DE2133824A1

DE2133824A1 - Spritzgussform fuer die herstellung von kunststoffspritzteilen

Info

Publication number: DE2133824A1
Application number: DE19712133824
Authority: DE
Inventors: Horst Juengst
Original assignee: Pfannenberg Eisen U Metal GmbH
Current assignee: Pfannenberg Eisen U Metal GmbH
Priority date: 1971-07-07
Filing date: 1971-07-07
Publication date: 1973-02-01
Also published as: NL7209458A; IT956970B

Description

S»ritzgußform fur die Herstellung von Kunststoffspritsteilen Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgußform fiir die Herstellung von Kunststoffspritzteilen mit einem Formhohlraum und mindestens einem Angußkanal.
Beim Gießen allgemein und insbesondere auch beim Spritz gießen von Xunststoffspritzteilen besteht das Problem, den Angußzapfen zu beseitigen oder in Kauf zu nehmen, der dadurch entsteht, daß der Gießkanal, über den die Gießmasse zugeführt wird, mit dem eigentlichen Formhohlraum kommuniziert und ein Teil der Gießmasse in diesem Kanal erstarrt. Solche Zapfen können bei Kunststoffspritzteilen zwar relativ kurz gehalten werden, sind aber dennoch insbesondere an Stellflächen oft störend, also beispielsweise an der Unterseite von Bechern, Tellern, Töpfen etc.
Ein Verfahren, das dem Fachmann allgemein bekannt ist, besteht darin, einen sogenannten Punktanguß vorzusehen, d.h.
eine Stelle kleinen Querschnitts im Angußkanal nahe beim Formhohlraum, der dann eine Art Sollbruchstelle bildet, an der der Zapfen abgerissen wird. Um einen unerwünschten Verschluß dieser Engstelle durch Erstarren des Materials zu vermeiden, werden besondere Heizeinrichtungen vorgesehen (siehe z.B. auch ~Kunststoffverarbeitung im Gespräch" Teil i Spritzguß, 1969, BASF, Seiten 142, 143).
Bei dieser bekannten Methode verbleibt immer noch ein kleiner Zapfen am Werkstück.
Bekannt sind auch Spritzgußwerkzeuge mit abgefederten Vorkammern. Bei solchen Werkzeugen wird der Angußkanal sofort vom Form-Hohlraum entfernt, wenn der Andruck der Spritzdüse aufhört. Aber auch mit einem solchen Werkzeug läßt sich eine Zapfenbildung nicht verhindern.
Wenn Angußzapfen nicht in Kauf genommen werden können, sind zusätzliche Arbeitsgänge erforderlich, um die Angußzapfen zu entfernen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Spritz gußform der eingangs genannten Art den Angußkanal So auszubilden, daß Angußzapfen am Werkstück, vor allem bei langen Taktzeiten von z.B. 60 sec vermieden werden.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Angußkanal mindestens in dem an den Formhohlraum angrenzenden Bereich ringförmig ausgebildet ist und daß sein Querschnitt zu seiner Eintrittsstelle in den Hohlraum hin abnimmt.
Bei einer solchen Ausbildung einer Spritzgußform konimuniziert der Angußkanal nur über einen schmalen Ringquerschnitt mit dem Formhohlraum. Ein Angußzapfen hätte deshalb die Form eines ringförmigen Kragens. Da sich nun der Angußkanal zur Mündungsstelle in den Formhohlraum hin verngt, ist der Angußzapfen sozusagen im Kanal verankert.
Bei einer Entfernung des Spritzgußteiles vom Angußkanal reißt deshalb der ringförmige Kragen unmittelbar am Werkstück ab, so daß ein Angußzapfen nicht am Werkstück verbleibt.
Vorteilhafterweise ist die Innenwand des im Querschnitt ringförmigen Angußkanales durch einen beheizten Kern gebildet. Dieser Kern kann aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, z.B. Kupfer, bestehen. Dies ermöglicht es, die Heizelemente für den Kern vom Kern entfernt anzuordnen und die Wärmezufuhr zum Kern durch Wärmeleitung zu bewirken. Die Anordnung eines beheizten Kernes im Angußkanal ermöglicht es, die Gießmasse bis vorne zur Mündung hin warmzuhalten, so daß während Spritzpausen keine Erstarrung des Materials erfolgt. Man kann so verhältnismäßig lange Taktzeiten einhalten, z.B. Taktzeiten von mehr als 60 Sekunden, wie sie beim Spritzen großer Teile erforderlich werden.
Der im Querschnitt ringförmige Angußkanal ist vorzugsweise kegelförmig ausgebildet. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Kegelwinkel der Außenwand des Angußkanales in der Nähe des Eintritts in den Formhohlraum größer ist, z.B. 700 beträgt als im übrigen Bereich, in dem er beispielsweise nur 60 beträgt. Man erhält auf diese Weise bis nahe an die Mündungsstelle in den Formhohlraum einen verhältnismäßig großen Kanalquerschnitt, der sich erst in der Nähe der Mündungsstelle bis zu dem erforderlichen schmalen Spalt verringert.
Dies trägt weiter dazu bei, ein Einfrieren der Gießmasse im Angußkanal zu vermeiden.
Weitere Einzelheiten über die Ausbildung und die Beheizung des Angußkanales sind in den Unteransprüchen definiert.
Der Angußkanal ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung in an sich bekannter Weise in einem gegenüber der übrigen Form abgefederten Vorkammerteil angeordnet, wobei die Federkraft ein Entfernen des Vorkammerteiles vom Formhohlraum bewirkt. Hierdurch wird erreicht, daß sofort bei Nachlassen des Andruckes der Spritzdüse der Angußkanal automatisch vom Formhohlraum entfernt wird, so daß an der Angußstelle noch kein Erstarren stattfinden konnte und die Trennung im noch flüssigen oder zumindest noch plastischen Zustand erfolgt.
Die Abmessungen des Angußkanales richten sich nach der Größe der Form und nach den zu verarbeitenden Werkstoffen. Die Abmessungen können in folgenden Bereichen liegen. Der Ringspalt an der Mündungsstelle des Angußkanales in den Formhohlraum kann bei einem mittleren Durchmesser von 5 bis 7 mm eine Breite von 0,2 bis 0,8 mm aufweisen. Bei einer Form für ein Werkstoffgewicht von 1,5 kp und beim Verspritzen von NPE mit einer Spritztemperatur von 2700C empfiehlt sich ein mittlerer Durchmesser des Nündungs-Ringquerschnittes von 5§75 mm bei einer Breite des #ttndungsquerschnittes von 0,25 mm.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden beschrieben wird.
In der Zeichnung ist nur der Bereich einer Spritzgußform, häufig auch Spritzgußwerkzeug genannt, gezeigt, in dem sich der Angußkanal befindet Von der Form ist ein Teil des Formkerns 1 und ein Teil der Außenform 2 gezeigt.
Die Pormenteilo 1 und 2 begrenzen einen Formhohlraum 3 in dem das Spritzteil, im vorliegenden Fall ein becherförmiges Teil, entstehen soll. Auf dem Formteil 2 liegt eine sogenannte Angußplatte 4 auf, in der eine insgesamt mit 5 bezeichnete abgefederte Vorkammer verschiebbar gelagert ist. Gehalten wird die Vorkammer 5 durch eine Be festigungsplatte 6, die an der Angußplatte 4 befestigt ist, was durch die strichpunktierten Linien angedeut.t ist, an deren Stellen sich Befestigungsschrauben befinden k#nnen.
Die Vorkammer 5 besteht aus einer Angußbuchse 8, einem Kupferzylinder 9, einem mit diesem verbundenen Kern 10, einer Heizmanschette 11 und Federn 16, die die Angußbuohse 8 nach oben zu drücken versuchen.
In der Angußbuchse 8 befindet sich eine kegelige Bohrung 12, die sich nach unten hin mit einem kleinen Kegelwinkel i verjüngt. Bei 13 vergrößert sich der Kegelwinkel auf den Wert kann kann z.B. 3° und z.B. 70° sein. Die Angußbuchse 8 hat unten einen kegeligen Teil, der in eine kegelige Bohrung 14 der Angußplatte 4 eingreift. Auf die Angußbuchse 8 wirken Druckfodern 16 ein, die die Angußbuohse 8 nach oben zu drücken versuchen. Die gezeichnete unterste Stellung der Angußbuohse ist durch die Anlage der Angußbuchse an der Angußplatte 4 begrenzte In dieser untersten Stellung befindet sich die Stirnflache 15 der Angußbuchse 8 in der gleichen Ebene wie die Unterseite der Angußplatte 4.
Der Kupferzylinder 9 ist teilweise in die Angußbuchse 5 eingelassen. Sie enthält einen zentralen Kanal 17 mit kreisförmigem Querschnitt0 Die den Kupferzylinder 9 umgebende Heizmanschette 11 enthält Heizdrähte 18 für die elektrische Beheizung des Kupferzylinders 9.
Unten am Kupferzylinder befindet sich eine Gewindebohrung 19* In diese Gewindebohrung ist der tern 10 eingeschraubt. Zu diesem Zweck hat der Kern 10 oben einen sockelförmigen Teil 20, der ein in das Innengewinde 19 passendes Außengewinde 21 aufweist. Der Kern 10 hat ebenfalls einen schwachen Kegelwinkel t, der gleich dem Kegelwinkel 4 sein kann. Der Kegelwinkel ist bis zum unteren Ende, also bis zur Stirnseite 22 hin gleichbleibend. Die Stirnseite 22 liegt in der gleichen Ebene wie die Unterseite 23 der Angußplatte 4. Zwischen dem Kern 10 und der kegeligen Bohrungswand 12 in der Angußbuchse 8 besteht ein hohlkegelförmiger Angußkanal 24, der einen kreisringförmigen Querschnitt hat. Dieser kegelförmige Kanal ist über mehrere kleine Bohrungen 25, die beispielsweise einen Durchmesser von 3 bis 4 mm aufweisen können, mit dem im Kupferzylinder 9 enthaltenen Kanal verbunden.
Die erfindungsgemäße Spritzgußform arbeitet wie folgt.
Wenn ein Spritzvorgang stattfinden soll, wird eine Spritzdüse 26, die einen axialen Kanal 27 aufweist, gegen den Kupferzylinder 9 gedrückt, wobei der Kanal 27 mit dem Kanal 17 kommuniziert. Der Andruck der Spritzdüse 26 überwindet die Kraft der Druckfedern 16, so daß die Angußbuchse 8 in die gezeichnete Stellung gedrückt wird. Über den Kanal 27 wird nun Gießmasse eingepreßt, die in den Formhohlraum 3 gelangt, der so ausgefüllt wird, daß das gewünschte Spritzteil 28 entsteht. Der Formhohlraum 3 koniimmiziert über einen nur schmalen Ringquerschnitt 29 mit dem hohlkegelförmigen Angußkanalteil 24. Die Spritzmasse 30 strömt vom Kanal 27 in den Kanal 17, von dort über die kleinen Bohrungen 25 in die hohlkegelförmige Bohrung 24 und von dort über den schmalen Ringquerschnitt 29 in den Formhohlraum 3. Wenn der Spritzvorgang beendet ist, wird.
die Spritzdüse 26 zurückgezogen, wonach die Druckfedern 16 die Angußbuchse 8 nach oben bewegen, bis ihre Oberseite an der Unterseite der Platte 6 anliegt. Dadurch wird auch die Stirnseite 15 der Angußbuchse vom Werkstück 28 entfernt, wobei die noch bestehende Spritzmasseverbindung vom Werkstück zum hohlkegelförmigen Kanal 24 unmittelbar an der Werkstückwand abreißt, so daß kein Angußzapfen verbleibt.
Während des Betriebes des Werkzeuges wird dieses mittels der Heizmansehette 11 beheizt. Diese führt dem Kupferzylinder 9 Wärme zu, die über den Sockel 12 an den Kern 10 weitergeleitet wird. Diese Wärme dient zum Flüssighalten des in den Angußkanalteilen 30 25 und 24 enthaltenen Kunststoffes. Da die Angußbuchse 8 etwas kälter ist, bildet sich an der Bohrungswand 9 eine erstarrte Kunststoffschicht 31 aus, die wärmeisolierend wirkt.
Mit dem erfindungsgemäßen Spritzgußwerkzeug können verhäitnismäßig große Takt#eiten eingehalten werden, da vermöge der Beheizung ein Erstarren des Kunststoffes im Angußkanal während Aer Spritzpausen vermieden wird.

Claims

Patentans#rUche:

1) Spritzgußform für die Herstellung von Kunststoffspritzteilen mit einem Formhohlraum und mindestens einem Angußkanal, dadurch gekennzeichnet, daß der Angußkanal (30, 25, 24) mindestens in dem an den Formhohlraum (3) angrenzenden Bereich (24) ringförmig ausgebildet ist und daß sein Querschnitt zu seiner Eintrittsstelle (29) in den Hohlraum (3) hin abnimmt.

2. Spritzgußfore nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des im Querschnitt ringförmigen Angußkanales (24) durch einen beheizten Kern (10) gebildet ist.

3. Spritzgußform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (10) aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, z.B. Kupfer, besteht.

4. Spritzgußform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Heizelemente (11) für den Kern (10) vom Kern (10) entfernt angeordnet sind und die Wärme#ufuhr zum Kern (10) durch Wärmeleitung erfolgt.

5. Spritzgußform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei^Enet, daß der im Querschnitt ringförmige Angußkanal (24) kegelförmig ist.

6. Spritzgußform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel ( der Außenwand (12) des Anguß kanales (24) in der Nähe des Eintritts (29) in den Formhohlraum (3) größer ist, z.B. 700 beträgt, als im übrigen Bereich, in dem er beispielsweise nur 30 beträgt.

7. Spritzgußform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den im Querschnitt ringförmigen Bereich (24) des Angußkanales an dem vom Formhohlraum (3) entfernten Ende dieses Bereiches (12) ein Kanalstück (17) mit vollem, vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt anschließt.

8. Spritzgußform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der einen vollen Querschnitt aufweisende Bereich (17) des Angußkanales über mehrere Bohrungen (25) mit dem im Querschnitt ringförmigen Bereich (24) verbunden ist.

9. Spritzgußform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der einen vollen Querschnitt aufweisende Bereich (17) des Angußkanaleo in einem von einer Heizmanschette (11) umgebenen Heizteil (9) angeordnet ist, an dem der Kern (10) des Angußkanales (24) angeordnet ist.

10. Spritzgußform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (10) als separater, am Heizteil (9) befestigter Teil ausgebildet ist, der beispielsweise ein Außengewinde (21) aufweist, das in eine Gewindebohrung (19) am Heizteil (9) eingeschraubt ist.

11. Spritzgußform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Angußkanal in an sich bekannter Weise in einem gegenüber der übrigen Form abgefederten Vorkammerteil (5) angeordnet ist, wobei die Federkraft ein Entfernen des Vorkammerteiles (5) vom Formhohlraum (3) bewirkt.

12. Spritzgußform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (29) an der MUndungsstelle des Angußkanales (24) in den Formhohiraum (3) bei einem mittleren Durchmesser von 5 bis 7 mm eine Breite von 0,2 bis 0,8 mm aufweist.

13. Spritzgußform nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt an der Mündungsstelle des Angußkanales in den Formhohlraum bei einem mittleren Durchmesser von 5,75 mm eine Breite von 0,25 mm aufweist.

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