DE4120403C2 - Verfahren zum Temperieren einer Spritzgießform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren einer Spritzgießform, bei dem die Spritzgießform ganz oder teilweise durch ein Wärmetransportmedium tempe­ riert wird und bei dem die Wärmezufuhr beziehungsweise Wärmeabfuhr taktabhängig wechselnd gesteuert wird.

Beim Spritzgießen von Thermoplasten muß die Form eine bestimmte Temperatur haben, deren optimaler Wert je nach Art des Spritzlings und des zu gießenden Materials unterschiedlich sein kann. Er wird einerseits so niedrig gewählt, daß sich eine möglichst schnelle Ab­ kühlung des Formlings und damit eine kurze Taktzeit ergibt, und andererseits so hoch, daß die Form gleich­ mäßig gefüllt wird und das hergestellte Teil hinreichend Spannungs- und verzugsfrei ist. Die gewünschte Temperatur stellt man bislang dadurch her, daß die Spritzgießform mit einem geeigneten Wärmetransport­ medium (im allgemeinen Wasser) entsprechend temperiert wird.

Aus der DE-OS 19 38 496 ist ein Verfahren zur Ver­ hinderung von Orientierungen und Eigenspannungen in Spritzgußteilen bekannt, die aus thermoplastischem Material hergestellt werden. Der Verlauf der Temperatur der in die Form eingespritzten Spritzmasse wird ge­ steuert. Der Steuervorgang erfolgt dadurch, daß beim Spritzgießen die Spritzgußform aufgeheizt und nach Ab­ schluß des Einspritzvorganges gekühlt wird. Die Tempe­ rierung erfolgt mit einem erhitzten beziehungsweise einem gekühlten Fluid, das durch entsprechende Hohl­ räume der Form geleitet wird. Als Fluid kann beispiels­ weise heißes Öl oder Wasserdampf verwendet werden.

In der Zeitschrift Kunststoffe-Plastics 12/85 Seiten 11-13 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Ab­ wärme von Spritzgußmaschinen genutzt wird, um eine Raumheizung durchzuführen. Es wird hierbei davon ausge­ gangen, daß Spritzgußmaschinen mit unterschiedlichen Antrieben ausgestattet sind und beim Betrieb jeden An­ triebes Abwärme entsteht, die einer weiteren Nutzung zugeführt werden kann. Insbesondere wird auch die Ab­ wärme genutzt, die aufgrund der Kühlung der Spritzpro­ dukte entsteht. Das Spritzgußmaterial wird zur Plasti­ fizierung in der Regel bei Temperaturen oberhalb von 200°C in die Form eingespritzt und vor einem Entformen muß eine entsprechende Kühlung durchgeführt werden. Es steht somit ein erhebliches Wärmepotential zur Ver­ fügung, das einer anderweitigen Nutzung zugeführt werden kann. Generell ist es somit möglich, an unter­ schiedlichen Stellen von Spritzgußmaschinen anfallende Abwärme einer weiteren Verwendung zuzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebsaufwendungen zu verringern.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß zum Heizen die Abwärme eines Maschinenantriebs verwendet wird.

Bei Taktbeginn wird die Form zunächst beheizt, damit sie beim Füllen eine hinreichend hohe Temperatur auf­ weist. Danach wird umgestellt auf Kühlung, um eine möglichst rasche Erstarrung und Ausformbarkeit des Formlings zu erzielen.

Die Form kann zu diesem Zweck mit zwei Systemen von Kühl- beziehungsweise Heizkanälen versehen sein, die alternierend von dem Kühl- beziehungsweise Heizmedium durchflossen werden. Wenn die Form klein ist oder wenn man die Energieverluste vermeiden will, die dadurch verursacht werden, daß jeweils auch das andere Medium am Wärmeaustausch mit dem jeweils aktiven Medium be­ teiligt ist, genügt auch ein einziges Kanalsystem, das wechselnd an das Kühl- beziehungsweise Heizmedium ange­ schlossen wird. Wenn in diesem Zusammenhang von der Form gesprochen wird, so soll damit auch der Fall er­ faßt werden, daß nicht die Form in ihrer Gesamtheit, sondern nur Teile derselben erfindungsgemäß betrieben werden.

Zweckmäßigerweise wird zum Heizen die Abwärme eines Maschinenantriebs genutzt. Eine bevorzugte Lösung be­ steht darin, daß das Hydrauliköl der Spritzgießmaschine auch als Heizmedium verwendet wird.

Um eine möglichst effektive Kühlung zu erreichen, kann das Kühlmedium unter die bislang gebräuchlichen Temperaturen (Wassernetztemperatur) gekühlt werden, vorzugsweise innerhalb des Bereichs von +10°C bis -20°C.

Die Steuerung kann von der allgemeinen Maschinen­ steuerung her erfolgen, wobei die jeweiligen Umschalt­ zeiten innerhalb des Arbeitsspiels durch Versuch er­ mittelt werden können.

Beispiel: Das auf ca. 30°C bis 50°C vorgewärmte Werk­ zeug wird gefüllt. Nach oder kurz vor Beendigung des Füllprogramms wird auf Kühlung umgeschaltet. Das Kühl­ medium wird mit +10°C bis -20°C zugeführt. Beim öffnen des Werkzeugs werden die Spritzlinge vorbe­ reitend etwas entformt, damit sie schon großenteils von den Werkzeugoberflächen gelöst sind. Danach wird der Kühlvorgang beendet und die Heizung wieder aktiviert, um das Werkzeug für den nächsten Takt vorzuwärmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch ver­ anschaulicht. Das Spritzgießwerkzeug 1, das Kühl- be­ ziehungsweise Heizkanäle 2 enthält, ist mit diesen Kanälen an ein Kühlsystem 3 und an ein Heizsystem 4 über Leitungen angeschlossen, die Magnetventile 5 be­ ziehungsweise 6 enthalten, die von der Schaltanlage der Maschine taktabhängig so umgeschaltet werden, daß sich das oben erläuterte Verfahren ergibt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Temperieren einer Spritzgießform, bei dem die Spritzgießform ganz oder teilweise durch ein Wärmetransportmedium temperiert wird und bei dem die Wärmezufuhr beziehungsweise Wärmeabfuhr taktabhängig wechselnd gesteuert wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Heizen die Abwärme eines Maschinenantriebs verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form ganz oder teilweise zunächst beim Füllen beheizt und später gekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrauliköl als Heizmedium verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium mittels einer Wärmepumpe unter die Netztemperatur gekühlt wird.