DE2247995A1

DE2247995A1 - Verfahren und spritzduese zum zentralen spritzgiessen von kunststoffkoerpern, die aus einer fuellschicht aus einem an sich beliebigen, thermoplastischen kunststoff und aus einer diese einschliessenden deckschicht aus einem anderen thermoplastischen kunststoff bestehen

Info

Publication number: DE2247995A1
Application number: DE19722247995
Authority: DE
Inventors: Erhard Langecker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-27
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1974-04-18
Also published as: AT342857B; AU458653B2; AU6072773A; ATA784673A; DE2247995B2; CH558250A; DE2247995C3; GB1428789A

Description

Herr Erhard Langecker 5882 Meinerzhagen, Hohbüschener Weg 5

Verfahren und Spritzdüse zum zentralen Spritzgießen von Kunststoffkörpern, die aus einer Füllschicht aus einem an sich -beliebigen, thermoplastischen Kunststoff und aus einer diese einschließenden Deckschicht aus einem anderen thermoplastischen Kunststoff bestehen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Spritzdüse zum zentralen Spritzgießen von Kunststoffkörpern, die aus einer Füllschicht aus einem an sich beliebigen, thermoplastischen Kunststoff und aus einer diese einschliessenden Deckschicht aus einem anderen thermoplastischen Kunst stoff bestehen.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung derartiger, als Schicht körper bezeichneter Kunststoffkörper bekannt, bei dem in die Form zunächst der die Deckschicht bildende Kunststoff und anschließend in einem zweiten Spritzvorgang der die Füllschicht bildende Kunststoff eingespritzt werden. Bei diesem aus zwei aufeinanderfolgenden getrennten Spritzvorgängen bestehenden Verfahren ergibt sich ein Nachteil insoweit, als die Gefahr besteht, daß der die Füllschicht bildende Kunst-

409816/0513

OWGlNAL INSPECTED

ntoff den die Deckschicht bildenden Kunststoff aufreißt, wenn die eingespritzte Menge des die Deckschicht bildenden Kunststoffes nicht ausreichend ist. In einem solchen Falle läßt sich kein Kunststoffkörper erreichen, der von einer in sich geschlossenen Deckschicht umgeben ist.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, zunächst in die Form einen Teil des Deckmaterials und anschließend das Füllmaterial gleichzeitig mit weiterem Deckmaterial einzuspritzen. Dieser nicht vorveröffentlichte Vorschlag fuhrt nur dana zu einwandfreien Schichtkörpern, wenn die Einspritzung nicht zentral, sondern seitlich vorgenommen wird, da sich hierbei der die Deckschicht bildende Kunststoff gleichmäßig auf die beiden gegenüberliegenden Innenwandungen der Form verteilen kann und zu einer in sich geschlossenen Deckschicht gleichmäßiger Stärke ausgebildet wird. Bei einem zentralen Anspritzen, das senkrecht zu den Flächen der Forminnenwandungen erfolgt, führt der vorgenannte Vorschlag nicht zu einer gleichmäßigen geschlossenen Deck schicht, da der mit dem Füllmaterial eingespritzte, dieses umgebende Kunststoff der Deckschicht nur auf die der Spritzdüse zugekehrten Innenwand der einen Formhälfte gelangt, nicht aber auf die dieser gegenüberliegende Innenwand anderen Formhälfte, so daß zwangsläufig die dem Angußkanal abgekehrte Deckschicht eine wesentlich geringere Stärke

409816/0513

aufweist als die an dort Angußkanal - einschließende Deckschicht Um ein Aufreißen der Deckschicht auf der. dein' Angußkanal abgekehrten Seite zu verhindern,,muß ein entsprechend großer Anteil des Deckschichtmaterials eingespritzt werden, bevor das gleichzeitige Spritzen der Deckschicht and der !füllschacht erfolgt. '.Trotzdem besteht die Gefahr, daß der senkrecht zu der dem Angußkanal abgekehrten Innenwand der einen Formhälfte eingespritzte Kunststoff der Füllschicht die Deckschicht durchdringt und aufreißt, so daß sich Ausschußprodukte ergeben. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Kschteil zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, bei dem ein zentrales Spritzgießen .von Schichtkörpern gewährleistet ist, bei denen die die Füllschicht- einschließende. Deckschicht in sich geschlossen ist und in ihrem gesamten Bereich eine gleichmäßige Stärke besitzt_k

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der die Deck schicht bildende Kunststoff in Form eines zentralen Stranges und eines diesen mit Abstand umgebenden ringförmigen Stran-' ges und der die Füllschicht bildende Kunststoff durch den zwischen den Strängen der Deckschicht gebildeten Ringraum ic die Form eingespritzt und die Zufuhr des' die Füllschicht bildenden Kunststoffes vor Beendigung des Spritzvorganges

16/0613

BAD ORIGINAL

an der Vereinigungsstelle der Kunststoffe derart unterbrochen wird, daß ein den -.nguß des gespritzten Körpers und einen Ln der Spritzdüse verbleibenden Stopfen bildender btran&'teil aus dem Kunststoff der Deckschicht entsteht. Beim gleichzeitigen Einspritzen des Kunststoffes der Deckschicht und des Kunststoffes der Füllschicht gelangt der in der Spritzdüse befindliche Stopfen aus dein Deckschichtmaterial in die ?orm, wobei der durch den zentralen Strang eingespritzte Kunststoff der Deckschicht auf die dem Angußkanal gegenüberliegende Forminnenwand gelangt, während der durch den ringförmigen Strang zugeführte Kunststoff der Deckschicht auf die gegenüberliegende, an den Angußkanal anschließende Forminnenwand gelangt, so daß beim gleichzeitigen Einspritzen des Kunststoffes der Deckschicht und der Füllschicht die Füllschacht stets zwischen zwei sich gleichmäßig ausbildenden Deckschichten eingeschlossen ist, die eine gleichbleibende Stärke besitzen, so daß sich ein Schichtkörper ergibt, bei dem die Füllschicht mit einer gleichmässigen, in sich geschlossenen Deckschicht gleichmäßiger Stärke umgeben ist. Da der die Deckschicht bildende Kunststoff gleichzeitig den beiden gegenüberliegenden Forminnenwandungen zugeführt wird, ist die Gefahr eines Durchtretens der Füllschicht durch die Deckschicht zuverlässig ausgeschlossen» Durch die Unterbrechung des Zuflusses des Kunststoffes der Füllschicht vor Beendigung des Spritzvorganges an der Ver-

BAD ORIGINAL 4 0 9816/0513

22A7995

einigungssteile der Kunststoffe wird gewährleistet, daß sich ein Teilstrang in der Düsenmündung und in dem Angußkanal bildet, der ausschließlich aus Kunststoff der Deckschicht besteht, so daß der gespritzte Schichtkörper auch an der Angußstelle mit einer Deckschicht versehen ist und der in der Spritzdüse verbleibende Pfropfen ein einwandfreies Spritzen des folgenden Schichtkörpers gewährleistet. Das Ausspritzen des zentralen Stranges- und des ringförmigen Stranges der Deckschicht kann von eitlem gemeinsamen Extruder erfolgen.

Ein weiteres Merkmal kennzeichnet sich dadurch, daß der Kunststoff des zentralen Stranges der Deckschicht eine andere Beschaffenheit und/oder Farbgebung besitzt als der Kunststoff des ringförmigen Stranges der Deckschicht. Da dei zentrale Strang und der ringförmige Strang des die Deteckschicht bildenden Kunststoffes auch durch eigene Extruder getrennt gespritzt werden können, besteht die Möglichkeit, für den zentralen Strang und den ringförmigen Strang unterschiedliche Kunststoff e zu verwenden, die sich hinsichtlich ihrer Beschaffenheit oder ihrer Farbgebung unterscheiden können, so daß der gespritzte Schichtkörper auf der einen Seite eine Deckschicht anderer Eigenschaft oder Farbgebung besitzen kann als auf der anderen Seite.

409816/0513

Die der ijurohf Thrung des Verfahre as dienende Spritzdüse kennzeichnet sich dadurch, daß ein sich zu einer konischen Ringdüse verjüngender Außenmantel vorgesehen ist, in dem ein mit diesem einen in einen ringförmigen Austrittsspalt übergehenden äußeren Ringkanal bildender Innenmantel angeordnet ist, daß in dem Innanmantel eine sich zu einer als Ventilspalt dienenden konischen Austrittsöffnurig verjüngende Bohrung angeordnet ist, daß in der Bohrung ein koaxialer. mit der Bohrung einen inneren Ringkanal bildender, in einen Ventilkonus au,« lauf ender, axial verschieboarer Zylinder angeordnet ist, und daß der äußere Ringkanal, der innere ßingkanal und der Zylinder an Plostifizierimgsextrudern angeschlossen sind. jJer in dem Inuenmantel angeordnete Zylinder verschließt bei entsprechender axialer Verschiebung den inneren, den die Fällschicht bildenden Kunststoff führenden 2ingksn?i, so daß die Zufuhr dieses Kunststoffes · vor Beendigung des Spritzvorganges zuverlässig unterbrochen wird. Sei Beginn eines neuen Spritzvorganges wird diese Unterbrechung durch entsprechende Verschiebung des Zylinder^ aufgehoben, so daß gleichzeitig der die Dekßchicht bildende Kunststoff zusammen mit dem dieFüllschx ht bildenden Kunststoff in die Form eingespritzt wird, wobei der in der Spritfc

düse befindliche Pfropfen aus dem Material der Deckschicht !

eine gleichmäßige Verteilung des Kunststoffes der Deckschicht auf den beiden Formseiten sicherstellt; ζμ diesem

4098 16/0513 BAD ORIGINAL

Zwecke kennzeichnet sich. dieEri'indun'g weiter dadurch., daß das Volumen der konischen Ringdüse wenigstens gleich ist dem Volumen des Ängußkanals des Spritzteile.s.

Schließlich ist noch von Bedeutung, daß 3v/i sehen dem Außenmantel und dem Ianenmantel einerseits und zwischen dem Innejimantel und dem Zylinder andererseits je eine H^:ilse angeordnet ist, die mit einer der" Zuführung des Kunststoffes dienenden Ringnut einen einstellbaren Durchtrittsspalt bildet.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform der Spritzdüse und dienen der Erläuterung des Verfahrens. Es bedeutet:

ig. 1 schematische Darstellung des Beginns des Spritzvorganges,

Fig. 2 schematische Darstellung gemäß Fig. 1 während des Spritzvorganges,

Fig. 3 schematische Darstellung bei Beendigung des Spritsvorganges,

Fig.- 4 schematische Darstellung gemäß Fig. 3 bei abge hobener Spritzdüse,

• .../8

k 0 9 8 X 6 / 0 5 T 3

— 3 —

Fig. ';'? bchnittdarstellung der Spritzdüse in einer der Fig. 2 entsprechende::! Arbeitsstellung.

Die Fig. 1 bis ¹V zeigen den . blauf des Spritzvorganges. //ie Fig. 1 erkennen läßt, ist in der oberen Formhälfte 1 einer Form 1, 2 ein zentraler Angußkahal 4 angeordnet, der in das durch die geschlossenen Formhälften 1, 2 gebildete Formnest 3 führt, das an seiner Unterseite mit nach unten vorspringenden Zapfen 5 ausgestattet ist.Beim Beginn des Spritzvorganges befindet sich, wie Fig. 1 erkennen läßt in der konischen Düse 12 des Äußenmantels 6 der Spritzdüse ein Stopfen, der ausschließlich aus Deckschichtmaterial besteht. Vor Beginn des Spritzens wird durch. Zurückziehen des Zylinder^ 9 der Ringspalt 13 geöffnet, so daß der Ringkanal 10, der den als Füllschicht dienenden Kunststoff führ;, geöffnet ist. Darauf werden sämtliche Extruder in Betrieb gesetzt, so daß gleichzeitig der die Deckschicht bildende Kunststoff aus der zentralen Bohrung 11 und dem äußeren Ringkanal 8 ausgepreßt wird und gleichzeitig zwischen den durch den zentralen Strang 11 und den äußeren Ringkanal 8 gebildeten Ringraum das der Füllung dienende Kunstetoffmaterial aus dem Ringkanal 10 nach unten ausgespritzt wird, wie die Fig. 2 zeigt. Der in der Düse 12 befindliche Stopfei|i gelangt auf der Innenfläche der unteren Formhälfte 2 zur Auflage und wird durch das nachströmende Kunststoffmaterial

• ••/9

4 09816/0513

2247 99

in der in Fig. 2 gezeigten weise verformt, wobei der aus der Bohrung 11 austretende zentrale Strang auf der Innenfläche des unteren Formteiles 2 eine sich ständig fortsetzende Deckschicht· 26 und der aus dem Ringkanal 8 austretende Kunststoff auf der Innenfläche der oberen Formhälfte 1 eine sich ebenfalls ständig fortsetzende Deckschicht 25 bildet, zwischen denen der der als Fällschicht 27 dienende Kunststoff eingeschlossen bleibt.

Wie I"ig. 3 zeigt, wird vor Beendigung des Spritzvorganges der Zylinder 9 in. die Schließstellung geschoben, wobei sich der Anschlag 21 auf der Stirnfläche der Hülse 20 auflegt, um den Yentilkonus 14 vor Beschädigung zu schützen. Damit wird der Ringkanal 10, der das der Füllung dienende Kunststoffmaterial führt, geschlossen an derTereinigungsstelle der Kunststoffe, so daß nunmehr lediglich aus der Bohrung der mittlere Strang und aus dem äußeren Ringkanal 8 der ringförmige Strang des Deckschichtmaterials ausgespritzt wird, wobei sich der Angußkanal 4 und die konische Ringdüse 12 mit füllschichtfreiem Kunststoff füllt, wie Fig. 3 zeigt. Sach Abheben der Spritzdüse von der Form 1, 2 verbleibt, wie Fig. 4 zeigt, in der Ringdüse 12 ein Stopfen aus dem der Bildung der Deckschicht dienenden Kunststoff, der. bei Beginn des nächstfolgenden Spritzvorganges in die Form eingeführt wird, wie bereits in Fig. 1 gezeigt ist.

..,/10

409816/0

22A7995

- ·ιο -

Die Fig. ί> zeigt eine iüchnittdarü teilung der Spritzdüse. Die:-;e bee.bent au g einem äußeren Hantel 6, in den unter Bildung eines ringförmigen Abstandes ein Innenmantel 7 eingesetzt ist; der .-Ib stand ζ v/i sehen dem .ußenm anbei 6 und dem Ianenuiantel 7 bildet einen Hingkanal 8 für den der Bildung der Deckschicht dienenden Kunststoff. Der Irinenmantel 7 besitzt eine Bohrung, die sich am unteren Ende zu einer als Venuilspalt dienenden konischen Austrittsoffnung 15 verjüngt. In der Bohrung des Innenmantels 7 ist unter Bildung eines ringförmigen übstandes ein Zylinder 9 eingesetzt, der in axialer Richtung beweglich, aufgenommen ist. Der Zylinder 9 besitzt an seinem unteren Ende eine als Ventilkonus 14- ausgebildete Spitze, durch, die bei axialer Verschiebung des Zylinders nach unten der zwischen dem Innenmantel 7 und dem Zylinder 9 bestehende Hingkanal 10 verschlossen wird, der der Führung des Kunststoffes der Füllschicht dient. Der Zylinder besitzt eine Langsbohrung zur Bildung des zentralen Stranges; er wird zu diesem Zwecke mit dem der Deckschicht dienenden Kunststoff beschickt. Der Außenmantel 6 läuft aus in eine konische Bingdüse 12, in die beim Spritzvorgang sowohl der aus der Bohrung 11 austretende zentrale Strang als. auch der aus dem Ringkanal 8 austretende ringförmige Strang des die Deckschicht bildenden Kunststoffes und auch der aus dem Ringkanal 10 austretende, der Füllschicht dienende Künst-

.../11

409816/0513

BAD ORIGINAL

stoff zu einem Strang vereinigt worden, bei dem der der Fül 1 schieht dieηeade Kuna tgtοf f rinr;f örmig' eingeseiiiossen ist zwischen dem zentralen Strang_aus der Bohrung 11 and dem ringförmigen Strang ans dem Riagkanal 8.

Zwischen dem VuBenmantel G und dem Innenmantel 7 ist eine Hülse 16 angeordnet j in der Innenseite des Innenmantels 6 ist ein Ringkanal 15 angeordnet, in den duuh. den Extruder das der Bildung der Deckschicht dienende Kunststoffmaterial

den Ringkanal 8 eingeführt wird. Die Hülse 16 bildet mit der Innenwand des -.uißenmantels 6 einen Riagspalt 28, der mittels axialer Verschiebung der Hülse 16 durch die Schraube 17 mit Unterlegscheibe 18 eingestellt 'werden kann. Zwi- ■ sehen dem Innenmantel 7 und dem Zylinder 9 ist ebenfalls einle axial verstellbare Hülse 20 vorgesehen; die Innenfläche des Innenmantels 7 besitzt eine Ringnut 19, in die durch einen Extruder 23 das der Bildung der Füllschacht dienende Kunststoff material eingeführt wird. Auch hier ist ein Ringspalt 28 vorgesehen, der durch Verstellung der Schraube 17 mit der Unterlegscheibe 18 eingestellt werden kann. Diese Einstellmöglichkeiten dienen dazu, einen gleichmäßigen Fluß des Kunststoffmaterials sowohl durch den Ringkanal als auch durch den Ringkanal 8 zu gewährleisten. Der Zylin- j der 9 ist durch nicht dargestellte Antriebsmittel "axial verschiebbar. Zu diesem Zwecke besitzt er einen Anschlag

409816/0513 _ _{BAD 0RIGINAL}

der Ια der !Schließstellung des Zylinders 9 auf der Stirnfläche der Hülse 20 zur Auflage gelangt. Die Bohrung 1 ; des Zylinders 9 wird durch einen Extruder mit dem der Bildung der Deckschicht dienenden Kunststoff beschickt.

./13

409816/0613 ^BAD

Claims

Ansprüche

/*-
1. Verfahren zum zentralen Spritzgießen von Kunststoffkörpern,

■■ die aus einer Füllschicht aus einem an sich beliebigen, thermoplastischen Kunststoff und.aus einer diese eiiis.chlias· senden Deckschicht aus einem anderen thermoplastischen Kunststoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Deckschicht bildende Kunststoff in Form eines zentralen Stranges und eines diesen mit Abstand umgebenden ringförmigen Stranges und der die Füllschacht bildende Kunststoff durch den zwischen den Strängen der Deckschicht gebildeten Ringraum in die Form eingespritzt und die Zufuhr des die Füllschicht bildenden Kunststoffes Tor Beendigung des SprJtzvorganges an der VereinigungssteXle der Kunststoffe derart unterbrochen wird, daß ein den Anguß des gespritzten Körpers und einen in der konischen Düse "Verbleibenden Stopfen bildender Strangteil aus dem Kunststoff der Deckschicht entsteht.

2.. Verfahren·⁷ nach ^nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff des zentralen Stranges der Deckschicht eine andere Beschaffenheit und/oder Farbgebung besitzt als der Kunststoff des ringförmigen Stranges der Deckschicht.

409816/05 13

οονΙκζύ'.Ιΐΐν zur Uuro!ιiM:ir!mn de?: Verfahrens nach ..'-,iBoruch 1 uad 2, dadurch, gercenrjzr-icrine t, daß ein sich zu einer konii'ichea Ringdiiso (12; verjüngender Außenmantel (6) vorgesehen ist, in dein ein mit diesem (6) einen in einen ringförmigen Austrittsspalt übergehenden äußeren Hingkanal (8) bildender Innenmanl;el (7) angeordnet ist, daß in dem Innen maske 1 (?) eine sich zu einer als Ventilspalt dienenden konischen Austrittsöffnung (13) verjüngende Bohrung angeordnet ist, daß in der Bohrung ein koaxialer, mit der Bohrung einen inneren Ringkanal· (ΊΟ) bildender, in einen Ventilkonus (14) au/laufender, axial verschiebbarer Zylinder

(9) angeordnet ist, und daß der äußere Hingkanal *(8), der innere Hingkanal (10) und der Zylinder (9) an Plastifizierungsextrudern angeschlossen sind.

4. Spritzdüse nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der konischen Ringdüse (12) wenigstens gleich ist dem Volumen des Angußkanals (4) des Spritzteiles..

5- Spritzdüse nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenmantel (6) und dem Innenmantel (7) einerseits und zwischen dem Innenmantel (7) und dem Zylinder (9) andererseits je eine Hülse (16, 20) angeordnet ist, die mit einer der Zuführung des Kunststoffes dienenden Ringnut (15? 19) einen einstellbaren Durchtrittsspalt (28) bildet.

409816/0513

1$

Leerseite