DE4032499C2 - Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung mit einer Rückplattenanordnung, einer Heißkanalverteileranordnung mit einem ersten Heißkanalverteiler für ein erstes Kunststoffmaterial und einem zweiten Heißkanalverteiler für zumindest ein weiteres Kunststoffmaterial sowie mit an der Heißkanalverteileranordnung befestigten Spritzgießdüsen zur Zuführung der Kunststoffmaterialien zur zugehörigen, in einer Formhohlraumplatte ausgebildeten Formhohlräumen.

Für verschiedenste Anwendungen, z. B. für Kunststoffteile, die in Kraftfahrzeugen oder als Verpackungsmaterial verwendet, oder als Abschirmungen in elektrischen oder elektronischen Geräten verwendet werden, ist es wünschenswert, gleichzeitig mehrere Kunststoffmaterialien unterschiedlicher Art zu einem Kunststoffteil zu verarbeiten, um unter Einbettung einer Kernschicht das Kunststoffteil mit unterschiedlichen Material- und/oder Oberflächeneigenschaften zu versehen und sandwichartig aufgebaute Materialstrukturen zu erhalten. Z.B. ist es für Lebensmittel-Kunststoffverpackungen, die als Langzeitverpackungen für leicht verderbliche oder unter schwierigen klimatischen Bedingungen zu verwendende Lebensmittel verwendet werden sollen erforderlich, in das im wesentlichen den Verpackungskörper bildende, erste Kunststoffmaterial eine Barriereschicht aus sauerstoff-undurchlässigem Kunststoff einzubetten. Zu diesem Zweck ist es bekannt, in einem Spritzgußzyklus ein gemeinsames Spritzgießen zweier Kunststoffschmelzen aus unterschiedlichem Kunststoffmaterial (coinjection molding, sandwich molding) vorzunehmen (vgl. "Modern Plastics", February 1990, S. 54 bis 56).

Eine ähnliche Vorrichtung ist auch aus der DE-C-23 46 135 bekannt.

Die werkzeugtechnische Beherrschung des Spritzgießprozesses bereitet jedoch bei Mehrfachform-Heißkanalwerkzeugen Schwierigkeiten und hat über längere Zeit deutliche Fortschritte bei der Anwendung dieses Mehrfachform-Spritz­ gießverfahrens verhindert. Insbesondere ist es schwierig, durch ein geeignetes Steuerungsregime ein Vermischen der unterschiedlichen Kunststoffschmelzen außerhalb des Formhohlraumes zu vermeiden und definierte Kernfilme in einem Spritzgießteil in Verbindung mit einer Kunststoffbasisschicht und einer Kunststoff-Deckschicht innerhalb sehr kurzer Zykluszeiten auszubilden.

Bisher bekannte Einrichtungen für das gleichzeitige Spritzgießen unterschiedlicher Kunststoffschmelzen zeichnen sich daher zumeist durch komplizierte Spritzgießwerkzeuge und Steuerungen aus, die aufgrund ihres Kompliziertheitsgrades störanfällig und kostenintensiv sind, ohne daß in jedem Fall schon befriedigende Ergebnisse erzielt worden wären.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung anzugeben, die bei unkomplizierter Gestaltung und unter weitgehender Verwendung von bei Heißkanalwerkzeugen bewährten Baugruppen die Möglichkeit bietet, aus mehreren, unterschiedlichen Kunststoffmaterialien bestehende Spritzgießteile präzise und mit hoher Wirtschaftlichkeit herzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Mehrfachform-Spritzgießwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorzugsweise sind die Heißkanalverteiler vertikal übereinander und unter Zwischenlage von Dichthülsenscheiben angeordnet, die auch eine aus unterschiedlicher Wärmedehnung resultierende laterale Relativbewegung der Heißkanalverteiler zulassen, wobei die Dichthülsenscheiben jeweils einen mit der zentralen Schmelzebohrung für die zweite Kunststoffschmelze einer zugehörigen Spritzgießdüse kommunzierenden Schmelzeverteilerkanal zwischen dem ersten und zweiten Heißkanalverteiler aufnehmen.

Vorzugsweise wird die erste Kunststoffschmelze des ersten Kunststoffmateriales von einem zentralen mittleren, an der Oberseite der Rückplattenanordnung befindlichen Einlaßbereich durch einen Schmelzeverteilerkanal nach unten durch die Rückplattenanordnung, eine Isolierhülse und den zweiten, oberen Heißkanalverteiler hindurch unter Vermittlung einer Dichthülse zwischen den Heißkanalverteilern in den unteren, ersten Heißkanalverteiler geführt, wobei ein Schmelzeverteilerkanal in diesem spritzgießdüsenseitigen, unteren Heißkanalverteiler geneigte Führungsabschnitte besitzt, die für eine zugehörige Spritzgießdüse in einer Ausnehmung münden, welche gleichermaßen in einer die zugehörige Spritzgießdüse abstützenden Stirnfläche des Heißkanalverteilers, wie auch in einer hinteren, an der Stirnfläche des Heißkanalverteilers anliegenden Rückfläche der Spritzgießdüse ausgenommen ist, wobei die Ausnehmung in der Rückfläche der Spritzgießdüse mit einer ersten und einer zweiten Schmelzebohrung für das erste Kunststoffmaterial kommunizierend verbunden ist, die sich jeweils bis zu einer Mündung in einem Schmelze-Aufnahmeraum in der Düsenspitze der Spritzgießdüse axial erstrecken und radial gegenüber der zentralen Schmelzebohrung versetzt angeordnet sind.

Eine kompakte Anordnung der Spritzgießdüsen bei gleichgewichtiger, balancierter, rheologischer Schmelzeführung im zugehörigen Heißkanalverteiler, wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß die Ausnehmungen benachbarter Spritzgießdüsen einander zugewandt sind und in dem ersten Heißkanalverteiler von zentralen Schmelzeverteilerkanälen sich verzweigende, geneigte Führungsabschnitte jeweils im wesentlichen symmetrisch einen Schmelzeverteilerkanal mit gegenüberliegenden Ausnehmungen benachbarter Spritzgießdüsen verbinden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird für das gemeinsame Spritzgießen mehrerer, materialverschiedener Kunststoffschmelzen durch eine Steuerung der Schmelzen und eines jeweiligen Formanschnittes, der zu einem Formhohlraum führt, dadurch erreicht, daß eine Nadelverschluß-Anschnittsteuerung (valve gating) vorgesehen ist, wobei in der zentralen Schmelzebohrung jeder Spritzgießdüse eine Ventilnadel aufgenommen ist, die sich im Schließzustand in einer vorderen Endstellung in Kontakt mit dem Formanschnitt des zugehörigen Formhohlraumes in einer Formhohlraumplatte befindet, sich für eine längsbewegliche Steuerung durch die zugehörige Spritzgießdüse sowie den ersten und zweiten Heißkanalverteiler erstreckt und die an ihrem hinteren Ende in einer fluidgesteuerten Betätigungseinrichtung, die ihrerseits in der Rückplattenanordnung vorgesehen ist, aufgenommen ist, wobei zumindest ein erster Heißkanalverteiler für das erste Kunststoffmaterial vorgesehen ist, der eine Aufnahme für die Spritzgießdüsen bildet und dessen Schmelzeverteilerkanäle jeweils mit einem ersten, radial gegenüber einer zentralen Schmelzebohrung jeder Spritzgießdüse radial versetzten Schmelzekanal für die erste Kunststoffschmelze kommunizierend verbunden sind, während ein zweiter Heißkanalverteiler, der mit dem ersten Heißkanalverteiler verbunden ist und dessen Schmelzeverteilerkanäle mit einer die zentrale Schmelzebohrung jeder Spritzgießdüse verlängernden, die Ventilnadel aufnehmenden Axialbohrung kommunizierend verbunden sind, vorgesehen ist und die Ventilnadel-Betätigungsvorrichtung zu einer Steuerung der Ventilnadel jeder Spritzgießdüse in eine Zwischenstellung zwischen einer hinteren Offen-Endstellung und einer vorderen Schließ-Endstellung betätigbar ist.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das hintere Ende jeder Ventilnadel in einem hydraulisch gesteuerten Kolben aufgenommen, der abgedichtet in einem Zylinderraum einer ersten Rückplatte angeordnet ist, wobei der Zylinderraum beiderseits des Kolbens unabhängig mit Hydraulikdruck beaufschlagbar ist. Eine die erste Rückplatte überlagernde zweite Rückplatte dichtet den Zylinderraum der ersten Rückplatte ab und weist koaxial zu diesem ebenfalls einen Zylinderraum auf, in dem ein Anschlagkolben gleitbeweglich gelagert ist, der ein zylindrisches Anschlagteil besitzt, welches in den Zylinderraum der ersten Rückplatte hineinragt und eine Hubbegrenzung des das Rückende der Ventilnadel aufnehmenden Kolbens bildet. Der Anschlagkolben ist in Verbindung mit unabhängigen, rheologisch balancierten, hydraulischen Steuerkanälen, begrenzt durch eine obere, dritte Rückplatte, zumindest zwischen einer unteren und einer oberen Endstellung steuerbar.

Weitere, bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den übrigen Unteransprüchen dargelegt.

Besondere Vorteile bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung bestehen darin, daß zur Herstellung eines Mehrkomponenten-Spritzgießteiles aus zumindest einem ersten Kunststoffmaterial und zumindest einem zweiten Kunststoffmaterial, die in einem Spritzzyklus gemeinsam in einen Formhohlraum eingespritzt werden, das erste Kunststoffmaterial von einer ersten Gießeinheit durch einen ersten Heißkanalverteiler einer Spritzgießdüse in eine Düsenspitze derselben zugeführt wird und das zweite Kunststoffmaterial von einer zweiten Gießeinheit durch einen zweiten Heißkanalverteiler der Spritzgießdüse in die Düsenspitze derselben getrennt von dem ersten Kunststoffmaterial zugeführt wird und innerhalb eines Spritzgießzyklus zum Füllen eines der Düsenspitze gegenüberliegenden Formhohlraumes zunächst das erste Kunststoffmaterial, anschließend das zweite Kunststoffmaterial und abschließend nochmals das erste Kunststoffmaterial eingespritzt werden.

Hierdurch wird es ermöglicht, im wesentlichen ein Vermischen von Kunststoffschmelzen unterschiedlichen Materiales im Bereich des Anschnittes einer Formhohlraumplatte zu vermeiden und z. B. eine präzise Ausbildung einer Kernschicht aus einem zweiten Kunststoffmaterial zwischen einer Basis- und einer Deckschicht eines ersten Kunststoffmateriales auszubilden, zugleich eine optimale Führung der Schmelzetemperaturen der unterschiedlichen Kunststoffmaterialien auf ihrem Weg vom Eingießen in ein Spritzgießwerkzeug bis an den Formanschnitt eines Formhohlraumes zu gewährleisten und einen einfachen Aufbau des Spritzgießwerkzeuges bei zugleich hoher Anordnungsdichte von Spritzgießdüsen zu gewährleisten.

Die Einspritzung der Kunststoffmaterialien in den Formhohlraum kann dabei temperaturstabilisiert unter Druck­ und/oder Volumensteuerung durch die jeweiligen Gießeinheiten der Kunststoffschmelzen, erfolgen.

Eine bevorzugte Anwendung kann die Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung für die Herstellung eines im wesentlichen aus zwei Kunststoffmaterialien bestehenden Spritzgießteiles finden, in dem z. B. ein O₂-undurchlässiges Barrierematerial eingebettet ist, wobei das erste Kunststoffmaterial durch den ersten Heißkanalverteiler, an dem die Spritzgießdüse abgedichtet gehalten wird, der Spritzgießdüse außermittig in bezug auf ihre Längsmittelachse zugeführt und durch die erste Schmelzekanaleinrichtung in der Spritzgießdüse zur Düsenspitze derselben geführt wird; das zweite Kunststoffmaterial durch den zweiten Heißkanalverteiler der Spritzgießdüse zentral mittig in bezug auf die Längsmittelachse derselben zugeführt und durch die zentrale, in der Längsmittelachse der Spritzgießdüse verlaufende Schmelzebohrung zur Düsenspitze der Spritzgießdüse geführt wird; das erste Kunststoffmaterial unter Öffnung eines der Düsenspitze gegenüberliegenden Formanschnittes aus einem durch die Düsenspitze gebildeten Ringraum in den Formhohlraum eingespritzt wird, anschließend das zweite Kunststoffmaterial im wesentlichen ohne das erste Kunststoffmaterial in den Formhohlraum eingespritzt wird sowie hieran anschließend zur Komplettierung des Spritzgießteiles das erste Kunststoffmaterial im wesentlichen ohne das zweite Kunststoffmaterial in den Formhohlraum eingespritzt und sodann der Formanschnitt verschlossen wird. Hierbei geht das nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffmateriales erfolgende Einspritzen des zweiten Kunststoffmateriales sowie das sich an dieses anschließende, nochmalige Einspritzen des ersten Kunststoffmateriales vorzugsweise mit einer Veränderung einer Druckdifferenz zwischen dem jeweiligen Schmelzedruck des ersten und zweiten Kunststoffmateriales einher. Außerdem besitzt das zweite Kunststoffmaterial höchstens im wesentlichen die gleiche oder eine niedrigere Viskosität als das erste Kunststoffmaterial.

Vorzugsweise erfolgt das Einspritzen des ersten Kunststoffmateriales unter Verschluß der zentralen, das zweite Kunststoffmaterial führenden Schmelzebohrung, die zum Einspritzen des als Kernmaterial in dem Spritzgußteil vorgesehenen zweiten Kunststoffmateriales geöffnet wird, während das abschließende Einspritzen einer Deckschicht aus dem ersten Kunststoffmaterial erneut unter Verschluß der zentralen, das zweite Kunststoffmaterial führenden Schmelzebohrung erfolgt.

Um eine innige Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Kunststoffmaterial innerhalb des Spritzgießteiles zu gewährleisten, kann es in Abhängigkeit von den verwendeten Materialkombinationen vorteilhaft sein, daß in Verbindung mit dem zweiten Kunststoffmaterial ein Haftvermittler eingespritzt wird, das vorzugsweise ein drittes Kunststoffmaterial ist. Hierzu kann das zweite Kunststoffmaterial umfangsseitig mit einem dritten Kunststoffmaterial dotiert werden, das eine integrale Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Kunststoffmaterial des Spritzgießteiles gewährleistet.

In besonders vorteilhafter Weise läßt sich mit der erfindungsgemäßen Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung die gleichzeitige Herstellung einer Mehrzahl von Spritzgießteilen unter Nadelverschluß-Anschnittsteuerung ausführen, wobei jeweils die Ventilnadel in der zentralen Schmelzebohrung jeder Spritzgießdüse zur Steuerung des Öffnungs- und Schließzustandes zumindest eines zugehörigen Formanschnittes vorgesehen ist. Hierbei wird die Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung wie folgt betätigt:

• - Öffnen des Formanschnittes zur Verbindung eines Ringraumes der Spritzgießdüse, der im wesentlichen mit der druckbeaufschlagten Kunststoffschmelze des ersten Kunststoffmateriales gefüllt ist, mit einem Formhohlraum unter Ausführung einer Teilhub-Rückzugsbewegung der Ventilnadel in Richtung einer hinteren Offen-Endstellung, wobei die die Ventilnadel umgebende, zentrale Schmelzebohrung durch die Ventilnadel verschlossen bleibt, sowie Einspritzen des ersten Kunststoffmateriales in den Formhohlraum,
• - Öffnen der zentralen Schmelzebohrung, die mit der druckbeaufschlagten Kunststoffschmelze des zweiten Kunststoffmateriales gefüllt ist, unter Ausführung einer Vollhub-Rückzugsbewegung der Ventilnadel in die hintere Offen-Endstellung und Einspritzen des zweiten Kunststoffmateriales, gegebenenfalls unter Steuerung der Druckbeaufschlagung des ersten und zweiten Kunststoffmateriales,
• - Schließen der zentralen Schmelzebohrung unter Ausführung einer Teilhub-Vorschubbewegung der Ventilnadel in Richtung einer vorderen Schließ-Endstellung und Einspritzen des ersten Kunststoffmateriales, sowie
• - Schließen des Formanschnittes unter Ausführung einer Vollhub-Vorschubbewegung der Ventilnadel in die vordere Schließ-Endstellung.

Insbesondere durch eine ventilnadelgesteuerte, im wesentlichen separierte Bereitstellung des ersten und zweiten Kunststoffmateriales in der Düsenspitze unmittelbar im Formanschnittbereich des jeweiligen Formhohlraumes ergibt sich vorteilhaft eine Steuerung der sequentiellen Einspritzung der unterschiedlichen Kunststoffmaterialien innerhalb eines Spritzgießzyklus sowie eine hohe Qualität des aus mehreren Komponenten integral bestehenden Spritzgießteiles.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Mehrfachform-Spritzgieß­ werkzeuges in Teilansicht (teilweise im Schnitt) nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht, partiell im Schnitt, nach Fig. 1,

Fig. 3a bis 3e eine Schnittdarstellung der Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Fig. 1 im Bereich einer Spritzgießdüse in schematischer Darstellung zur Erläuterung der einzelnen Phasen eines Spritzgießzyklus zum Spritzgießen zweier Kunststoffmaterialien,

Fig. 4 eine Düsenspitze einer Spritzgießdüse nach Fig. 3 schematisch und in vergrößerter Darstellung.

Der grundsätzliche Aufbau einer Ausführungsform eines Mehrfachform-Spritzgießwerkzeuges wird zunächst anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. Diese zeigen schematisch in Vorder- und Seitenansicht ein Spritzgießwerkzeug zum gleichzeitigen Spritzen von acht Spritzgießteilen, wobei jedes der Spritzgießteile aus zwei Komponenten, d. h. einem ersten Kunststoffmaterial als Basis- und Deckschichtmaterial sowie einem zweiten Kunststoffmaterial als Kernmaterial besteht.

Das Mehrfachform-Spritzgießwerkzeug ist hierbei lediglich in seinem oberen Teil, d. h. im wesentlichen ohne eine Formhohlraumplatte mit den zugehörigen Formhohlräumen gezeigt.

Das Mehrfachform-Spritzgießwerkzeug weist eine Rückplattenanordnung 1 auf, die durch Schrauben 2 (Fig. 2) mit einer gekühlten Formhohlraumplatte 3 (vgl. auch Fig. 3) verschraubt ist, wobei die Formhohlraumplatte 3 Bohrungen 4 zur jeweiligen Aufnahme einer Spritzgießdüse 5 aufweist, die an einer Heißkanalverteileranordnung 6 jeweils befestigt ist, die zwischen der gekühlten Formhohlraumplatte 3 und der Rückplattenanordnung 1 ausgebildet ist. Jede der Spritzgießdüsen 5 besitzt einen Isolierflansch 7, der einerseits einer wärmeisolierten Zentrierung jeder Spritzgießdüse in der Formhohlraumplatte 3 sowie als Verschraubungskörper zur Befestigung der Spritzgießdüsen 5 an der Heißkanalverteileranordnung 6 durch Schrauben 8 dient. Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt eine Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung mit Nadelventil-Anschnittsteuerung, so daß jede Spritzgießdüse 5 eine Ventilnadel 9 aufweist, die sich durch eine zentrale, als Längsmittelbohrung die jeweilige Spritzgießdüse 5 durchsetzende Schmelzebohrung 10 erstreckt und in einer Schließstellung mit einem Spitzenende 11 in einem Formanschnitt 12 einsitzt. Die Ventilnadel 9 erstreckt sich jeweils durch eine Heißkanalanordnung 6 unter Einschluß einer Dichthülsenscheibe 13 sowie eine in diesem Bereich zwischen Heißkanalanordnung 6 und Rückplattenanordnung 1 befindliche Führungshülse 14 in die Rückplattenanordnung 1, die eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 15 für ein angetriebenes, hinteres Ende 16 der Ventilnadel 9 enthält.

Die Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung ist vorgesehen, um Spritzgießteile herzustellen, die integral aus zwei Kunststoffmaterialien bestehen, wobei in einem Spritzzyklus eine erste Kunststoffschmelze eines ersten Kunststoffmateriales und eine zweite Kunststoffschmelze eines zweiten Kunststoffmateriales verarbeitet werden. Die Heißkanalverteileranordnung 6 besteht in diesem Fall aus einem ersten Heißkanalverteiler 6a und einem zweiten, über dem ersten angeordneten Heißkanalverteiler 6b. Beide Heißkanalverteiler 6a, 6b sind unter Zwischenlage von Dichthülsen 13 angeordnet, die neben einem Dichtsitz der Heißkanalverteiler 6a, 6b und einer abgedichteten Aufnahme der Ventilnadel-Axialbohrungen 17 zugleich eine temperaturdifferenzbedingte unterschiedliche Wärmedehnung und hieraus resultierende, relative Gleitbewegung der Heißkanalverteiler 6a, 6b zueinander gestatten. Der untere, erste Heißkanalverteiler 6a, der zugleich mit einer vorderen Stirnfläche 18 eine abgedichtete Aufnahme für die gegen die Stirnfläche 18 durch die Schrauben 8 verspannten Spritzgießdüsen 5 bildet, führt die Schmelze des ersten Kunststoffmateriales durch Schmelzeverteilerkanäle 19, zu denen das erste Kunststoffmaterial von einer zentralen, mittig an der oberen Rückseite der Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung vorgesehenen Eingießöffnung 20 über einen zentralen Schmelzekanal 21, der sich durch die Rückplattenanordnung 1, eine mittlere Positionier- und Dichthülse 22, den zweiten Heißkanalverteiler 6b und eine weitere Dichthülsenscheibe 23 bis zur Mündung in einen der Schmelzeverteilerkanäle 19 des ersten Heißkanalverteilers 6a erstreckt.

Der zweite Heißkanalverteiler 6b besitzt Schmelzeverteilerkanäle 24, die in die Ventilnadel-Axialbohrung 17 für jede Spritzgießdüse 5 münden, zur Einführung des zweiten Kunststoffmateriales in die zentrale Schmelzebohrung 10 jeder Spritzgießdüse 5, in der sich auch die Ventilnadel 9 befindet, über die Ventilnadel-Axialbohrung 17. Eine Eingießöffnung 25 (Fig. 2), die kommunizierend mit den Schmelzeverteilerkanälen 24 des zweiten Heißkanalverteilers 6b verbunden ist, ist seitlich an dem zweiten oberen Heißkanalverteiler 6b vorgesehen. Die Heißkanalverteiler 6a, 6b sind durch integrale eingebettete und mit den Heißkanalverteilern 6a, 6b stoffschlüssig verbundene Heizelemente 26 (Fig. 1), deren elektrische Anschlüsse hier nicht gezeigt sind, in herkömmlicher Weise beheizt, um in Abhängigkeit von der gewählten Materialkombination für das erste und zweite Kunststoffmaterial eine optimale Schmelzetemperatur entlang der Schmelzeverteilerkanäle 19, 24 in jedem der Heißkanalverteiler 6a, 6b zu sichern. Die Temperatur jedes der Heißkanalverteiler 6a, 6b kann in Abhängigkeit von der erforderlichen Viskosität und Arbeitstemperatur für das erste und zweite Kunststoffmaterial, das durch den ersten bzw. zweiten Heißkanalverteiler 6a, 6b geführt wird, unterschiedlich sein und in Verbindung mit hier nicht gezeigten Thermoelementen geregelt werden. Aufgrund des durch die Dichthülsenscheiben 13, 23 in Verbindung mit der mittleren Positionier- und Dichthülse 22 gewährleisteten Dicht- und Gleitsitzes zwischen den Heißkanalverteilern 6a, 6b können diese relativ zueinander temperaturdifferenzbedingte Wärmedehnungsbewegungen ausführen.

Wie insbesondere Fig. 1 sowie die Fig. 3a bis 3e verdeutlichen, münden die Schmelzeverteilerkanäle 19 des ersten, unteren und die Spritzgießdüsen 5 in der Formhohlraumplatte 3 tragenden Heißkanalverteilers 6a über geneigte, symmetrisch zu einem Schmelzeverteilerkanal 19 sich zu benachbarten Spritzgießdüsen 5 erstreckende Führungsabschnitte 19a in Ausnehmungen 27, die jeweils geteilt in der vorderen Stirnfläche 18 sowie korrespondierend in einer hinteren Rückfläche der Spritzgießdüse 5 ausgebildet sind. Jeweils eine Hälfte der Ausnehmung 27 ist somit in dem Heißkanalverteiler bzw. dieser gegenüberliegend in einer Rückfläche der zugehörigen Spritzgießdüse 5 ausgebildet, so daß der Dichtsitz der Spritzgießdüse 5 an dem Heißkanalverteiler 6a zugleich eine Teilungsebene für die Ausnehmung 27 und sich an dieser anschließende, in Umfangsrichtung verlaufende sichelförmige Schmelzekanalabschnitte 28 bildet. Die gegenüberliegenden und in bezug auf die zentrale Schmelzebohrung 10 radial symmetrisch versetzt angeordneten Enden der sichelförmigen Schmelzekanäle 28 sind mit einer ersten und einer zweiten sich axial durch die Düsenspitze 5 erstreckenden Schmelzebohrung 29a, 29b (von denen in den Fig. 3a bis 3e aus Darstellungsgründen jeweils nur die Schmelzebohrung 29a dargestellt ist) verbunden.

Wie Fig. 4 verdeutlicht, münden die erste und zweite Schmelzebohrung 29a, 29b, die die Schmelze des ersten Kunststoffmateriales führen, in einen Ringraum 30 in der Düsenspitze jeder Spritzgießdüse 5, der ein Spitzenende der das zweite Kunststoffmaterial führenden zentralen Schmelzebohrung 10 umgibt.

Auf diese Weise ist in vorteilhafter Art möglich, mittels des ersten und zweiten Heißkanalverteilers 6a, 6b sowie der darin jeweils unabhängig voneinander vorgesehenen Schmelzeverteilerkanäle 19 und 24 die erste Kunststoffschmelze des ersten Kunststoffmateriales durch die erste und zweite Schmelzebohrung 29a, 29b jeder Spritzgießdüse 5 getrennt von der zweiten Kunststoffschmelze des zweiten Kunststoffmateriales, die durch die zentrale Schmelzebohrung 10 jeder Spritzgießdüse 5 gefördert wird, im Bereich des Formanschnittes 12 eines zugehörigen Formhohlraumes des Mehrfachform-Spritzgießwerkzeuges bereitzustellen.

Mit 31 sind in den Fig. 1 und 2 jeweils die elektrischen Verbindungsanschlüsse für ein Heizelement 32 bezeichnet, das in jeder der beheizten Spritzgießdüsen 5 des Mehrfachform-Spritzgießwerkzeuges vorgesehen ist.

Wie aus den schematischen Darstellungen insbesondere gemäß Fig. 3a bis 3e ersichtlich ist, ist ein hinterer Abschnitt des Heizelementes 32 im Bereich des Isolierflansches 7 durch eng aneinanderliegende Windungen gebildet, die insbesondere in eine kontinuierliche Axialnut eingebettet sind und eine erhöhte Heizleistung in einem Bereich der Spritzgießdüse 5 ermöglichen, in dem durch die benachbarte, gekühlte Formhohlraumplatte 3 eine verstärkte Wärmeabführung erfolgt. In einer Zylinder-Außenfläche jeder Spritzgießdüse 5 sind die weiteren Windungen des Heizelementes 32 beabstandet in einem Spiralkanal aufgenommen und im vorderen Endbereich der Spritzgießdüse 5 jeweils erneut durch Ausgestaltung des Spiralkanales zu einer Axialnut in eng aneinanderliegenden Windungen vorgesehen, so daß im Bereich des Sitzes der beheizten Spritzgießdüse 5 in der gekühlten Formhohlraumplatte und der damit einhergehenden erhöhten Wärmeabführung ebenfalls die Wattdichte des Heizelementes erhöht werden kann.

Von besonderer Bedeutung für das das gemeinsame Spritzgießen eines zweiten Kunststoffmateriales durch die zentrale Schmelzebohrung 10 sowie des ersten Kunststoffmateriales durch die erste und zweite Schmelzebohrung 29a, 29b, die in den Ringraum 30 münden, ist die Anordnung eines Spitzenendes 32a des Heizelementes 32 in der Düsenspitze ringsum die Mündung der zentralen Schmelzebohrung 10, die ebenfalls durch die Ventilnadel 8 gesteuert wird. Hierfür ist das vordere Ende des Heizelementes, das sich entlang des Außenumfanges der Spritzgießdüse 5 erstreckt, über einen Radialkanal 33 nach innen und in die Spitze eines eine Öffnung 34 der zentralen Schmelzebohrung bildenden Düsenmundstückes 35 geführt und hier vorzugsweise in zwei Windungen angeordnet. Auf diese Weise ist eine verzögerungsarme Temperatursteuerung für die erste und zweite Schmelze des ersten und zweiten Kunststoffmateriales unmittelbar im Bereich des Formanschnittes 12 der Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung möglich. Mit einem Pfeil X ist in Fig. 4 ein einstellbares Axialmaß des Düsenmundstückes 35 für die Ausbildung eines Heißfilms bezeichnet.

Die in Längsrichtung jeder Spritzgießdüse 5 steuerbare Ventilnadel 9 ist mit ihrem hinteren Ende 16 in einem Aufnahmekolben 36 der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 15 in einer unteren, der Heißkanalverteileranordnung 6 zugewandten, dritten Rückplatte 1c der Rückplattenanordnung 1 aufgenommen. Der Aufnahmekolben 36 ist in einem Dichtungsring 37 mit einem Dichtungsvorsprung 38 aufgenommen und in einem Zylinderraum 39 der dritten Rückplatte 1c gleitverschieblich. Mit Hydraulikfluid druckbeaufschlagte Steuerkanäle 43, 44 in der dritten Rückplatte 1c sowie einer oberhalb derselben angeordneten, den Zylinderraum 39 abdichtenden Rückplatte 1b ermöglichen eine Doppelhubsteuerung des Aufnahmekolbens 36.

Wie im folgenden noch anhand der Fig. 3a bis 3e im einzelnen erläutert wird, ist es für das gemeinsame, sequentielle Spritzgießen des ersten und zweiten Kunststoffmateriales für ein Mehrkomponenten-Spritzgießteil in einem Mehrfachform-Spritzgießwerkzeug mit Nadelverschluß-Anschnittsteuerung, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bevorzugt, eine solche Längssteuerung der Ventilnadel 9 vorzusehen, daß diese Steuerung in einem Spritzgießzyklus das Spritzgießens des ersten Kunststoffmateriales durch die erste und zweite Schmelzebohrung 29a, 29b und den Ringraum 30 der Spritzgießdüse 5 zu einem Formanschnitt 12 für die Ausbildung einer Basisschicht des Spritzgießteiles, das anschließende Spritzgießens des zweiten Kunststoffmateriales aus der zentralen Schmelzebohrung 10 für die Ausbildung einer Kernmaterialschicht und das abschließende, erneute Spritzgießens des ersten Kunststoffmateriales, im wesentlichen ohne Vermischung der ersten und zweiten Kunststoffschmelze stromauf des Formanschnittes 12 ermöglicht.

In Verbindung mit einer Nadelverschluß-Anschnittsteuerung des Formanschnittes 12 ist es hierbei erforderlich, die Ventilnadel 9 nicht nur zwischen einer Schließ-Endstel­ lung, in der eine Nadelspitze der Ventilnadel 9 in dem Formanschnitt 12 einsitzt und einen zugehörigen Formhohlraum verschließt, sowie einer Offen-Endstellung, in der der Formanschnitt 12 den Zutritt einer Schmelze eines Kunststoffmateriales zu dem Formanschnitt 12 ermöglicht, zu steuern, sondern überdies eine zwar die zentrale Schmelzebohrung 10 und die Öffnung 34 im Düsenmundstück 35 verschließende, den Formanschnitt 12 jedoch freigebende Zwischenstellung für die Ventilnadel 9 vorzusehen, in der die zentrale Schmelzebohrung 10 durch die Ventilnadel 9 verschlossen wird, durch die Verbindung des Formanschnittes 12 mit dem Ringraum 30 und der ersten bzw. zweiten Schmelzebohrung 29a, 29b für das erste Kunststoffmaterial jedoch eine Einspritzung desselben separat von dem zweiten Kunststoffmaterial erfolgen kann.

Zu diesem Zweck weist die hydraulische Betätigungsvorrichtung 15 in der zweiten Rückplatte 1b einen weiteren Zylinderraum 40 auf, in dem ein Anschlagkolben 41 gleitbeweglich angeordnet ist, der als Stufenkolben mit einem zugleich der Kolbenführung dienenden axialen Anschlagvorsprung 42 koaxial in den Zylinderraum 39 der dritten Rückplatte 1c hineinragt und in Abhängigkeit von einer oberen, zurückgezogenen Endstellung oder einer vorderen, vorgeschobenen Endstellung eine Axialverschiebung des Aufnahmekolbens 36, der unmittelbar die Ventilnadel 9 steuert, begrenzt, so daß eine Axialposition der Ventilnadel 9 bzw. des Aufnahmekolbens 36 in bezug auf eine zurückgezogene Endstellung (Offen-)Endstellung der Ventilnadel 9 und einer Zwischenstellung durch die Steuerung des Anschlagkolbens 41 gesteuert wird. Hierzu dient ein weiterer, Hydraulikfluid führender Steuerkanal 45 in der zweiten Rückplatte 1b sowie ein Hydraulikfluid-Steuerkanal 46 in einer oberen, die Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach oben abschließenden ersten Rückplatte 1a, so daß auch für den Anschlagkolben 41 eine Doppelhubsteuerung möglich ist.

Es ist jedoch in Abhängigkeit vom jeweiligen Spritzgießproblem, dem Schichtaufbau innerhalb des zu fertigenden Spritzgießteiles und der Konfiguration desselben, der Erstreckung der Sperrschicht aus dem zweiten Kunststoffmaterial, der Art der verwendeten Kunststoffmaterialien etc. möglich, auf eine Kolbensteuerung der Zwischenstellungen der Ventilnadel 9 zu verzichten und in Verbindung mit einer Druckbeaufschlagung des hinteren Endes 16 der Ventilnadel 9 deren Öffnungs- und Schließbewegung druckdifferenzabhängig durch den Schmelzedruck (Gegendruck) der Schmelze des ersten und/oder zweiten Kunststoffmateriales zu steuern. Hierdurch kann eine deutliche Vereinfachung der Rückplattenanordnung 1 und der hydraulischen Steuereinrichtung 15 für die Ventilnadel 9 erreicht werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3a bis 3e wird nunmehr das Verfahren zur Herstellung eines aus zwei Kunststoffmaterialien bestehenden Spritzgießteiles erläutert.

In dem vorliegenden Fall wird als erstes, das Grundmaterial bildende Kunststoffmaterial des Spritzgießteiles Polypropylen verwendet, während zur Bildung einer sauerstoffundurchlässigen Barriereschicht als zweites Kunststoffmaterial Polyamid (Nylon) eingespritzt wird. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese Materialien beschränkt, sondern es können auch andere geeignete Materialkombinationen, z. B. unter Verwendung von Äthylen-Vinylalkohol, in Abhängigkeit von den jeweiligen Anwendungsbedingungen und der Verarbeitbarkeit der Materialien in einem integralen Spritzgießprozeß verwendet werden.

Die Fig. 3a bis 3e zeigen jeweils schematisch einen Axialschnitt des Mehrfachform-Spritzgießwerkzeuges nach den Fig. 1 und 2 für eine Spritzgießdüse 5 in unterschiedlichen Phasen eines Spritzgießzyklus. Fig. 3a zeigt das Spritzgießwerkzeug am Beginn eines Spritzgießzyklus. In diesem Zustand ist der Formanschnitt 12 der Formhohlraumplatte 3 durch die Ventilnadel 9 verschlossen, der Aufnahmekolben 36 befindet sich demzufolge in einer unteren Endstellung, die der Schließ-Endstellung der Ventilnadel 9 entspricht. Der Steuerkanal 44 in der Rückplatte 1b für das Hydraulikfluid, der kommunizierend mit dem Zylinderraum 39 verbunden ist, führt einen höheren Hydraulikdruck als der Steuerkanal 43 in der dritten Rückplatte 1c. Der hydraulische Steuerdruck in dem Steuerkanal 43 kann in seiner Höhe dem Steuerdruck in dem Steuerkanal 46 in der ersten Rückplatte 1a für den Anschlagkolben 41 entsprechen. Der Hydraulikdruck in dem weiteren Steuerkanal 45 der zweiten Rückplatte 1b kann in dieser Phase auf dem Niveau des Steuerdruckes in dem Hydraulikkanal der dritten Rückplatte 1c und ersten Rückplatte 1a gehalten werden. Vorzugsweise sind die Steuerkanäle 43, 45, 46 druckentlastet, während der Steuerkanal 44 einen Versorgungsdruck führt.

Die Ventilnadel 9 erstreckt sich von ihrer Aufnahme in dem Aufnahmekolben 36 durch die Führungsbuchse 14, die zwischen der unteren Rückplatte 1c und dem zweiten Heißkanalverteiler 6b angeordnet ist und einerseits eine Ringausnehmung 14a zur Aufnahme der Schraubenköpfe der Schrauben 8 zum Verspannen und Schraubbefestigen der Spritzgießdüsen 5 an dem unteren, ersten Heißkanalverteiler 6a aufweist, sowie einen zylindrischen Rohrvorsprung 14b besitzt, mit dem die Führungsbuchse 14 in die jeweils die zentrale Schmelzebohrung 10 jeder Spritzgießdüse 5 verlängernde Axialbohrung 17, die sich durch die Heißkanalverteiler 6a, 6b und die diese beabstandende Dichthülse 13 zur Aufnahme der Ventilnadel 9 erstreckt, eingreift und zugleich die Führungshülse 14 zentriert. Der Rohrvorsprung 14b dient zugleich zur Abdichtung der Axialbohrung 17 in Richtung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 15 und zur Umlenkung des Schmelzeflusses des zweiten Kunststoffmaterials aus dem Schmelzeverteilerkanal 24 in die Axialbohrung 17 zu der zentralen Schmelzebohrung 10. Die Führungsbuchse 14 dient überdies als axiale Druckaufnahmebuchse gegen die untere, dritte Rückplatte 1c in Verbindung mit einer Wärmedehnung der beiden Heißkanalverteiler 6a, 6b.

Aus den Fig. 3a bis 3e wird ferner die Verschraubung der Heißkanalverteiler 6a, 6b mit der Formhohlraumplatte 3 (Schrauben 47), der Sitz der Spritzgießdüse 5 in der Formhohlraumplatte 3 sowie die Schmelzeverteilung des ersten Kunststoffmateriales durch den jeweiligen Schmelzeverteilerkanal 19 und den geneigten Führungsabschnitt 19a zur Ausnehmung 27 an der Rückseite der Spritzgießdüse 5 bzw. der Stirnfläche 18 des ersten Heißkanalverteilers 6a und die Weiterführung der Schmelze des ersten Kunststoffmateriales durch die Schmelzekanäle 28 zu der ersten und zweiten Schmelzebohrung 29a, 29b deutlich, wobei in Fig. 3a bis 3e jeweils nur einer der beiden radial äquidistant zu der zentralen Schmelzebohrung 10 angeordneten ersten und zweiten Schmelzebohrung 29a, 29b dargestellt ist (vgl. aber Fig. 4). Die Schmelzebohrungen 29a, 29b münden in den Ringraum 30 in der Düsenspitze, während die zentrale Schmelzebohrung 10 sich unmittelbar gegenüberliegend zu dem Formanschnitt 12 in der durch die Spitze 11 der Ventilnadel 9 gesteuerten Öffnung 34 des Düsenmundstückes 35 mit dem Spitzenende 32a des Heizelementes 32 erstreckt.

Ein Thermoelement 48 ist als Signalgeber für die Temperatursteuerung der Spritzgießdüse 5 bis in ein Vorderende derselben geführt.

In Fig. 3a ist der Formanschnitt 12 durch die Ventilnadel 9 geschlossen, der Hydraulikdruck in den Steuerkanälen 43, 45 und 46 ist vorzugsweise abgeschaltet, während ein Versorgungsdruck an dem Steuerkanal 44 anliegt.

Unter Volumen- und/oder Drucksteuerung für die Einspritzung der ersten Kunststoffschmelze aus der ersten und zweiten Schmelzebohrung 29a, 29b und damit einhergehender Ventilnadelbetätigung erfolgt innerhalb eines Spritzgießzyklus - wie in Fig. 3b gezeigt ist - ein Einspritzen der ersten Kunststoffschmelze des ersten Kunststoffmateriales durch den Heißkanalverteiler 6a mit dem Schmelzeverteilerkanal 19, die Ausnehmung 27, die Schmelzekanäle 28, die erste und zweite Schmelzebohrung 29a sowie 29b und den Ringraum 30 in den Formanschnitt 12. Hierbei wird die Ventilnadel 9 in eine erste rückwärtige Zwischenstellung zurückgezogen (die in Fig. 4 als untere gestrichelte Darstellung des Spitzenendes 11 der Ventilnadel 9 gezeigt ist), um den Formanschnitt 12 zu öffnen und mit dem Ringraum 30 zu verbinden, derart, daß ein Hydraulikdruck in dem Steuerkanal 46 auf seinen Maximalwert geregelt wird, der Steuerkanal 44 drucklos bleibt, in dem Steuerkanal 43 ein Hydraulikdruck aufgebaut wird und der Hydraulikdruck in dem Steuerkanal 45 entlastet bzw. abgeschaltet wird.

Auf diese Weise wird der Anschlagkolben 41 in der zweiten Rückplatte 1b in seine untere Endstellung vorgespannt, so daß der Anschlagvorsprung 42 maximal in den Zylinderraum 39 der dritten Rückplatte 1c hineinragt und einen Anschlag für den nach rückwärts durch den Steuerkanal 43 druckbelasteten Aufnahmekolben 36 mit dem hinteren Ende 16 der Ventilnadel 9 bildet.

In dieser, durch die Druckdifferenz zwischen den Steuerkanälen 43 und 46c in Verbindung mit dem Anschlagkolben 41 bestimmten Zwischenstellung der Ventilnadel 9, gibt diese den Formanschnitt 12 frei, während gleichzeitig die Öffnung 34 der zentralen Schmelzebohrung in dem beheizten Düsenmundstück 35 verschlossen bleibt (vgl. Fig. 4) und die erste Kunststoffschmelze druck- und volumengesteuert aus dem Ringraum 30 zur Bildung einer Basisschicht des Spritzgießteiles in den Formhohlraum eingespritzt wird.

Eine nächste Phase des Spritzgießzyklus zeigt Fig. 3c, in der die Ventilnadel 9 sich in ihrer vollständigen Offen- Stellung, d. h. in einer rückwärtigen Endlage, befindet. Die gleiche Phase ist in Fig. 4 durch die obere gestrichelte Position des Spitzenendes 11 der Ventilnadel 9 bezeichnet. Diese Stellung wird bestimmt durch die obere Endlage des Anschlagkolbens 41 mit dem Anschlagvorsprung 42, gegen den der Aufnahmekolben 36 unverändert anliegt. Zur Einspritzung der zweiten Kunststoffschmelze durch die von der Ventilnadel 9 in ihrer hinteren Endstellung freigegebene Öffnung 34 des Düsenmundstückes 35 sind die Steuerkanäle 44 und 46 druckentlastet, während ein Versorgungsdruck in den Steuerkanälen 43 und 45 anwesend ist, der den Anschlagkolben 41 bzw. den Aufnahmekolben 36 in die jeweils obere Endlage vorspannt. Unter Druck- und Volumensteuerung der zweiten Schmelze des zweiten Kunststoffmateriales in bezug auf den Schmelzedruck des ersten Kunststoffmateriales wird in dieser Phase die Kernschicht (Sperrschicht) des Spritzgießteiles aus dem zweiten Kunststoffmaterial im wesentlichen ohne Vermischung mit dem ersten Kunststoffmaterial durch den Formanschnitt 12 in den Formhohlraum eingespritzt.

Zum abschließenden Spritzen einer Deckschicht des Spritzgießteiles aus dem Grundmaterial (erstes Kunststoffmaterial) wird die Ventilnadel 9 wieder in die Zwischenstellung gemäß Fig. 3b vorgeschoben, indem die Hydraulikdruckbeaufschlagung zwischen dem Steuerkanal 46 und dem Steuerkanal 45 wieder vertauscht und der Anschlagkolben 41 in seine untere Endstellung vorgeschoben wird, wobei die Steuerdruckbeaufschlagung der Steuerkanäle 43 bis 46 derjenigen entspricht, wie sie für Fig. 3b erläutert werden. Obwohl dies in den Figuren, insbesondere in Fig. 4 nicht gezeigt ist, sind zwischen der Öffnung 34 und der Ventilnadel 9 Spaltbedingungen geschaffen (entweder durch einen kontinuierlichen Ringspalt oder durch in Umfangsrichtung beabstandete Längsausnehmungen an der Innenumfangsfläche der Öffnung 16 und/oder der Außenumfangsfläche der Ventilnadel 9), derart, daß bei der Vorschubbetätigung der Ventilnadel 9 in ihre End-Schließstellung die sich unterhalb der Spitze 11 der Ventilnadel 9 befindliche Schmelze im Gegenstrom zur Ventilnadelbewegung zwischen der Öffnung 16 und der Ventilnadel 9 hindurch zurückströmen kann. Das Timing der Ventilnadelsteuerung wird wesentlich durch den dabei entstehenden Strömungswiderstand bestimmt.

Nach Spritzen der Deckschicht des Spritzgießteiles wird der Spritzgießzyklus unter kurzzeitiger Beibehaltung des Spritzgießdruckes zur Formverdichtung und Verschließen des Formanschnittes 12 durch die Ventilnadel 9 beendet, wie dies in Fig. 3e gezeigt ist, die mit Fig. 3a übereinstimmt. Die Steuerkanäle 43, 45, 46 werden druckentlastet, während der Steuerkanal 44 einen Versorgungsdruck (Schließdruck) führt. Das vorerläuterte Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrkomponenten-Spritzgießteiles und eines hierfür angepaßten Mehrfachform-Spritzgießwerkzeuges ermöglichen die Herstellung von aus mehreren Kunststoffmaterialien bestehenden Spritzgießteilen mit hoher Präzision und unter Vermeidung von Gemischtströmungen innerhalb der Spritzgießeinrichtung.

Für den Fachmann ist deutlich, daß die Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung selbstverständlich nicht auf das vorgenannte Ausführungsbeispiel beschränkt ist und z. B. auch mehr als zwei unterschiedliche Kunststoffmaterialien in einem Spritzgießzyklus zur Herstellung eines Mehrkomponenten-Spritzgießteiles verarbeitet werden können. In diesem Zusammenhang kann insbesondere zur zuverlässigen Verbindung der Kunststoffmaterialien zu einem integralen Spritzgießteil ein drittes Kunststoffmaterial als Haftvermittler zwischen einer inneren Kernmaterialschicht (zweites Kunststoffmaterial) und dem diese zumindest partiell umgebenden Basis-Kunststoffmaterial (erstes Kunststoffmaterial) vorgesehen sein. Zur Einspritzung eines dritten Kunststoffmateriales als Haftvermittler zwischen dem ersten und zweiten Kunststoffmaterial könnte das vorerläuterte Ausführungsbeispiel der Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung z. B. durch Ausbilden einer Zuführungsanordnung modifiziert sein, durch die der Schmelzestrom des zweiten Kunststoffmateriales an seinem Umfang mit einem dünnen Kunststoffmaterialfilm versehen wird, der ein hohes Vernetzungsbestreben sowohl zu dem ersten als auch zu dem zweiten Kunststoffmaterial besitzt, und die Verbindung zwischen den Kunststoffmaterialien innerhalb des fertigen Spritzgießteiles verbessert.

Die Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung ist auch nicht auf die Verwendung einer Nadelverschluß-Anschnittsteuerung beschränkt, obwohl sich diese als besonders vorteilhaft erweist. Vielmehr könnte unter Verzicht auf die im obigen Ausführungsbeispiel erläuterte Ventilnadel und zugehörige hydraulische Betätigungsvorrichtung derselben auch eine thermische Anschnittsteuerung durch Einfrieren bzw. Schmelzen eines Kunststoffpfropfens in Verbindung mit der Ansteuerung des Spitzenendes des Heizelementes in dem Düsenmundstück erfolgen (thermal valve gating). Auch in diesem Fall könnte ein separiertes Einspritzen der unterschiedlichen Kunststoffmaterialien unter Volumen und Drucksteuerung des Schmelzedruckes der Schmelzen des ersten und zweiten Kunststoffmateriales in den getrennten Schmelzekanaleinrichtungen erfolgen.

Schließlich ist die Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung auch für eine Vielzahl von Materialkombinationen verwendbar, wobei insbesondere die Schmelzeviskosität der Materialien zueinander und ein im wesentlichen übereinstimmendes Temperaturfenster sowie das Verbindungsverhalten der unterschiedlichen Kunststoffmaterialien zueinander wesentlich sind. Es wird bevorzugt, daß das zweite, eine Kernschicht des Spritzgießteiles bildende Kunststoffmaterial eine gleiche oder niedrigere Viskosität als das Grundmaterial bzw. das das Kernmaterial einbettende erste Kunststoffmaterial aufweist.

Vorzugsweise wird als Grundmaterial Polypropylen und als Kernmaterial (Sperrschichtmaterial) Nylon oder Äthylenvinylalkohol verwendet.

Claims (11)

1. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung mit einer Rückplattenanord­ nung, einer Heißkanalverteileranordnung mit einem ersten Heiß­ kanalverteiler für ein erstes Kunststoffmaterial und einem zweiten Heißkanalverteiler für zumindest ein weiteres Kunst­ stoffmaterial sowie mit an der Heißkanalverteileranordnung be­ festigten Spritzgießdüsen zur Zuführung der Kunststoffmateria­ lien zu zugehörigen, in einer Formhohlraumplatte ausgebilde­ ten Formhohlräumen, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißkanalverteiler (6a, 6b) zwischen der Formhohlraum­ platte (3) und der Rückplattenanordnung (1) abfolgend angeord­ nete Verteilerplatten bilden, wobei der erste, die Spritzgieß­ düsen tragende Heißkanalverteiler (6a) vor dem zweiten Heißka­ nalverteiler (6b) angeordnet ist und ein zentraler Schmelzezu­ führungskanal (21) für das erste Kunststoffmaterial sich von einer zentralen ersten Eingießöffnung (20) an der Rückseite der Rückplattenanordnung (1) durch diese hindurch und durch den zweiten Heißkanalverteiler (6b) zu dem ersten Heißkanal­ verteiler (6a) erstreckt und in die im wesentlichen horizontal verzweigt verlaufenden Heißkanäle (19) mündet, die mit dem zu­ gehörigen Schmelzekanal (29a, 29b) jeder Spritzgießdüse (5) verbunden sind.

2. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Eingießöffnung (25) für das zweite Kunststoffmaterial seitlich an dem zweiten, zwischen dem ersten Heißkanalverteiler (6a) und der Rückplattenanord­ nung (1) angeordneten Heißkanalverteiler (6b) ausgebildet und kommunizierend mit im wesentlichen horizontal verzweigt ver­ laufenden Heißkanälen (24) verbunden ist, die ihrerseits mit einer jeweiligen zentralen Schmelzebohrung (10) jeder Spritz­ gießdüse (5) durch die zentralen Schmelzebohrungen (10) durch die Heißkanalverteiler (6a, 6b) hindurch verlängernde Axial­ bohrungen (17) kommunizierend verbunden sind.

3. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heißkanalverteiler (6a, 6b) un­ ter Zwischenlage von Dichthülsenscheiben (13) gegeneinander verspannt sind, wobei die Dichthülsenscheiben (13) einen Teil der die zentralen Schmelzebohrungen (10) der Spritzgießdüsen (5) nach rückwärts durch die Heißkanalverteiler (6a, 6b) hin­ durch verlängernden Axialbohrungen (17) bilden.

4. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und zweiten Heißkanalverteiler (6a, 6b) eine Dichtungshülse (23) einen Teil des zentralen Schmelzezuführungskanales (21) für das erste Kunststoffmate­ rial bildet.

5. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißkanäle (19) des die Spritzgießdüsen (5) lagernden, vorderen Heißkanalverteilers (6a) geneigte Führungsabschnitte (19a) besitzen, die in einer Ausnehmung (27) münden, welche gleichermaßen in einer die zugehörige Spritzgießdüse (5) ab­ stützenden Stirnfläche (18) des vorderen Heißkanalverteilers (6a) als auch in einer hinteren, an der Stirnfläche (18) des Heißkanalverteilers (6a) anliegenden Rückfläche der Spritz­ gießdüse (5) ausgenommen ist, wobei die Ausnehmung (27) in der Rückfläche der Spritzgießdüse (5) mit dem Schmelzekanal (29a, 29b) der Spritzgießdüse (5) für das erste Kunststoffmaterial kommunizierend verbunden ist.

6. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (27) für benachbarte Spritzgießdüsen (5) jeweils paarweise einander zugewandt sind und die geneigten Führungsabschnitte (19) jeweils paarweise symmetrisch einen Heißkanal (19) mit den gegenüberliegenden Ausnehmungen (27) eines Paares zugehöriger Spritzgießdüsen verbinden.

7. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spritzgießdüse (5) integral einen Isolierflanschkörper (7) zur Befestigung der Spritzgießdüse (5) an dem ersten, vor­ deren Heißkanalverteiler (6a) aufweist, zwischen dem zweiten, hinteren Heißkanalverteiler (6b) und der Rückplattenanordnung (1) im Bereich jeder Spritzgießdüse (5) eine Ventilnadel-Führungsbuchse (14) für eine in der zentralen Schmelzebohrung (10) jeder Spritzgießdüse (5) längsverschieb­ lichen Ventilnadel (9) vorgesehen ist, die Spritzgießdüsen (5) mit den Führungsbuchsen (14) unter Einschluß der Heißka­ nalverteiler (6a, 6b) durch Befestigungsschrauben (8) zu einer baulichen Einheit verbunden sind und die Heißkanalverteiler (6a, 6b) ihrerseits an der Formhohlraumplatte (3) durch Be­ festigungsschrauben (47) befestigt sind und die Rückplattenan­ ordnung (1) mit der Formhohlraumplatte (3) verschraubt ist.

8. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzekanal in jeder Spritzgießdüse (5) für das erste Kunststoffmaterial eine erste und eine zweite Schmelzebohrung (29a, 29b) bildet, die sich axial durch die Spritzgießdüse (5) bis zu einer Mündung in einem Schmelze-Aufnahmeraum (30) in einer Düsenspitze der Spritzgießdüse (5) erstrecken und die, verbunden mit der Ausnehmung (27) in der Rückfläche der Spritzgießdüse (5) münden, daß die zentrale Schmelzebohrung (10) für das zweite Kunststoffmaterial sich entlang der Längs­ mittelachse der Spritzgießdüse (5) erstreckt und die in der zentralen Schmelzebohrung (10) aufgenommene Ventilnadel (9) durch die die zentrale Schmelzebohrung (10) verlängernde Axialbohrung (17) sowie die Ventilnadel-Führungsbuchse (14) zur Aufnahme eines hinteren Endes (16) der Ventilnadel (9) in einer in der Rückplattenanordnung (1) vorgesehenen hydrauli­ schen Betätigungseinrichtung (15) erstreckt.

9. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende (16) der Ventilnadel (9) in einem Kolben (36) aufgenommen ist, der abgedichtet in einem Zylinderraum (39) einer ersten Rückplatte (1c) der Rückplat­ tenanordnung (1) angeordnet ist, wobei der Zylinderraum (39) beiderseits des Kolbens (36) unabhängig mit Fluiddruck beauf­ schlagbar und in der Rückplatte (1c) ein mit dem Zylinderraum (39) kommunizierender Steuerkanal (43) vorgesehen ist.

10. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückplattenanordnung (1) neben der er­ sten Rückplatte (1c) eine zweite und eine hintere dritte Rück­ platte (1b, 1a) aufweist, daß in der die Zylinderräume (39) der ersten Rückplatte (1c) abdichtenden zweiten Rückplatte (1b) in einem jeweils zugehörigen Zylinderraum (40) ein An­ schlagkolben (41) gleitbeweglich gelagert ist, der mit einem zylindrischen Anschlagteil (42) in den Zylinderraum (36) der ersten Rückplatte (1c) zu einer Hubbegrenzung des das Rückende (16) der Ventilnadel (9) jeweils aufnehmenden Kolbens (39) hineinragt und die Zylinderräume (40) der zweiten Rückplatte (1b) mit den Anschlagkolben (41) durch die hintere, dritte Rückplatte (1a) abgedeckt sind, die hydraulische Steuerkanäle (46) für die Steuerdruckbeaufschlagung des Anschlagkolbens (41) aufweist, die zweite Rückplatte (1b) Steuerkanäle (44, 45) für eine Steuerdruckbeaufschlagung des Anschlagkolbens (41) und des Aufnahmekolbens (36) für die Ventilnadel (9) auf­ weist und die dritte Rückplatte (1a) unter Einschluß der er­ sten und zweiten Rückplatte (1b, 1c) mit der Formhohlraumplat­ te (3) verschraubt ist.

11. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spritzgießdüse (5) ein integral stoffschlüssig verbunde­ nes Heizelement (32) aufweist, das sich mit einem Spitzenende (32a) in eine Düsenspitze der jeweiligen Spritzgießdüse (5) erstreckt und eine Öffnung (34) der zentralen Schmelzebohrung (10) umgibt.