarigen Düsenanordnungen können z. B. zwischen 120 mm und 360 mm, vorzugsweise zwischen 220 mm und 320 mm, betragen, wobei die Abstandsangaben sich auf den Abstand der Düsen bzw. der Einspritzpunkte für den ersten Kunststoff oder den der Düsen bzw. der Einspritzpunkte für den zweiten Kunststoff beziehen.
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Die Erfindung ist grundsätzlich auch anwendbar in Verbindung mit Vorrichtungen zur Herstellung eines Erzeugnisses mit mehr als einer Kernschicht aus einem zweiten Kunststoff. Zur Einbringung einer weiteren Kunststoffschicht ist hierfür jeweils eine weitere Injektionsdüse zur Einbringung eines dritten Kunststoffes beanstandet zur Injektionsdüse des zweiten Kunststoffes vorgesehen, wobei der dritte Kunststoff über entsprechend lang ausgebildete Injektionsnadeln in die Schicht des zweiten Kunststoffes einspritzbar ist, wenn der zweite Kunststoff den Einspritzpunkt für den dritten Kunststoff erreicht oder um ein definiertes Maß überströmt hat.
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Für die Herstellung des Erzeugnisses eignen sich bekannte und üblicherweise zur Anwendung kommende thermoplastische Kunststoffe, insbesondere eignet sich als erster Kunststoff eine amorphe Thermoplaste, z. B. ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und als zweiter Kunststoff für den Kern ein schäumbarer ABS- oder schäumbarer PS (Polystyrol)-Kunststoff. Andere miteinander verträgliche Kunststoffe können aber auch zum Einsatz kommen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten schematischen Anordnungen von Injektionsdüsen und dem jeweils zugeordneten Fließbild zweier Kunststoffe in einer im Umriss gezeichneten Kavität in einer Spritzgießform ergänzend erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 zwei hintereinander und beabstandet zueinander paarig angeordnete Injektionsdüsen oberhalb einer schematisch gezeichneten Kavität in einem nicht näher dargestellten Spritzgießwerkzeug,
- 2 die in 1 dargestellte Injektionsdüsenanordnung und die schematisch dargestellte Kavität mit eingebrachtem ersten Kunststoff (Komponente) über die erste Injektionsdüse,
- 3 die in 1 dargestellte Injektionsdüsenanordnung und die schematisch dargestellte Kavität mit eingebrachtem ersten Kunststoff (Komponente) über die erste Injektionsdüse und eingebrachten zweiten Kunststoff (zweite Komponente) in den ersten Kunststoff über die zweite Injektionsdüse sowie zusätzliche Einbringung des ersten Kunststoffes über die dritte Injektionsdüse der zweiten paarigen Düsenanordnung und
- 4 die in 1 dargestellte Injektionsdüsenanordnung und die schematisch dargestellte Kavität mit eingebrachtem ersten Kunststoff (Komponente) über die erste Injektionsdüse und eingebrachten zweiten Kunststoff (zweite Komponente) in den ersten Kunststoff über die zweite Injektionsdüse sowie zusätzliche Einbringung des ersten Kunststoffes über die dritte Injektionsdüse und des zweiten Kunststoffes über die vierte Injektionsdüse der zweiten paarigen Düsenanordnung.
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Die in den Zeichnungen gezeigten 1-4 zeigen in einer schematischen Darstellung jeweils zwei paarig angeordnete Injektionsdüsen 1, 2 und 3, 4 oberhalb eines schematisch gezeichneten Hohlraumes bzw. Kavität 7 in einer Spritzgussform bzw. in Spritzgießwerkzeug. Bei den Injektionsdüsen 1, 2, 3, 4 handelt es sich um steuerbare Injektionsdüsen mit steuerbaren Ventilen um die Kunststoffkomponenten mengen- und/oder zeitgesteuert im flüssigen Zustand in die Kavität 7 zur Herstellung des Kunststofferzeugnisses einbringen zu können, das der Kavität nach dem Öffnen des Werkzeuges, das nicht dargestellt ist, entnommen wird. Die Injektionsdüsen 1, 2, 3, 4 sind zudem mit Temperatur- und/oder Drucksensoren ausgestattet, deren Parameter für die Steuerung der Injektionsdüsen und der nicht dargestellten Heizmittel für die einzubringenden Kunststoffe von einer Steuereinrichtung ebenfalls ausgewertet werden.
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Die Injektionsdüsen 1, 3 sind zur Einbringung des ersten Kunststoffes vorgesehen und über eine Rohrleitung 5 miteinander verbunden, die in einer nicht dargestellten Temperiervorrichtung verläuft und mit einer nicht dargestellten Zuführvorrichtung des flüssigen ersten Kunststoffes verbunden ist. Die jeweils paarig zugeordneten Injektionsdüsen 2, 4 sind ebenfalls über eine Rohrleitung 6 miteinander verbunden, über die der zweite Kunststoff bzw. die zweite Kunststoffkomponente über verlängerte Injektionsnadeln 9, 10 in den ersten Kunststoff unter bestimmten Ablaufvorgaben gemäß der Erfindung gesteuert eingebracht wird.
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Gemäß der Lehre der Erfindung sind die Injektionsdüsen 1 und 2 nicht wie beim Stand der Technik dicht aneinandergelegt oder in einer Einheit vereint, sondern räumlich voneinander getrennt, wobei der Mindestabstand ca. 15 mm und der maximale Abstand ca. 80 mm betragen kann. Bevorzugt Abstände liegen zwischen 30 mm und 60 mm. Der Abstand zwischen den benachbarten paarigen Düsenanordnungen ist wesentlich größer. Hier haben sich Abstände von mindestens ca. 120 mm und ca. 360 mm bewährt. Ein bevorzugter Bereich liegt zwischen 220 mm und 320 mm. Diese Distanzen sind sowohl bei der Fertigung von länglichen Erzeugnissen über in Reihe hintereinanderliegenden Düsenanordnungen als auch bei der Fertigung von Flächenerzeugnissen, bei denen die paarigen Düsenanordnungen über die Fläche verteilt angeordnet sind, einzuhalten und von Vorteil. Die Abstände gewährleisten, dass die Hautbildung des ersten Kunststoffes vor Einbringung des zweiten Kunststoffes bereits soweit abgeschlossen ist, dass eine gleichmäßigere Schicht des zweiten Kunststoffes beim Einbringen gewährleistet ist, da der erste Kunststoff bereits ein anderes Fließverhalten aufweist als der zeitlich später und in einem beanstandeten Einspritzpunkt eingebrachte zweite Kunststoff.
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Unter der Annahme, dass sowohl der erste Kunststoff als auch der zweite Kunststoff im flüssigen Zustand und auf vorgegebene Spritztemperatur gebracht in den Injektionsdüsen unter hohem Druck vorhanden sind und die Injektionsdüsen an den Einspritzpunkten in der Kavität 7 anliegen oder die Injektionsdüsennadeln 9, 10 für den zweiten Kunststoff bis in die gewünschte Spritztiefe in der Umhüllungsschicht des ersten Kunststoffes eingeführt sind, werden die Injektionsdüsen 1, 2, 3, 4 wie folgt gesteuert geöffnet und geschlossen.
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Wie aus 2 ersichtlich, wird zunächst die Injektionsdüse 1 geöffnet und der erste Kunststoff gespritzt. Dieser Kunststoff füllt den Raum um den Einspritzpunkt aus und fließt in der Kavität 7 nach allen Seiten und schiebt sich in Richtung der der zweiten Injektionsdüse 2 vor. Als erster Kunststoff kann z. B. ABS zum Einsatz kommen. Mit Erreichen des Einspritzpunktes der Injektionsdüse 2 bzw. nach dem Überströmen um ein definiertes Maß öffnet die zweite Injektionsdüse 2 und spritzt über ihre Injektionsnadel 10 in den sich vorschiebenden ersten Kunststoff in dessen Schicht 8 den zweiten Kunststoff ein, der sich in einer Schicht 11 in der Schicht 8 im ersten Kunststoff verbreitet. Die vorfließenden Kunststoffschichten 8 und 11 gelangen an die in größerem Abstand angeordnete Injektionsdüse 3, die öffnet und ebenfalls ersten Kunststoff einspritzt, der sich entsprechend der in 3 dargestellten Schicht 12 in der Kavität 7 verteilt.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass mit dem Öffnen der zweiten Injektionsdüse 2 zugleich auch die dritte Injektionsdüse 3 öffnet, um den ersten Kunststoff in die Kavität 7 zu spritzen, sodass die Schichten 8 und 12 zwischen den beanstandeten Injektionsdüsen 2 und 3 in der Kavität 7 aufeinandertreffen und verschmelzen. Der Materialeintrag des zweiten Kunststoffes über die Injektionsdüse 2 in die Schicht 8 des ersten Kunststoffes über die Schicht 11 bleibt aufrechterhalten. Wenn die erste Kunststoffschicht 12, die von der Injektionsdüse 3 eingebracht wird, die Injektionsnadel 9 der vierten Düse 4 erreicht oder diese überströmt, öffnet die Injektionsdüse 4 und spritzt, wie aus 4 ersichtlich, den zweiten Kunststoff in einer weiteren Schicht 13 in die Kunststoffschicht 12 des ersten Kunststoffes hinein. Der zweite Kunststoff kann zum Beispiel ein geschäumter Kern-Kunststoff ABS/PS sein. Die Zufuhr des zweiten Kunststoffes wird durch entsprechende Steuerung der Injektionsdüsen 2 und 4 vor dem endgültigen Verfüllen der Kavität 7 durch den ersten Kunststoff beendet oder zeitgleich abgeschaltet, wenn die Verfüllung der Kavität 7 abgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Injektionsdüse für ersten Kunststoff
- 2
- Injektionsdüse für zweiten Kunststoff
- 3
- Injektionsdüse für ersten Kunststoff
- 4
- Injektionsdüse für zweiten Kunststoff
- 5
- Rohrverteiler
- 6
- Rohrverteiler
- 7
- Hohlraum / Kavität
- 8.
- Schicht des ersten Kunststoffes / Außenhaut
- 9.
- Düsennadel
- 10
- Düsennadel
- 11
- Schicht des zweiten Kunststoffs
- 12
- Schicht des ersten Kunststoffes
- 13
- Schicht des zweiten Kunststoffs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 69320663 T2 [0002]
- EP 0735943 B1 [0002]
