DE2609855A1

DE2609855A1 - Verfahren und vorrichtung zum spritzgiessen von kunststoff-formteilen

Info

Publication number: DE2609855A1
Application number: DE19762609855
Authority: DE
Inventors: Georg Prof Dr Ing Menges; Klaus Dipl Ing Schramm
Original assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Current assignee: Vereinigung zur Foerderung des Instituts fuer Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an Der Rhein
Priority date: 1976-03-10
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1977-09-15

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Spritzgießen von
Kunststoff-Formteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoff-Formteilen in Formwerkzeugen mittels einer Spritzeinrichtung, bei der der Kunststoff auf seinem Wege zwischen der Spritzgießmaschine und der Spritzdüse in einem Stromverzweigungsgehäuse in zwei mengenmäßig unabhängig voneinander einstellbare Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine Teilstrom das Hautmaterial und der andere Teilstrom das Kernmaterial für die Formteile fördert, und bei der die beiden Teilströme in der Spritzdüse derart koaxial zusammengeführt werden, daß im austretenden Kunststoffstrang das Hautmaterial das Kernmaterial geschlossen umgibt.
Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt (val, z.B. DT-OS 2 444 590). Hierbei werden die beiden von ein und derselben Spritzeinrichtung kommenden und dann voneinander abgezweigten Teilströme in einem Stromverzweigungsgehäuse in zwei voneinander getrennten, aber koaxial ineinander angeordneten zylindrischen Räumen zu einer Spritzdüse geführt. Bei einem derartigen Verfahren ist jedoch eine individuelle Behandlung 1 edel T stromes für sich, insbesondere ein Temperieren oder Dosieren individuell für jeden Teilstrom, nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß jeder der beiden Teilströme je für sich durch eine von zwei getrennt voneinander am Stromverzweigungsgehäuse angeordneten Kammern gefUhrt wird, die unabhängig voneinander das Temperieren bzw. Mischen des jeweils hindurchfließenden Teilstromes ermöglichen.
Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung können als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens die Kammern für die beiden Teilströme als auswechselbare Einheiten, denen die jeweils erforderlichen Zusatzeinrichtungen zum Temperieren, Mischen oder Dosieren zugeordnet sind, von außen in das Stromverzweigungsgehäuse einsetzbar sein.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der Ausführungsbeispiele erörtert. Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 eine Vorrichtung ähnlich Fig. 1, aber mit der Möglichkeit, feste Zusatzstoffe zu dosieren, Fig. 3 eine Vorrichtung ähnlich Fig. 2, aber mit einer diskontinuierlich arbeitenden Dosiervorrichtung.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens dienen zum Spritzgießen von Kunststoffteilen, die einen sandwichartigen Aufbau über den Querschnitt besitzen. Die Formteilwandung besteht in jedem Fall aus der Kunststofformmasse, die der Spritzgießmaschine im Einfülltrichter zugeführt wird; sie muß vernetzt sein bei Reaktionsformmassen, sie kann vernetzt sein bei vernetzbaren thermoplastischen Kunststoffen. Der Formteilkern besteht aus Kunststoff und einem oder mehreren Zusatzstoffen (fest, flüssig oder gasförmig, z.B.
Füllstoffe, Treibmittel u.a.), wobei bei Reaktionsformmassen eine chemische Vernetzung erfolgen muß, bei vernetzbaren Thermoplasten eine chemische Vernetzung erfolgen kann.
In jedem Fall ist es dem erfindungsgemäßen Verfahren eigen, daß die Zugabe und Vermischung der Zusatzstoffe erst während der Einspritzung der Kunststoffmasse in den Formenhohlraum erfolgt und daß der Zugabeort sich hinsichtlich des Materialflusses zwischen dem normalen Einspritzaggregat für die Kunststoffmasse und dem Formnesthohlraum befindet. Die Dosier- und Mischeinrichtungen werden jeweils den entsprechenden Zusatzstoffen angepaßt. Durch eine zeitliche Einspritz- und Dosierungssteuerung und durch Stromverzweigungseinrichtung wird die Teilung der fließenden Kunststoffschmelze für Formteilwandung und -kern erreicht. Bei der Verarbeitung von Reaktionsformmassen wird der gesamten Kunststoffschmelze ein Vernetzungsinitiator zudosiert und vermischt. Ist einer der Zusatzstoffe im Kern ein Treibmittel, so bewirkt allein der Treibgasdruck die endgültige Ausbildung des Formteils.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Spritzkopfes fUr die erfindungsgemäße Durchführung des Sandwichspritzgusses durch Teilung des Kunststoffschmelzestromes gezeigt. Die plastifizierte Kunststoffschmelze befindet sich vor dem Einspritzvorgang in dem Spritzzylinder 1 und wird durch den Spritzkolben 2 während des Spritzvorganges in einer zusätzlich vorgesehenen Stromverzweigungseinrichtung 10 in zwei Teilstromkanäle 3 und 4 gefördert. Die durch den Kanal 3 geförderte Kunststoffschmelze fließt nach Durchtritt durch eine an sich bekannte, aber erfindungsgemäß an der Stromverzweigungseinrichtung 10 auswechselbar angeordnete Temperierkammer 5, in der die Kunststoffschmelze im Bedarfsfall auf eine höhere Temperatur gebracht werden kann, bei geöffnetem Ventil 6 durch den äußeren, im Querschnitt ringförmigen Kanal 12 einer Düse 7 als Hautmaterial in einen nicht dargestellten Formenhohlraum.
Der durch den Kanal 4 fließenden Kunststoffschmelze werden durch eine an sich bekannte, hier nur symbolisch angedeutete Dosiervorrichtung 11 vor dem Eintritt in eine an sich bekannte, aber erfindungsgemäß an der Stromverzweigungseinrichtung 10 auswechselbar angeordnete Mischvorrichtung 8 die jeweils erforderlichen Zusatzstoffe zugegeben. Nach intensiver Vermischung tritt das Gemisch aus Kunststoffschmelze und Zusatzstoffen durch ein Ventil 9 in den als axial verlaufende Bohrung ausgebildeten Kanal 13 der Düse 7 ein und von hier aus als Kernmaterial in den nicht dargestellten Formenhohlraum.
Durch eine zeitlich abgestimmte Steuerung der Ventile 6 und 9 und der Dosiervorrichtung 11 sind jeweils der Volumendurchsatz und die Menge von wand- und kernbildendem Material frei wählbar.
In der Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt, die es ermöglicht, feste Zusatzstoffe während eines Spritzvorganges zu dosieren. Hier wird eine an sich bekannte, nur schematisch dargestellte Dosiervorrichtung 21 so an den Schmelzekanal 4 adaptiert, daß auch kompaktierte, pulvrige Feststoffe 23 oder aber ein teigiges Gemisch aus mehreren Zusatzstoffen in den Schmelzekanal 4 eingebracht werden können. Der Förderkolben 22 schiebt den pulvrigen oder teigigen Zusatzstoff während des Einspritzvorganges kontinuierlich in den fließenden Schmelzestrom in Kanal 4 und anschließend in die wie bei Fig. 1 auswechselbare Mischvorrichtung (Mischerkammer) 8, in der eine kontinuierliche Mischung erfolgt. Der übrige Teil der Stromverzweigungseinrichtung 10 ist wie bei Fig. 1 ausgebildet.
Bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 werden die jeweiligen Zusatzstoffe während des Einspritzens zugegeben. Aus diesem Grunde ist nicht nur vom Spritzkolben 2 für die Kunststoffschmelze, sondern auch von der jeweiligen Dosiervorrichtung 21 ein relativ hoher Druck zu überwinden, weil kontinuierlich während des Einspritzvorganges gegen diesen Druck dosiert wird.
Dieser Nachteil kann umgangen werden durch Einsatz einer in Fig. 3 gezeigten diskontinuierlich arbeitenden, ebenfalls auswechselbaren Dosiervorrichtung 24. Hier wird während der Plastifierzeit die jeweils erforderliche, den Formteilkern bildende Schmelze in einen zweiten Spritzzylinder 25 gefördert. Die Zusatz stoffe werden aus dem Zylinder 26 drucklos zugegeben und in dem Spritzzylinder 25 vermischt. Während des Einspritzvorganges fördert eine Spritzeinheit 26 das Kunststoff-Gemisch durch eine entsprechende nicht naher dargestellte Steuerung in der schon bei Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise durch ein Ventil 9 und die Düse 7 in den Formenhohlraum, in dem dieses Gemisch den Formteilkern bildet.
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Claims

Patentansprüche W Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoff-Formteilen in Formwerkzeugen mittels einer Spritzeinrichtung, bei der der Kunststoff auf seinem Wege zwischen der Spritzgießmaschine und der Spritzdüse in einem Stromverzweigungsgehäuse in zwei mengenmäßig unabhängig voneinander einstellbare Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine Teilstrom das Hautmaterial und der andere Teilstrom das Kernmaterial für die Formteile fördert, und bei der die beiden Teilströme in der Spritzdüse derart koaxial zusammengeführt werden, daß im austretenden Kunststoffstrang das hautmaterial das Kernmaterial geschlossen umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Teilströme (3, 4) je für sich durch eine von zwei getrennt voneinander am Stromverzweigtrngsgehäuse angeordneten Kammern (5, 8) geführt wird, die unabhängig voneinander das Temperieren bzw. Mischen des jeweils hindurchfließenden Teilstromes ermöglichen.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (5, 8 in Fig. 1) für die beiden Teilströme (3, 4) als auswechselbare Einheiten von außen in das Stromverzweigungsgehäuse (10) einsetzbar sind.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kammer (5, 8 in Fig. 1) ein von der anderen Kammer unabhängiges, für sich steuerbares Absperrventil (6, 9) nachgeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Misch-Einrichtung ausgebildeten Kammer (8) eine Dosiervorrichtung (11 in Fig. 1) vorgeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Teilstrom für das Hautmaterial liegende Kammer (5) als Temperierkammer ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine zentrale Steuereinrichtung vorgesehen ist, die durch zeitlich abgestimmte Steuerung der Absperrventile (6, 9) und der Dosiervorrichtung (11) die Menge von haut-und kernbildendem Material wählbar macht.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß als Dosiervorrichtung ein Förderkolben (22) dient, der pulvrigen oder teigigen Zusatzstoff (23) während des Einspritzvorganges kontinuierlich in den fließenden Schmelzestrom schiebt (Fig. 2).
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et daß die Dosier- und die Misch-Einrichtung in einer als Zylinder (25) ausgebildeten Kammer vereinigt sind, in der die während der Plastifizierzeit geförderte, für das Kern-Material vorgesehene Schmelze drucklos mit den Zusatzstoffen versehen wird und aus der das dann gebildete Kunststoff-Gemisch durch eine Spritzeinrichtung t26) zur Spritzdüse (7) gefördert wird (Fig. 3).