DE4234119A1

DE4234119A1 - Vielkammergiessform, herstellungsverfahren dafuer und gusssteuerverfahren unter verwendung dieser gussform

Info

Publication number: DE4234119A1
Application number: DE4234119A
Authority: DE
Inventors: Akira Nonomura; Masaharu Hata
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1991-10-16
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1993-04-22
Also published as: US5518389A; CA2079390C; CA2079390A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vielkammergießform nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, 6, 13 oder 18 und ein Verfahren zur Herstellung der Form und ein Gußsteuerverfahren unter Verwendung der Form nach dem Oberbegriff des Anspruches 14, 16, 17 oder 19. Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl eine Vielkammergießform als auch Formen mit einem Hohlraum (Kammer) und mehreren Einlässen. Der Grund dafür ist, daß beide Arten von Formen ein dahingehend gemeinsames Konzept aufweisen, daß sie eine Mehrzahl von heißen Gießkanälen (im folgenden auch als Heißgießkanäle bezeichnet) und Subgußkanälen aufweisen.

Mehrformenguß wird unter Verwendung einer Vielkammergießform ausgeführt. Eine Vielkammergießform ist so gebildet, daß sie eine Mehrzahl von Hohlräumen aufweist, die jeweils dieselbe Gestalt wie das zu gießende Produkt haben (im allgemeinen ist der Hohlraum in Erwartung der Schrumpfung des Gießharzes größer ausgebildet als das zu gießende Produkt). Um die Mehrzahl von Hohlräumen mit einem geschmolzenen Harz zu füllen, das entlang eines einzelnen Kanals in die Form fließt, wenn es von einer Spritzgußmaschine zugeführt wird, wird die Form mit einer Mehrzahl von ersten Gußkanälen (Hauptkanäle), die von einem einzelnen Kanal abzweigen und der Mehrzahl von Hohlräumen entsprechen, und einer Mehrzahl von zweiten Gußkanälen (Subgußkanälen) gebildet, die jeweils zwei Enden aufweisen, wobei ein Ende zum Ende des zugehörigen ersten Gußkanals läuft und das andere Ende als Einlaß dient, der dem entsprechenden Hohlraum gegenüberliegt.

Um Gußprodukte frei von Defekten wie z. B. Verwerfungen und ohne Schwankung der Ausdehnungen zwischen den Hohlräumen beim Mehrformenguß zu erhalten, ist es notwendig, daß alle Hohlräume gleichzeitig mit dem geschmolzenen Harz gefüllt werden, während defektverursachende Erscheinungen wie Unterschuß (ungenügend viel Harz) und Überschuß (überschüssiges Harz, das zu einem Grat führt) vermieden werden. In Wirklichkeit zeigen die Hohlräume und heißen Gießkanäle (die ersten und zweiten Gießkanäle) jedoch Ausdehnungsschwankungen aufgrund des Herstellungsprozesses, und daher unterscheidet sich der Fließwiderstand des geschmolzenen Harzes in den Hohlräumen von einem Hohlraum zum anderen. Aus diesem Grund ist es unmöglich, alle Hohlräume vollständig mit geschmolzenem Harz gleichzeitig und gleichmäßig zu füllen.

Daher wird beim Mehrformenguß die Temperatur der Heizeinrichtungen gesteuert, die auf den heißen Gießkanälen gebildet sind und die Temperatur des geschmolzenen Harzes ändern, das den jeweiligen Hohlraum ausfüllen soll, wodurch die Hohlräume mit dem geschmolzenen Harz gleichzeitig gefüllt werden.

Diese Temperatursteuerung wird nun detaillierter beschrieben. Die Form für den Mehrformenguß weist eine einzelne erste Heizeinrichtung, die von der Mehrzahl erster Gießkanäle geteilt wird, und zweite Heizeinrichtungen, deren Temperatur unabhängig voneinander steuerbar ist, für jeden der Mehrzahl zweiter Gießkanäle auf. Die zweiten Heizeinrichtungen dienen im wesentlichen zur Steuerung des Gießendes an den Einlässen. Die zweiten Heizeinrichtungen werden auch dazu benutzt, die Menge des Harzes zu steuern, das in die Hohlräume eingefüllt wird.

Wie oben dargelegt worden ist, unterscheidet sich der Fließwiderstand des geschmolzenen Harzes von Hohlraum zu Hohlraum, weil die heißen Gießkanäle und Hohlräume eine Ausdehnungsschwankung aufweisen. Wenn man versucht, alle Hohlräume mit geschmolzenem Harz derselben Temperatur zu füllen, werden die Hohlräume, für die der Fließwiderstand relativ gering ist, ganz mit dem geschmolzenen Harz aufgefüllt, während die Hohlräume mit vergleichsweise großem Fließwiderstand nicht ausreichend mit dem geschmolzenen Harz gefüllt werden. Entsprechend wird die Temperatur des geschmolzenen Harzes, das die Hohlräume mit relativ großem Fließwiderstand auffüllt, von den zweiten Heizeinrichtungen angehoben. Je größer die Temperatur des geschmolzenen Harzes ist, desto größer ist seine Fluidität und desto einfacher kann es daher in die Hohlräume eingefüllt werden. Durch eine solche Steuerung der Temperatur der zweiten Heizeinrichtungen werden alle Hohlräume mit dem geschmolzenen Harz in ausgeglichener Weise gefüllt.

Wie oben beschrieben worden ist, dienen die zweiten Heizeinrichtungen jedoch zur Steuerung der Temperaturen der Einlässe, und die Einlaßtemperatur ist eng mit dem Einlaß-Finish und der Gießbarkeit verbunden. Wenn die Einlässe auf verschiedenen Temperaturen gehalten werden, um die Hohlräume in ausgeglichener Weise mit geschmolzenem Harz zu füllen, treten folglich bestimmte Schwierigkeiten auf, die im folgenden beschrieben werden.

Vom Standpunkt des Einlaß-Finish wird das Harz am Einlaß geschmolzen, wenn der Einlaß eine Temperatur aufweist, die zu hoch ist. Damit bleibt am Einlaß zum geformten Produkt Harz in Form eines Fadens zurück. Diese defektverursachende Erscheinung wird im folgenden als "Fadenziehen" bezeichnet. Wenn andererseits der Einlaß eine Temperatur aufweist, die zu niedrig ist, verfestigt sich das Harz am Einlaß und der auf dem geformten Produkt hinterlassene Abdruck des Einlasses definiert einen konvexen Bereich.

Für die Gießbarkeit führt die Tatsache, daß das Harz am Einlaß geschmolzen wird, wenn die Einlaßtemperatur zu hoch ist, dazu, daß ein Teil des Harzes aus der Einlaßöffnung fließt, nachdem die Form geöffnet worden ist und das geformte Produkt entnommen wird. Wenn der Einlaß eine Temperatur aufweist, die zu niedrig ist, verfestigt sich das Harz am Einlaß und behindert die Einführung des Harzes.

Durch die oben angeführte Temperatursteuerung beim Mehrformenguß ist es damit schwierig, einen guten Ausgleich zwischen dem Füllen der Mehrzahl von Hohlräumen mit Harz, einem zufriedenstellenden Einlaß- Finish und guter Gießbarkeit zu erzielen. Die Steuerung der Verteilung geschmolzenen Harzes an eine Mehrzahl von Hohlräumen und die Steuerung der Einlässe, indem nur eine Art von Heizeinrichtungen (die zweiten Heizeinrichtungen) benutzt wird, ist also unvernünftig.

Selbst wenn diese beiden Steuerungsarten in gewissem Maße in Einklang miteinander gebracht werden können, tritt das Problem auf, daß die geformten Produkte eine Ungleichheit hinsichtlich Ausdehnung und Gewicht entwickeln, wenn von Hohlraum zu Hohlraum eine große Temperaturdifferenz des eingeführten Harzes existiert. Der Grund dafür ist, daß ein Unterschied in der Harzmenge erzeugt wird, mit der die Hohlräume gefüllt werden oder die den Hohlräumen während des Harzeinspritzschrittes oder eines Druckabfangschrittes zugeführt wird, wenn sich die Temperatur des geschmolzenen Harzes von Hohlraum zu Hohlraum unterscheidet (wobei sich der Druckabfangschritt auf einen Prozeß bezieht, bei dem nach dem Einspritzschritt ein konstanter Druck ausgeübt wird, um eine Situation zu verhindern, bei der die gewünschte Form und Ausdehnung durch ein Schrumpfen aufgrund der Abkühlung des Harzes, das im Einspritzschritt in die Hohlräume eingeführt worden ist, nicht erzielt werden). Ein weiterer Grund ist, daß der Schrumpfungsgrad bei der Verfestigung des Harzes von der Temperatur abhängt.

Es ist eine Gießform vorgeschlagen worden, bei der die zweiten Gießkanäle zwei Heizeinrichtungen (zweite und dritte Heizeinrichtungen) aufweisen, deren Temperaturen unabhängig voneinander gesteuert werden können (z. B. in der Beschreibung zur JP 63-2 36 615). Selbst bei dieser Gießform ist das Harz, das zum Ausgleichen der in die Hohlräume eingeführten Harzmenge benutzt wird, jedoch nur ein Teil des Harzes, das sich in den zweiten Gießkanälen befindet. Weil das geschmolzene Harz, das sich in der Mehrzahl erster Gießkanäle befindet, durch die gemeinsame Heizeinrichtung auf einer im wesentlichen gleichmäßigen Temperatur gehalten wird, ist die Fluidität des Harzes in diesen Bereichen im wesentlichen gleichmäßig. Daher wird die Menge eingefüllten Harzes im wesentlichen von der Temperatur des Harzes in den zweiten Gießkanälen bestimmt, und es ist schwierig, die Füllmenge auszugleichen. Wenn die Temperaturdifferenz zwischen den ersten und zweiten Gießkanälen vergrößert wird, um die Füllmenge auszugleichen, entwickeln die Gießprodukte wie oben eine Schwankung hinsichtlich Ausdehnung und Gewicht.

Darüber hinaus wird in einem Fall, bei dem die Menge des Harzes, das sich in den zweiten Gießkanälen sammelt, für einen einzelnen Gießvorgang nicht ausreicht, das gesamte Harz, das sich in den zweiten Gießkanälen angesammelt hat, und ein Teil des Harzes, das sich in den ersten Gießkanälen angesammelt hat, in die Hohlräume eingeführt. Wenn eine Temperaturdifferenz zwischen den zweiten und den ersten Gießkanälen auftritt, gibt es daher einen Unterschied im Schrumpfungsgrad in einem Teil des Gießproduktes gegenüber einem anderen Teil. Damit entwickeln die Produkte den Defekt, daß ihre Form bei der Verfestigung gestört wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Mehrzahl von Hohlräumen gleichmäßig mit Harz zu füllen, während die Temperaturdifferenz des in die Hohlräume eingeführten Harzes minimal gehalten wird, und ein ausgezeichnetes Einlaß-Finish und eine ausgezeichnete Gießbarkeit zu realisieren, wodurch es möglich sein soll, qualitativ hochwertige Gießprodukte zu erhalten, bei denen hinsichtlich Gewicht und Ausdehnung nur geringe Schwankungen von Hohlraum zu Hohlraum auftreten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gießform nach dem Anspruch 1, 6, 13 oder 18. Das Verfahren ist in den Ansprüchen 14, 16, 17 und 19 gekennzeichnet. Die erfindungsgemäße Mehrformengießvorrichtung weist eine Mehrzahl von ersten Gießkanälen, die sich ausgehend von einem einzelnen gemeinsamen Kanal verzweigen, eine Mehrzahl von zweiten Gießkanälen mit jeweils zwei Enden, wobei ein erstes Ende zum Ende eines entsprechenden der ersten Gießkanäle und das zweite Ende als Einlaß dient, der dem entsprechenden Hohlraum gegenüberliegt, eine unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung zur Einstellung der Fließverteilung für jeweils einen der ersten Gießkanäle, und eine unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung zur Einlaß-Finish- Einstellung, die für jeweils einen der zweiten Gießkanäle gebildet ist, auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung speichert der erste Gießkanal Harz, das für mindestens einen Gießvorgang und bevorzugterweise für ein Vielfaches von Gießvorgängen notwendig ist. Ferner weisen die zweiten Gießkanäle einen Fließquerschnitt auf, der geringer als der Fließquerschnitt der ersten Gießkanäle ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Druckabfall im zweiten Gießkanal gleich oder größer als der Druckabfall im ersten Gießkanal.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ferner eine unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung für jeweils einer der zweiten Gießkanäle gebildet.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Temperatursteuerverfahren für die oben beschriebene Mehrformengießvorrichtung. Das Verfahren weist die Schritte Steuern der Temperatur der ersten Gießkanäle durch die Temperatureinstelleinrichtung zur Einstellung der Fließverteilung so, daß die Harzmenge, mit der die Hohlräume gefüllt werden. Im wesentlichen einheitlich ist, und Steuern der Temperatur der zweiten Gießkanäle durch die Steuereinrichtung zur Einstellung des Einlaß- Finish so, daß das Einlaß-Finish verbessert wird, auf.

Genauer gesagt hat die Temperatursteuerung der ersten Gießkanäle eine Temperatursteuerung der ersten Gießkanäle durch die Temperatureinstelleinrichtung zur Einstellung der Fließverteilung so zur Folge, daß die von den Hohlräumen gebildeten Gießprodukte im wesentlichen dasselbe Gewicht oder dieselbe Ausdehnung aufweisen.

Darüber hinaus liefert die vorliegende Erfindung eine automatische Temperatursteuereinheit für die oben beschriebene Mehrformengießvorrichtung. Die Temperatursteuereinheit weist eine Einrichtung zum Messen der Harzmenge, mit der jeder der Mehrzahl von Hohlräumen gefüllt wird, eine erste Steuereinrichtung zum Steuern der Temperatureinstelleinrichtung zur Einstellung der Fließverteilung so, daß die Menge der Harzfüllung, die von der Meßeinrichtung gemessen wird, für die Mehrzahl von Hohlräumen im wesentlichen einheitlich ist, eine Einrichtung zur Erfassung des Einlaß-Finish, und eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern der zugehörigen Steuereinrichtung zur Einlaß-Finish-Einstellung so, daß ein Einlaß-Finish-Defekt von der Einrichtung zur Erfassung des Einlaß-Finish als nicht kritisch erfaßt wird, auf.

Nach der vorliegenden Erfindung sind die Temperatureinstelleinrichtung (Heiz- und Kühlkanäle) zur Einstellung der Harzmenge, mit der die Mehrzahl von Hohlräumen gefüllt werden, und die Temperatureinstelleinrichtung (Heiz- und Kühlkanäle) zur Einstellung des Einlaß-Finish und der Gießbarkeit getrennt gebildet. Das bedeutet, daß die Steuerung so ausgeführt wird, daß die Harzmenge, mit der die Mehrzahl von Hohlräumen gefüllt wird, im wesentlichen einheitlich oder gleich gehalten wird, indem unabhängig voneinander steuerbare Temperatureinstelleinrichtungen (bei denen mindestens die Heizeinrichtungen unabhängig voneinander steuerbar sind) für jeweils einen der ersten Gießkanäle (Hauptgießkanäle) in der Mehrformengießvorrichtung gebildet werden, die zur Einstellung der Verteilung des Harzflusses zu den Hohlräumen dienen. Darüber hinaus ist sie so angeordnet, daß der erste Gießkanal mindestens das Harz speichert, das für einen Gießvorgang erforderlich ist. Damit wird mit einer geringer Temperaturdifferenz eine gleichmäßige Füllung erzielt. Indem der Fließquerschnitt der zweiten Gießkanäle kleiner als der der ersten Gießkanäle oder indem der Druckverlust in den zweiten Gießkanälen gleich oder größer als derjenige in den ersten Gießkanälen gemacht wird, fließt darüber hinaus während des Vorgangs, in dem das Harz in die Hohlräume fließt, nur dasjenige Harz, dessen Temperatur für die Fließverteilung in den ersten Gießkanälen gesteuert wird, durch die zweiten Gießkanäle, in denen der Fließwiderstand dominiert. Das bedeutet, daß das Harz gleichmäßiger in die Hohlräume eingeführt wird. Andererseits weisen die zweiten Gießkanäle (die Subgießkanäle) jeweils unabhängig voneinander steuerbare Temperatureinstelleinrichtungen auf, um ein ausgezeichnetes Einlaß-Finish und eine ausgezeichnete Gießbarkeit zu realisieren. Damit ist es erfindungsgemäß möglich, qualitativ hochwertige Gießprodukte zu erzielen, bei denen von Hohlraum zu Hohlraum nur eine geringe Schwankung von Gewicht und Ausdehnung auftritt.

Die Erfindung schafft ferner einen Verteilerblock, über den eine gleichmäßige Füllung der Hohlräume mit Harz erreicht wird. Der Verteilerblock weist eine Mehrzahl von Gießkanälen, die von einem einzelnen gemeinsamen Kanal abzweigen und jeweils mindestens das Harz aufnehmen können, das für einen Gießvorgang erforderlich ist, und eine unabhängig voneinander steuerbare Temperatureinstelleinrichtung für jeweils einen der Gießkanäle auf.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur gleichmäßigen Einstellung der Harzmenge, mit der eine Mehrzahl von Hohlräumen gefüllt wird, unter Verwendung einer Mehrformengießvorrichtung, die einen derartigen Verteilerblock aufweist. Das Verfahren weist die Schritte Ausführen des Gießens unter Verwendung einer Mehrformengießvorrichtung, die den oben angeführten Verteilerblock enthält, Anheben der Temperatur der Gießkanäle durch die dafür gebildeten Temperatureinstelleinrichtungen, die den Hohlräumen entsprechen, die Gießprodukte mit relativ geringer Harzmenge erzeugen, und Senken der Temperatur der Gießkanäle durch die dafür gebildeten Temperatureinstelleinrichtungen, die den Hohlräumen entsprechen, die Gießprodukte mit relativ großer Harzmenge erzeugen.

Damit ist es erfindungsgemäß möglich, eine größere Einheitlichkeit und Gleichmäßigkeit der Harzmenge zu erzielen, die in eine Mehrzahl von Hohlräumen einer Mehrformengießvorrichtung eingeführt wird.

Eine erfindungsgemäße Mehrformengießvorrichtung weist eine Mehrzahl von ersten Gießkanälen, die sich ausgehend von einem einzelnen gemeinsamen Kanal verzweigen, und eine Mehrzahl von zweiten Gießkanälen, die jeweils zwei Enden besitzen, auf. Ein erstes Ende führt zum Ende des zugehörigen ersten Gießkanals und das zweite Ende dient als Einlaß, der dem entsprechenden Hohlraum gegenüberliegt. Der erste Gießkanal weist eine Kapazität auf, die mindestens ausreicht, um das Harz aufzunehmen, das für einen Gießvorgang erforderlich ist. Die Formen der ersten und zweiten Gießkanäle sind so festgelegt, daß der Druckabfall in den zweiten Gießkanälen gleich oder größer als der Druckabfall im ersten Gießkanal ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste Gießkanal eine Kapazität auf, die ausreicht, um Harz aufzunehmen, das für ein Vielfaches eines Gießvorgangs ausreicht. Die Kapazität des ersten Gießkanals wird durch seinen Durchmesser und/oder seine Länge eingestellt.

Um die Fließverteilung zu steuern weist jeder der ersten Gießkanäle eine unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung zum Einstellen der Fließverteilung auf. Um das Einlaß-Finish zu steuern weist jeder der zweiten Gießkanäle eine unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung zur Einstellung des Einlaß-Finish auf. Jeder der zweiten Gießkanäle kann ferner eine unabhängig Temperatureinstelleinrichtung zur Einstellung der Fließverteilung aufweisen.

Ferner wird der Druckverlust in den ersten Gießkanälen und der Druckverlust in den zweiten Gießkanälen so bestimmt, daß die Summe der in einer Form verursachten Druckverluste, die den Druckverlust in den ersten Gießkanälen und den Druckverlust in den zweiten Gießkanälen umfaßt, an der Düse der Spritzgußmaschine geringer als der maximal erlaubte Einspritzdruck der Spritzgußmaschine ist, die die Form benutzt.

Nach der Erfindung weisen in einer Form mit einer Mehrzahl von ersten Gießkanälen und zweiten Gießkanälen, die zu entsprechenden dieser ersten Gießkanäle führen, die ersten Gießkanäle unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtungen zur Einstellung der Fließverteilung auf, und der erste Gießkanal hat eine ausreichend große Kapazität, um das Harz für mindestens einen Gießvorgang aufzunehmen. Daher kann die Temperatur des in den ersten Kanälen befindlichen Harzes über eine Zeitspanne von mindestens einem Zyklus gesteuert werden. Das ermöglicht eine effektive Temperatursteuerung zur Fließverteilung. Weil zusätzlich der Druckverlust im zweiten Gießkanal gleich oder größer als der Druckverlust im ersten Gießkanal ist, kann die Fließverteilung durch die Temperatursteuerung in den ersten Gießkanälen effektiver erreicht werden. Die Temperaturdifferenz des in die Hohlräume eingeführten Harzes kann minimiert und die Hohlräume können gleichmäßig mit dem Harz aufgefüllt werden. Das ermöglicht den Guß von Produkten mit gleichmäßiger Gestalt.

Weil der Druckverlust im zweiten Gießkanal gleich oder größer als der Druckverlust im ersten Gießkanal ist, tritt darüber hinaus eine Selbststeuerung durch die zweiten Gießkanäle effektiv zutage. Damit ist das System sehr stabil gegenüber externen Störungen wie z. B. Temperaturschwankungen.

Indem die zweiten Gießkanäle mit vergleichsweise großem Druckverlust in Strömungsrichtung nach den ersten Gießkanälen gebildet werden, wird das Harz durch Reibungsaufheizung (Scherheizung) augenblicklich aufgeheizt, bevor es in die Hohlräume fließt. Damit erfährt das Harz nahezu keine Hitzeschädigung und die Temperatur des Harzes, das in die Hohlräume fließt, kann erheblich angehoben werden. Folglich wird die Fluidität des Harzes vergrößert und der Druckverlust in den Hohlräumen sinkt, wodurch ein Niederdruckgießen möglich wird. Dadurch kann die Größe (Klemmkraft) der benutzten Gießmaschine vermindert werden, oder es kann die Anzahl der auf einmal produzierten Gießprodukte vergrößert werden. Diese Vorteile führen zu einer höheren Produktivität und geringeren Kosten.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Herstellungsverfahren für die oben beschriebene Form. Um eine Form mit Hauptgießkanälen, Subgießkanälen, die zu den Hauptgießkanälen führen, und Hohlräume, die zu den Einlässen an spitzen Enden der jeweiligen Subgießkanäle führen, zu schaffen, weist das erfindungsgemäße Verfahren genauer gesagt die Schritte Einstellen der Gießbedingungen einschließlich der Hohlraumeinfließtemperatur des Harzes T_CAV auf der Basis der Möglichkeiten der Gießmaschine, der Anzahl der auf einmal zu gießenden Produkte und der physikalischen, thermischen und rheologischen Eigenschaften des benutzten Harzes, Einstellen der Hauptgießkanal-Einfließtemperatur des Harzes T_MAIN-IN auf einen Temperaturbereich, in dem keine Wärmeverschlechterung des Harzes auftritt, Wählen der Hauptgießkanalform in einer Weise, daß der Hauptgießkanal mindestens soviel Harz enthält, das für einen Gießvorgang erforderlich ist, Berechnen eines Temperaturanstiegs ΔT_MAIN aufgrund der Scherheizung im Hauptgießkanal auf der Basis der gewählten Hauptgießkanalform, Wählen der Subgießkanalform in einer Weise, daß der Temperaturanstieg ΔT_SUB aufgrund der Scherheizung in der Subgießkanalform die Beziehung ΔT_SUB = T_CAV - T_MAIN-IN - ΔT_MAIN erfüllt, Berechnen der Druckverluste im Hauptgießkanal und im Subgießkanal auf der Basis der gewählten Formen von Hauptgießkanal und Subgießkanal, und Bestimmen, ob das Verhältnis von Subgießkanal- Druckverlust und Hauptgießkanal-Druckverlust gleich oder größer als eins ist, auf.

Es wird bestimmt, ob die Summe der Druckverluste in einer Form, die einen Hauptgießkanal-Druckverlust, einen Subgießkanal-Druckverlust und einen Druckverlust an einer Spritzgußmaschinendüse geringer als der maximal erlaubte Einspritzdruck der Spritzgußmaschine ist, die die Form benutzt.

Für den Fall, daß das Druckverlustverhältnis kleiner als eins ist, oder in einem Fall, bei dem die Summe der Druckverluste den maximal erlaubten Einspritzdruck der Spritzgußmaschine übersteigt, wird die Form von mindestens dem Hauptgießkanal oder dem Subgießkanal oder beiden geändert. Die Änderung der Gießkanalform kann ausgeführt werden, indem man den Gießkanaldurchmesser oder seine Länge oder beides verändert.

Mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten Gießform kann die Temperaturdifferenz des Harzes, das in die Hohlräume eingebracht wird, minimiert werden, so daß ein gleichmäßiger Füllbetrieb erreicht wird. Ferner kann ein Niederdruckgießen realisiert werden, ohne daß das Harz einer Wärmeverschlechterung ausgesetzt wird.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Perspektive eines heißen Gießkanalblocks, die schematisch sowohl heißen Gießkanäle als auch Heizeinrichtungen auf deren Umfang darstellt, die in einer Mehrformengießvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung gebildet sind;

Fig. 2 eine Perspektive eines heißen Gießkanalblocks, die schematisch sowohl heiße Gießkanäle als auch Heizeinrichtungen auf deren Umfang darstellt, die in einer Mehrformengießvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gebildet sind;

Fig. 3 eine Perspektive eines heißen Gießkanalblocks, die schematisch sowohl heiße Gießkanäle als auch Heizeinrichtungen auf deren Umfang darstellt, die in einer Mehrformengießvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gebildet sind;

Fig. 4 eine Perspektive eines heißen Gießkanalblocks, die schematisch sowohl heißen Gießkanäle als auch Heizeinrichtungen auf deren Umfang darstellt, die in einer Mehrformengießvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gebildet sind;

Fig. 5 den detaillierten Querschnitt eines Abschnitts der Mehrformengießvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 ein Blockdiagramm der Gesamtkonstruktion eines Systems, das einen Prozeß zur Einstellung und Änderung der Heiztemperatur der heißen Gießkanäle ausführt;

Fig. 7 ein Flußdiagramm der Prozedur zur Verarbeitung der Anfangseinstellung;

Fig. 8 ein Flußdiagramm der Prozedur zur Fließverteilungssteuerung ohne Druckabfangen;

Fig. 9 ein Flußdiagramm der Prozedur zur Fließverteilungssteuerung mit Druckabfangen;

Fig. 10 ein Flußdiagramm der Prozedur zur Steuerung des Einlaß-Finish;

Fig. 11 eine Perspektive eines konkreten Beispiels der Formen der heißen Gießkanäle und Hohlräume in einer Gießform zum Gießen von vier Produkten auf einmal in einer Ausführungsform der Erfindung, wobei der Durchmesser des Hauptgießkanals vergrößert ist;

Fig. 12 eine Perspektive eines konkreten Beispiels der Formen der heißen Gießkanäle und Hohlräume in einer Gießform zum Gießen von vier Produkten auf einmal in einer Ausführungsform der Erfindung, wobei der Durchmesser des Hauptgießkanals vergrößert ist;

Fig. 13 einen Graphen der Beziehung zwischen der Temperaturdifferenz, die für die Heizeinrichtungen der Hauptgießkanäle eingestellt ist, und der Flußrate, wobei die Kapazität der Hauptgießkanäle durch Änderung des Hauptgießkanaldurchmessers variiert wird;

Fig. 14 einen Graphen der Beziehung zwischen der Temperaturdifferenz, die für die Heizeinrichtungen der Hauptgießkanäle eingestellt ist, und der Flußrate, wobei die Kapazität der Hauptgießkanäle durch Änderung des Hauptgießkanallänge variiert wird;

Fig. 15 einen Graphen der Beziehung zwischen dem Verhältnis von Subgießkanal-Druckverlust zu Hauptgießkanal-Druckverlust und der Flußrate;

Fig. 16 ein Diagramm der Harztemperatur von der Düse einer Spritzgußmaschine bis zu einem Hohlraum über Haupt- und Subgießkanäle; und

Fig. 17 bis 19 Flußdiagramme zur Erläuterung einer Prozedur zur Festlegung der Formen der Hauptgießkanäle und Subgießkanäle.

(a) Konstruktion einer Mehrformengießvorrichtung

Die Fig. 1 bis 4 zeigen schematisch die heißen Gießkanäle (heiße Gießkanalblöcke) und peripher (intern) gebildete Heizeinrichtungen einer Mehrformengießvorrichtung nach Ausführungsformen der Erfindung. Es ist selbstverständlich, daß die Form der heißen Gießkanäle nicht auf die dargestellte Form beschränkt ist. Die Heizeinrichtungen können in den heißen Gießkanälen in stangenförmiger, rechteckiger, schraubenförmiger, Zickzack- oder einer beliebigen anderen Form geschaffen sein. Die Zeichnungen definieren die Form der Heizeinrichtungen nicht, sondern dienen zur Erläuterung, zu welchen heißen Gießkanälen die Heizeinrichtungen gehören.

Die Fig. 1 und 2 zeigen X-förmige Heißgießkanäle. Zuerst wird die in Fig. 1 dargestellte Anordnung beschrieben.

Vier Hauptgießkanäle (erste Gießkanäle) 11, 12, 13 und 14 verzweigen von einem gemeinsamen Kanal 10, der zum Anschluß für geschmolzenes Harz einer Spritzgußmaschine führt, radial nach außen. Die Gesamtkonfiguration der Hauptgießkanäle 11-14 führt zum Buchstaben X, daher die Bezeichnung "X-förmig". Es ist selbstverständlich, daß die Anzahl von Hauptgießkanälen, die vom gemeinsamen Kanal 10 radial nach außen verzweigen, nicht auf vier beschränkt ist. Es können zwei, drei, fünf oder mehr Hauptgießkanäle gebildet sein.

Subgießkanäle (zweite Gießkanäle) 31, 32, 33 und 34 führen zu spitzen Enden der Hauptgießkanäle 11, 12, 13 bzw. 14, und erstrecken sich in Richtung der (nicht dargestellten) Hohlräume. Die Subgießkanäle 31-34 stehen mit ihren oberen Enden, die als Einlaß dienen, in Verbindung mit den entsprechenden Hohlräumen.

Die Hauptgießkanäle 11-14 weisen eine Kapazität auf, die ausreicht, um das geschmolzene Harz für mindestens einen und bevorzugterweise ein Vielfaches von Gießvorgängen aufzunehmen. Genauer gesagt kann mindestens ein Gießprodukt vom geschmolzenen Harz gegossen werden, das sich in den Hauptgießkanälen befindet. Für den Fall, daß ein Gießprodukt durch Füllen eines Hohlraums mit Harz von einem Einlaß geschaffen wird, enthält ein Hauptgießkanal mindestens soviel Harz, wie notwendig ist, um dieses Gießprodukt zu gießen. Für den Fall eines mehrfachen Einlasses, bei dem ein Hohlraum mit Harz von einer Mehrzahl von Einlässen gefüllt wird, wäre die Gesamtmenge an Harz, das von den Hauptgießkanälen bereitgehalten wird, mindestens gleich der Harzmenge, die zur Herstellung von mindestens einem Gießprodukt erforderlich ist. Ferner ist der Durchlaßquerschnitt der Subgießkanäle 31-34 kleiner als der der Hauptgießkanäle 11-14. Genauer gesagt sind sie so gebildet, daß der Druckverlust im Subgießkanal gleich oder größer als der Druckverlust im Hauptgießkanal ist, wie später ausgeführt wird.

Die Hauptgießkanäle 11, 12, 13 und 14 weisen entsprechende voneinander unabhängige Heizeinrichtungen Hm1, Hm2, Hm3 und Hm4 zur Einstellung der Fließverteilung auf. Die Temperaturen der Heizeinrichtungen Hm1, Hm2, Hm3 und Hm4 können unabhängig voneinander eingestellt werden.

In gleicher Weise weisen die Subgießkanäle 31, 32, 33 und 34 entsprechende voneinander unabhängige Heizeinrichtungen Hs1, Hs2, Hs3 und Hs4 zur Einstellung des Einlaß-Finish auf. Die Temperaturen der Heizeinrichtungen Hs1, Hs2, Hs3 und Hs4 können unabhängig voneinander eingestellt werden. Obwohl die dargestellte Anordnung so ist, daß jeder Subgießkanal Heizeinrichtungen an zwei verschiedenen Stellen aufweist, ist selbstverständlich, daß die Heizeinrichtungen zur Einstellung des Einlaß-Finish an einer beliebigen Stelle auf dem jeweiligen Subgießkanal gebildet werden können.

Wie später detailliert beschrieben wird, stellen die Heizeinrichtungen Hm1-Hm4 der Hauptgießkanäle 11-14 die Verteilung des geschmolzenen Harzes so ein, daß die entsprechenden Hohlräume mit dem geschmolzenen Harz in geeignet ausgeglichener Weise aufgefüllt werden. Damit zeigen die Gießprodukte untereinander nur geringe Schwankungen an Gewicht und Ausdehnung. Die Heizeinrichtungen Hs1-Hs4 der Subgießkanäle 31-34 werden benutzt, um das Einlaß-Finish (d. h. Unterdrückung von konvexer Form, Fadenziehen etc.) und die Gießbarkeit (Vermeidung von Verschmutzungen etc.) zu verbessern.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weisen die Subgießkanäle 31-34 zwei Arten von voneinander unabhängigen Heizeinrichtungen Hs1a-Hs4a bzw. Hs1b-Hs4b auf. Die Heizeinrichtungen Hs1a-Hs4a dienen zur Einstellung der Fließverteilung und die Heizeinrichtungen Hs1b-Hs4 zur Einstellung des Einlaß-Finish. Die Heizeinrichtungen Hs1a, Hs2a, Hs3a, Hs4a zur Einstellung der Fließverteilung können unabhängig voneinander gesteuert werden, und auch die Heizeinrichtungen Hs1b, Hs2b, Hs3b, Hs4b zur Einstellung des Einlaß- Finish können unabhängig voneinander gesteuert werden. Darüber hinaus sind die auf dem Subgießkanal 31 gebildeten Heizeinrichtungen Hs1a, Hs1b unabhängig voneinander steuerbar. In gleicher Weise sind auch die Heizeinrichtungen Hs2a, Hs2b, Hs3a, Hs3b, Hs4a, Hs4b unabhängig voneinander steuerbar. Wie später ausgeführt wird, können die Heizeinrichtung Hm1 zur Einstellung der Fließverteilung des Hauptgießkanals 11 und die Heizeinrichtung Hs1a zur Einstellung des Einlaß-Finish des zugehörigen Subgießkanals 31 zusammen gesteuert werden, um die Fließverteilung einzustellen. Dasselbe gilt für die Heizeinrichtungen zur Einstellung der Fließverteilung der anderen Hauptgießkanäle und die Heizeinrichtungen zur Einstellung des Einlaß-Finish der zugehörigen Subgießkanäle. Der in Fig. 2 gezeigte Aufbau stimmt in allen anderen Aspekten mit dem in Fig. 1 dargestellten überein.

Die Fig. 3 und 4 zeigen H-förmige Heißgießkanäle. Zuerst wird die in Fig. 3 dargestellte Anordnung beschrieben.

Zwei erste Hauptgießkanäle 20A und 20B verzweigen vom gemeinsamen Kanal 10, zwei zweite Hauptgießkanäle 21 und 22 vom ersten Hauptgießkanal 20A und zwei zweite Hauptgießkanäle 23 und 23 vom ersten Hauptgießkanal 20B. Die Gesamtkonfiguration des Fließweges, der von den Hauptgießkanälen 20A, 20B und 21-24 gebildet wird, führt zum Buchstaben H, daher die Bezeichnung "H-förmig". Es ist selbstverständlich, daß die Anzahl von ersten Hauptgießkanälen, die vom gemeinsamen Kanal 10 verzweigen, auch gleich drei oder größer sein kann, und daß die Anzahl von zweiten Hauptgießkanälen, die vom jeweiligen ersten Hauptgießkanal 10 verzweigen, auch gleich drei oder mehr betragen kann.

Die Subgießkanäle 31-34 führen zu spitzen Enden der zweiten Hauptgießkanäle 21-24.

Die ersten Hauptgießkanäle 20A und 20B weisen eine Heizeinrichtung Hn auf, die eine gemeinsame Temperatur beibehält. Die Heizeinrichtungen Hm1-Hm4 zur Einstellung der Fließverteilung können unabhängig voneinander gesteuert werden und sind auf den zweiten Hauptgießkanälen 21-24 gebildet. Die Heizeinrichtungen Hs1-Hs4 zur Einstellung des Einlaß-Finish können unabhängig voneinander gesteuert werden und sind auf den zweiten Subgießkanälen 31-34 gebildet. Das stimmt mit dem in Fig. 1 gezeigten Sachverhalt überein.

Die zweiten Hauptgießkanäle 21-24 weisen eine Kapazität auf, die ausreicht, um das geschmolzene Harz für mindestens einen und bevorzugterweise ein Vielfaches von Gießvorgängen aufzunehmen. Ferner ist der Durchlaßquerschnitt der Subgießkanäle 31-34 kleiner als der der ersten Hauptgießkanäle 20A, 20B und der ersten Hauptgießkanäle 21-24. Bevorzugterweise ist der Druckverlust in den Subgießkanälen gleich oder größer als der Druckverlust in den Hauptgießkanälen.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform weisen die ersten Hauptgießkanäle 20A und 20B Heizeinrichtungen Hna bzw. Hnb auf, die unabhängig voneinander gesteuert werden können. Die Heizeinrichtungen Hna und Hnb dienen dazu, die Temperatur des geschmolzenen Harzes beizubehalten, das sich in den ersten Hauptgießkanälen 20A und 20B befindet, und die Einstellung der Fließverteilung des geschmolzenen Harzes zu unterstützen.

Wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weisen die Subgießkanäle 31-34 jeweils eine der unabhängig voneinander steuerbaren Heizeinrichtungen Hs1a-Hs4a zur Einstellung der Fließverteilung und eine der unabhängig voneinander steuerbaren Heizeinrichtungen Hs1b-Hs4b zur Einstellung des Einlaß-Finish auf. Der Aufbau ist mit anderen Worten gleich wie bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform.

Fig. 5 zeigt den Querschnitt eines Beispiels für die X-förmige Gießvorrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist. Der Querschnitt zweigt einen Abschnitt der Gießvorrichtung.

Ein Hohlraum 40 ist zwischen zwei Formen (Formhälften) 41 und 42 gebildet. Die Heißgießkanäle werden von einem Eingußblock 45, einem Verteilerblock 44 und einem Subgießkanalblock 43 gebildet. Der Eingußblock ist so geschaffen, daß er einen Einguß 10 aufweist, der als gemeinsamer Kanal dient. Die Einlaßseite des Eingusses 10 ist mit dem Harzauslaß einer Spritzgußmaschine verbunden. Der Einguß 10 verzweigt in eine Mehrzahl von Harzverbindungswegen. Der Verteilerblock 44 weist die Hauptgießkanäle 11-14 auf (in der Figur ist nur der Hauptgießkanal 11 gezeigt). Es ist selbstverständlich, daß ein Aufbau geschaffen werden kann, bei dem die Hauptgießkanäle 11-14 innerhalb des Verteilers 44 vom gemeinsamen Kanal 10 abzweigen. Der Subgießkanalblock 43 weist den Subgießkanal 31 auf. Es ist klar, daß vier Subgießkanalblöcke gebildet sind und die Subgießkanäle 31-34 aufweisen. Der Eingußblock 45, der Verteilerblock 44 und der Subgießkanalblock 43 sind über Metalldichtungen verbunden, wodurch Einguß 10, Hauptgießkanal 11 und Subgießkanal 31 miteinander in Verbindung stehen, um einen Heißgießkanal zu bilden. Der Subgießkanal 31 führt über den Einlaß an seinem Ende zum Hohlraum.

Der Eingußblock 45 weist eine Eingußheizeinrichtung HP auf, so daß das geschmolzene Harz im Einguß 10 aufgeheizt wird oder seine Temperatur gehalten wird. Ein (nicht gezeigtes) Thermoelement ist gebildet, um die Temperatur des Eingusses zu messen. Wie oben beschrieben ist, sind die unabhängig voneinander steuerbaren Heizeinrichtungen Hm1-Hm4 im Verteilerblock 44 für die Hauptgießkanäle 11-14 im Verteilerblock 44 gebildet. Thermoelemente Sm1, Sm2, Sm3 und Sm4 (in der Figur ist nur Sm1 gezeigt) sind gebildet, um die Temperatur der Abschnitte des Verteilerblocks 44 entsprechend den Hauptgießkanälen 11, 12, 13 und 14 zu messen. Die Heizeinrichtungen Hs1-Hs4 sind auf dem Umfang des jeweiligen Subgießkanalblocks 43 gebildet. Um die Temperatur der Abschnitte des Subgießkanalblocks 43 entsprechend den Subgießkanälen 31, 32, 33 und 34 zu messen, weisen die Subgießkanalblöcke jeweils eines der Thermoelemente Ss1, Ss2, Ss3 und Ss4 auf (in der Figur ist nur Ss1 gezeigt), die daran befestigt sind.

Eingußblock 45, Verteilerblock 44 und Subgießkanalblock 43 werden von Halteblöcken 46, 47 getragen. Die Halteblöcke 46, 47 und die Gießform 41 werden von einem (nicht gezeigten) Verbindungselement zusammengehalten. Wie bei einer gewöhnlichen Gießvorrichtung weisen die Gießformen 41, 42 und der Halteblock Kühlkanäle 48 auf, und die Gießform 42 besitzt einen (nicht dargestellten) Ausdrückstift zum Entnehmen des Gießprodukts sowie (nicht gezeigte) Kühlkanäle auf.

(2) Steuerung der Gießtemperatur

Als nächstes wird ein Verfahren zum Einstellen oder Ändern der Temperaturen der Heizeinrichtungen der Heißgießkanäle (Hauptgießkanal und Subgießkanäle) beschrieben, wobei die Gießvorrichtung der Fig. 1 als Beispiel genommen wird.

Fig. 6 zeigt allgemein die Konstruktion eines Gesamtsystems, das einen Prozeß zum Einstellen und Ändern der Temperaturen der Heizeinrichtungen der Heißgießkanäle ausführt.

In Fig. 6, die die Gießvorrichtung schematisch darstellt, sind die einzigen gezeigten Elemente der gemeinsame Kanal 10, die Hauptgießkanäle 11, 13, die Subgießkanäle 31, 33, die Heizeinrichtungen Hm1, Hm3 und die Thermoelemente Sm1, Sm3 der Hauptgießkanäle sowie die Heizeinrichtungen Hs1, Hs3 und die Thermoelemente Ss1, Ss3 der Subgießkanäle. Der gemeinsame Kanal 10 und die Hauptgießkanäle 11-14 sind so abgebildet, als wären sie im Verteilerblock 44 geschaffen. Ströme, die in die Heizeinrichtungen Hm1-Hm4 der Hauptgießkanäle fließen, werden durch Im1-Im4, Temperaturen der Hauptgießkanäle, die von den Thermoelementen Sm1-Sm4 gemessen werden durch Tm1-Tm4, Ströme, die in die Heizeinrichtungen Hs1-Hs4 der Subgießkanäle fließen, durch Is1-Is4 und Temperaturen des Subgießkanalblocks 43, die von den Thermoelementen Ss1-Ss4 gemessen werden durch Ts1-Ts4 dargestellt.

Eine Gießmaschinen-Steuereinheit 51, die den Gesamtbetrieb des Spritzgießens durch eine Spritzgußmaschine steuert, dient zur Einstellung und Änderung von Spritzgröße, Druck und Druckabfangdauer hinsichtlich der Einstellung und Änderung des Prozesses.

Eine Einlaß-Finish-Erfassungseinrichtung 52 erfaßt die Güte der Gießbarkeit (Vorhandensein oder Fehlen von Verunreinigung etc.) und erfaßt das Einlaß-Finish (Vorhandensein oder Fehlen von konvexen Bereichen, Fadenziehen etc.). Die Einlaß-Finish- Erfassungseinrichtung 52, die einen Photodetektor zum Bestrahlen des Subgießkanal-Einlaßbereichs oder eines Abschnitts, der sich an den Einlaß des Gießprodukts anschließt, mit Licht aufweist, ermittelt auf der Basis eines Erfassungsausgangssignals vom Photodetektor, ob Verunreinigungen oder Fäden vorhanden sind. Alternativ ermittelt die Einlaß-Finish-Erfassungseinrichtung 52, die eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen des Bildes des Subgießkanal-Einlaßabschnitts oder eines Abschnitts, der sich an den Einlaß des Gießprodukts anschließt, sowie einen Prozessor für eine Bildverarbeitung mit den Bilddaten, die von der Bildaufnahmeeinrichtung erhalten werden, aufweist, auf der Basis des Ergebnisses der Bildverarbeitung, ob Verunreinigungen, konvexe Bereiche oder Fäden vorhanden sind.

Eine Gewichtmeßeinrichtung 53 dient zur individuellen Messung der Gewichte der Mehrzahl von Gießprodukten, die mit der Mehrformengießvorrichtung erhalten werden. Es kann ein Aufbau gewählt sein, bei dem die Ausdehnungen der Gießprodukte von der Einheit 53 gemessen werden.

Eine Harztemperatur-Steuereinheit 54 stellt die Temperaturen der Heizeinrichtungen der Heißgießkanäle ein und ändert sie, und steuert die Heizeinrichtungen Hm1-Hm4 und Hs1-Hs4. Der Steuereinheit 54 werden Solltemperaturen für die Hauptgießkanäle 11-14 und die Subgießkanäle 31-34 auf, die von einem Computersystem 50 oder als Resultat einer manuellen Einstellung (oder Änderung) eingegeben werden, und Signale von den Thermoelementen Sm1-Sm4, Ss1-Ss4, die die gemessenen Temperaturen angeben, zugeführt. Die Steuereinheit 54 vergleicht die Solltemperaturen mit den zugehörigen gemessenen Temperaturen und steuert die Ströme Im1-Im4, Is1-Is4, die in die Heizeinrichtungen Hm1-Hm4, Hs1-Hs4 fließen, in einer Weise, daß sich die Abweichungen der verglichenen Werte Null nähern. Obwohl sie nicht dargestellt ist, ist selbstverständlich, daß eine Steuereinheit zur Steuerung der Zirkulation und der Temperatur des Kühlmittels gebildet ist, das durch die Gießform fließt.

Dem Computersystem 50 werden Signale zugeführt, die Spritzgröße, Druck und Druckentlastungszeit angeben, die von der Gießmaschinen- Steuereinheit 51 eingestellt sind, sowie die Güte der Gießbarkeit und das Einlaß-Finish, das von der Einlaß-Finish- Erfassungseinrichtung 52 erfaßt worden ist, die Gewichte (und Ausdehnungen) der Gießprodukte, die von der Gewichtmeßeinrichtung 53 gemessen worden sind, und die von der Harztemperatur-Steuereinheit 54 gemessene Harztemperatur anzeigen. In Obereinstimmung mit einem später beschriebenen Prozeß benutzt das Computersystem 50 diese Daten, um Spritzgröße und Druck festzulegen, weist die Gießmaschinen-Steuereinheit 51 an, sich an die neu festgelegten Werte für Spritzgröße und Druck zu halten, legt die Heißgießkanalblock-Temperatur für jeden Heißgießkanal in der Mehrformen-Gießvorrichtung fest, und weist die Harztemperatur- Steuereinheit 54 an, diese Temperaturen als Solltemperaturen zu verwenden, wobei ein Prozeß zur Einstellung und/oder Änderung der Temperaturen der Heizeinrichtungen für die Heißgießkanäle ausgeführt wird.

Dieser Prozeß wird in verschiedenen Modi ausgeführt. Idealerweise werden alle Prozesse von der anfänglichen Einstellung bis zu Bewertung der Güte von Gießbarkeit, Einlaß-Finish und Annehmbarkeit der Gießprodukte und Änderungen von Spritzgröße, Druck und Harztemperatur automatisch unter der Steuerung des Computersystems 50 ausgeführt, das das in Fig. 6 gezeigte System benutzt. Andererseits ist der Modus, in dem die Automation am langsamsten ist, ein Modus, bei dem alle dargestellten Prozesse von einem Techniker (einem Menschen) ausgeführt werden. Beispiele für Modi, die zwischen diesen beiden Extremen liegen, sind ein Modus, in dem nur die verschiedenen Berechnungsprozeßschritte vom Computersystem ausgeführt werden, während die Einstellungen, Bewertungen und Änderungen der eingestellten Werte von einem Menschen ausgeführt werden, ein Modus, bei dem die verschiedenen Berechnungsprozeßschritte und Änderungen der eingestellten Werte vom Computersystem ausgeführt werden, während andere Einstellungen, Bewertungen etc. von einem Menschen durchgeführt werden, und ein Modus, bei dem die Einstellungen, Berechnungsprozeßschritte und Änderungen der eingestellten Werte vom Computersystem und nur die Bewertungen von einem Menschen ausgeführt werden. Unabhängig vom Modus wird die Rückkoppelungs-Temperatursteuerung für die verschiedenen Heizeinrichtungen automatisch von der Harztemperatur- Steuereinheit 54 ausgeführt.

In der folgenden Diskussion stellt Hmi eine der Heizeinrichtungen Hm1-Hm4 zur Einstellung der Fließverteilung der Hauptgießkanäle, Hsi eine der Heizeinrichtungen Hs1-Hs4 der Subgießkanäle zur Einstellung des Einlaß-Finish, Smi bzw. Ssi eines der Thermoelemente Sm1-Sm4 bzw. Ss1-SS4, Tmi bzw. Tsi eine der eingestellten Temperaturen Tm1-Tm4 bzw. Ts1-Ts4 und Imi bzw. Isi einen der Ströme Im1-Im4 bzw. Is1-Is4 dar. Aufgrund der Tatsache, daß die Temperatur der Heißgießkanalblöcke durch die Harztemperatur-Steuereinheit 54 so gesteuert wird, daß die gemessenen Temperaturen und die Solltemperaturen gleich werden, werden die gemessenen und die Solltemperaturen unter Verwendung derselben Symbole Tmi (Hauptgießkanal) und Tsi (Subgießkanal) dargestellt, solange keine Verwechslung auftritt.

Fig. 7 zeigt den Prozeß zur Einstellung der Anfangswerte.

Zuerst wird eine Standardtemperatur Tmo als Zieltemperatur Tmi für die Heizeinrichtung Hmi zur Einstellung der Fließverteilung in den Hauptgießkanälen 11-14 eingestellt (Schritt 101). Die Zieltemperaturen aller Heizeinrichtungen Hm1-Hm4 werden auf dieselbe Temperatur Tmo eingestellt. Die Standardtemperatur Tmo wird im allgemeinen auf der Basis der Erfahrung des Technikers festgelegt, und wird daher manuell unter Verwendung einer Einstelleinrichtung auf der Harztemperatur-Steuereinheit 54 eingestellt. Natürlich ist es gestattet, die Standardtemperatur im Computersystem 50 durch ein Verfahren festzulegen, das in der von der Anmelderin eingereichten JP 3-3 56 697 beschrieben ist, und die Temperatur in der Harztemperatur-Steuereinheit 54 automatisch durch einen Befehl vom Computersystem einzustellen. Obwohl nicht dargestellt, werden auch Temperatur, Fließrate etc. des Kühlmittels wie erforderlich eingestellt und gesteuert.

In gleicher Weise wird dieselbe Standardtemperatur Tso als Solltemperatur Tsi für alle Heizeinrichtungen Hs1-Hs4 zur Einstellung des Einlaß-Finish in den Subgießkanälen 31-34 eingestellt (Schritt 102). Die Standardtemperatur Tso wird im allgemeinen auf der Basis der Erfahrung des Technikers festgelegt, und wird daher manuell unter Verwendung der Einstelleinrichtung auf der Harztemperatur-Steuereinheit 54 eingestellt. Natürlich ist es auch bei dieser Standardtemperatur gestattet, daß sie im Computersystem 50 festgelegt wird, und durch einen entsprechenden Befehl an die Harztemperatur-Steuereinheit 54 übergeben wird.

Ferner wird die Spritzgröße eingestellt (Schritt 103). Weil ein Standardwert für die Spritzgröße vorher in Abhängigkeit von Größe etc. des Gießprodukts (des Hohlraums) oder auf der Basis der Erfahrung festgelegt wird, wird die Spritzgröße direkt in die Spritzgußmaschine eingegeben oder in der Gießmaschinen-Steuereinheit 51 eingestellt, wie in Fig. 6 dargestellt ist.

Als nächstes wird die Spritzgußmaschine betrieben, um einen Spritzguß auszuführen (Schritt 104), ohne daß ein Druckabfangschritt ausgeführt wird. Der Spritzgußvorgang in einer Spritzgußmaschine kann so aufgefaßt werden, als ob er in einen Einspritzschritt, bei dem die Hohlräume der Gießform mit geschmolzenem Harz unter hohem Druck gefüllt werden, einen Druckabfangschritt, bei dem ein konstanter Druck ausgeübt wird, nachdem das Harz in die Form eingespritzt worden ist, um eine Situation zu vermeiden, daß die gewünschte Form wegen des Auftretens einer Lücke zwischen der Gießform und dem Harz durch eine Kontraktion des eingespritzten Harzes in der Form nicht erzielt wird, und einen Kühlschritt, bei dem das Harz auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der das Harz aus der Gießform ohne Ausübung eines Drucks entnommen werden kann, aufgeteilt wäre. Beim Gießvorgang von Schritt 104 erfolgt ein Übergang zum Kühlschritt unmittelbar nach dem Einspritzschritt.

Es wird ermittelt (Schritt 105), ob die Gießbarkeit beim Gießvorgang annehmbar ist oder nicht. Wie oben ausgeführt worden ist, wird die Güte (Annehmbarkeit) der Gießbarkeit durch Faktoren bestimmt, wie z. B. ob Verunreinigungen (Drooling) aufgrund eines übermäßigen Anstiegs der Temperatur des geschmolzenen Harzes auftreten, und ob das Einspritzen des Harzes durch eine Verfestigung des Harzes am Einlaß aufgrund einer zu geringen Harztemperatur schwierig ist. Wenn die Gießbarkeit schlecht ist, kehrt das Programm zum Schritt 102 zurück, die Temperaturen der Heizeinrichtungen Hs1-Hs4 in den Subgießkanälen 31-34 werden neu eingestellt und der Gießvorgang ohne Druckabfangschritt wird erneut versucht.

Wenn die Gießbarkeit annehmbar ist, werden die Gewichte der Mehrzahl von Gießprodukten von der Gewichtmeßeinrichtung 53 oder jeweils eines der Gießprodukte von einem Techniker unter Verwendung einer Waage gemessen (Schritt 106). Als nächstes wird der Mittelwert Wo (=ΣWi/n) der gewichte Wi (i=1-n) der Mehrzahl von Gießprodukten berechnet, die durch eine einzige Harzeinspritzung unter Verwendung der Vielkammergießform gebildet worden sind (Schritt 107). Das kann automatisch durch einen zusammenwirkenden Prozeß erfolgen, den die Gewichtmeßeinrichtung 53 und das Computersystem ausführen, oder durch eine manuelle Berechnung durch den Techniker.

Als nächstes wird ermittelt (Schritt 108), ob der Absolutwert der Differenz zwischen dem mittleren Gewicht Wo der Gießprodukte und dem Gewichtssollwert (ein Wert, der von früheren Aufzeichnungen der Gießvorgänge erwartet wird) in einen Bereich mit erlaubter Abweichung σ_WO fällt. Diese Bestimmung kann das Computersystem 50 oder der Techniker ausführen. Wenn der Absolutwert |W-Wo| der vorher genannten Differenz innerhalb des erlaubten Bereichs liegt, fährt das Programm zum Prozeß zur Einstellung der Fließverteilung fort, der in Fig. 8 dargestellt ist. Ansonsten kehrt das Programm zum Schritt 103 zurück, in dem die Spritzgröße erneut eingestellt wird. Nach der Rückstellung der Spritzgröße wird erneut ein Spritzgießen ohne Druckabfangschritt ausgeführt.

Es ist selbstverständlich, daß das Spritzgießen ohne Druckabfangschritt (Schritt 104) wiederholt werden kann, selbst wenn in Schritt 105 die Gießbarkeit als annehmbar ermittelt wird und das mittlere Gewicht der Gießprodukte in Schritt 108 innerhalb des erlaubten Bereichs liegt, wodurch die Korrektheit der Bewertungen, die in den Schritten 105, 108 erfolgen, verifiziert werden kann.

Fig. 8 zeigt den Prozeß zur Einstellung der Fließverteilung, der nach der Anfangseinstellung (Fig. 7) ausgeführt wird.

Um zu ermitteln, ob das geschmolzene Harz im Spritzgußbetrieb ohne Druckabfangschritt gleichmäßig an die Mehrzahl von Hohlräumen der Gießform für den Mehrformenguß verteilt wird, wird das Ausmaß der Schwankung in den Gewichten der individuell gegossenen Produkte bewertet. Es wird ermittelt (Schritt 111), ob der Absolutwert der Differenz zwischen dem mittleren Gewicht Wo der Gießprodukte, der in Schritt 107 berechnet worden ist, und dem Gewicht Wi der individuell gegossenen Produkte geringer als ein Standardwert σ_Wi der Gewichtsschwankung ist. Diese Bestimmung kann durch das Computersystem oder den Techniker erfolgen. Wenn sich in Schritt 111 ein JA für alle Gewichte Wi (i=1-n) der Gießprodukte ergibt (d. h. falls σ_Wi<|Wo-Wi| für alle i mit i=1-n gilt), so bedeutet das, daß die Temperaturen der Heizeinrichtungen der Hauptgießkanäle 11-14 korrekt eingestellt worden sind, um Gießprodukte zu erhalten, die von Produkt zu Produkt nur eine geringe Gewichtsschwankung aufweisen. Mit anderen Worten bedeutet das, daß das geschmolzene Harz im wesentlichen gleichmäßig verteilt worden ist, so daß die Harzmenge, die die jeweiligen Hohlräume auffüllt, im wesentlichen gleich ist.

Erfolgt in Schritt 111 eine Entscheidung NEIN hinsichtlich des Gewichts von einem der Gießprodukte, so wird ermittelt (Schritt 112), ob die Differenz Wo-Wi zwischen dem mittleren Gewicht Wo und dem Gewicht Wi dieses Gießprodukts positiv oder negativ ist. Wenn das Gewicht eines Gießprodukts relativ niedrig ist, wird allgemein die Temperatur angehoben, um die Fluidität des Harzes zu erhöhen, so daß diese Gießform mit mehr Harz gefüllt wird. Wenn umgekehrt das Gewicht des Gießprodukts relativ hoch ist, wird die Harztemperatur gesenkt. Wenn Wo-Wi positiv ist, wird entsprechend die Solltemperatur der Heizeinrichtung Hmi, die zu demjenigen der Gießkanäle 11-14 gehört, dem dieses Gießprodukt entspricht, so geändert, daß sie geringfügig ansteigt (Schritt 113). Wenn Wo-Wi negativ ist, wird die Solltemperatur geringfügig gesenkt (Schritt 114). Es kann ein Aufbau gebildet werden, bei dem die Positiv- negativ-Bestimmung in Schritt 112 und die Änderung der Solltemperatur der Heizeinrichtung Hmi der Hauptgießkanäle 11-14 auf der Basis dieser Bestimmung automatisch vom Computersystem ausgeführt wird, das in Fig. 6 gezeigt ist, oder bei dem der Techniker die Positiv-negativ-Bestimmung ausführt und die in der Harztemperatur-Steuereinheit 54 eingestellte Temperatur manuell ändert. Anschließend kehrt das Programm zu Schritt 104 zurück, bei dem das Spritzgießen ohne Druckabfangschritt erneut ausgeführt wird. Die manuellen Operationen oder die Verarbeitungen der Schritte 111-114, 104 etc. werden wie erforderlich wiederholt, wobei die Gewichtsschwankungen der Mehrzahl von Gießprodukten, die durch eine einzelne Form für einen Mehrformenguß gebildet werden, in den Bereich der Standardabweichung σ_Wi fallen.

Wenn die Gewichtsschwankungen aller Gießprodukte damit in den Bereich der Standardabweichung σ_Wi fallen, werden die Temperaturen aller Hauptgießkanäle 11-14 untersucht, um zu ermitteln, ob sie erheblich von der Solltemperatur Tmo abweichen. Beim vorher erwähnten Schritt 101 wurden die Solltemperaturen aller Heizeinrichtungen Hmi auf Tmo eingestellt. Weil die Solltemperaturen der Heizeinrichtungen Hmi jedoch durch die Prozesse der Schritte 112-114 individuell eingestellt worden sind, kann eine große Abweichung von der Solltemperatur Tmo auftreten, wenn die Temperaturen als ganzes betrachtet werden. Daher wird der Mittelwert Tma (=ΣTmi/n) der Temperaturen aller Heizeinrichtungen Hmi der Hauptgießkanäle 11-14 berechnet (Schritt 115), und es wird ermittelt (Schritt 117), ob der Absolutwert ΔTm der Differenz zwischen der Standardtemperatur Tmo und der Mitteltemperatur Tma größer als der erlaubte Wert σ_T der Abweichungen von den eingestellten Temperaturen der Hauptgießkanäle ist. Wenn σ_T<ΔTm gilt, schreitet das Programm zur Einstellung der Fließverteilung mit Druckabfangschritt fort, die in Fig. 9 dargestellt ist. Wenn die Ungleichung σ_T<ΔTm jedoch nicht erfüllt wird, werden in Abhängigkeit davon, ob Tmo-Tma positiv oder negativ ist, die Solltemperaturen Tmi aller Heizeinrichtungen Hmi um einen konstanten Wert ΔTm gleichmäßig angehoben oder gesenkt (Schritte 118, 119, 120), und das Programm kehrt zum Schritt 104 zurück, so daß erneut ein Spritzgießen ohne Druckabfangschritt ausgeführt wird. Die Prozeßschritte und Vorgänge der Schritte 116-120 können automatisch durch das Computersystem 50 oder auch manuell durch den Techniker ausgeführt werden.

Die Einstellung der Fließverteilung mit einem Druckabfangschritt, die in Fig. 9 dargestellt ist, beginnt mit der Einstellung von Zeit und Druck des Druckabfangens (Schritt 121). Die Einstellung kann automatisch erfolgen, indem das Computersystem 50 eine Auswahl aus Werten vornimmt, die vorher eingestellt worden sind, oder manuell, indem der Techniker einen Standardwert auf der Grundlage der Erfahrung eingibt. Dann wird ein Spritzgießen ausgeführt, das einen Druckabfangschritt aufweist. Hinsichtlich der Mehrzahl von Gießprodukten, die durch das Spritzgießen mit einem Druckabfangschritt erhalten werden, wird die Einstellung der Harzmenge, die in jeden der Hohlräume eingeführt werden soll, durch Einstellung der Temperatur der Heizeinrichtungen Hmi der Hauptgießkanäle 11-14 in einer Weise ausgeführt, daß die gewichte der Gießprodukte gut ausgeglichen sind (Schritte 123-128). Dieser Prozeß stimmt mit den Schritten 106, 107, die in Fig. 7 gezeigt sind, und den Schritten 111-114, die in Fig. 8 dargestellt sind, überein. σ_wp wird als Standardwert der Gewichtsschwankung von Produkt zu Produkt verwendet.

Beim in Fig. 9 dargestellten Prozeß wird keine Einstellung (die den Schritten 115-120 in Fig. 8 entspricht) vorgenommen, die zur Mitteltemperatur Tmas der Heizeinrichtungen Hmi gehört. Wenn es notwendig erscheint, kann diese Einstellung jedoch vorgenommen werden. Darüber hinaus kann eine Anordnung gebildet werden, bei der die Temperatur der Heizeinrichtungen so eingestellt wird, daß man einen gute Ausgleich der Ausdehnungen der Gießprodukte und nicht nur von deren Gewicht erhält. Das gilt auch für die Fig. 7 und 8.

Wenn die Einstellung zum Gewichtsausgleich unter Verwendung der Heizeinrichtungen Hmi zur Einstellung der Fließverteilung in den Hauptgießkanälen 11-14 für eine Mehrzahl von Gießprodukten endet, die durch Spritzgießen mit einem Druckabfangschritt erhalten worden sind, wird das Einlaß-Finish eingestellt, indem man die Heizeinrichtungen Hsi zur Einstellung des Einlaß-Finish der Subgießkanäle 31-34 verwendet.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird das Einlaß-Finish des jeweiligen der Einlässe aller Subgießkanäle 31-34 der Vielkammergießform geprüft (Schritt 31). Beispiele für ein schlechtes Einlaß-Finish sind ein konvexer Bereich (Schritt 132), wenn der Einlaßabdruck auf einem Gießprodukt aufgrund der Verfestigung des Harzes am Einlaßbereich durch eine zu niedrige Temperatur eine konvexe Form annimmt, und Fadenziehen (Schritt 134), wenn Harz in Form eines Fadens an der Einlaßöffnung des Gießprodukts zurückbleibt, weil die Temperatur zu hoch ist. Im ersten Fall wird die eingestellte Temperatur der Heizeinrichtung Hsi des Subgießkanals mit dem Einlaß, wo ein konvexer Bereich auftritt, geringfügig erhöht (Schritt 133). In letzterem Fall wird die eingestellte Temperatur der Heizeinrichtung Hsi des Subgießkanals mit dem Einlaß, wo das Fadenziehen auftritt, etwas erniedrigt (Schritt 135). Die Bewertung des Einlaß-Finish und die Einstellung der Temperatur der Heizeinrichtungen Hsi für die Einstellung des Einlaß-Finish kann manuell durch den Techniker durch eine optische Bestätigung oder automatisch durch ein Zusammenwirken der Einlaß-Finish- Erfassungseinrichtung 52, des Computersystems 50 und der Harztemperatur-Steuereinheit 54, die in Fig. 6 gezeigt sind, erfolgen.

Es kann vorkommen, daß das Einlaß-Finish nicht allein durch die Heizeinrichtungen Hsi der Subgießkanäle 31-34 zur Einstellung des Einlaß-Finish ausgeführt werden kann. In diesem Fall ist eine Einstellung des Druckabfangens notwendig (Schritt 136). Hier kehrt das Programm zum Schritt 121 zurück und es wird eine Einstellung des Druckabfangens ausgeführt.

Untersuchung und Einstellung des Einlaß-Finish werden für alle Subgießkanäle 31-34 ausgeführt.

Wenn für alle Subgießkanäle 31-34 eine Entscheidung "OK" gefällt worden ist, wird ein kontinuierliches Gießen ausgeführt (Schritt 137). Die in Fig. 9 gezeigte Einstellung der Fließverteilung und die in Fig. 10 gezeigte Untersuchung des Einlaß-Finish werden in gleicher Weise für die durch kontinuierliches Gießen erhaltenen Gießprodukte ausgeführt. Wenn für alle Subgießkanäle zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden, endet der gesamte Einstellvorgang.

Bisher ist ein Prozeß zum Einstellen und Ändern der Temperatur der Heizeinrichtungen für einen Fall beschrieben worden, bei dem eine Gießform mit Harzverbindungswegen und verschiedenen Heizeinrichtungen Hmi, Hsi benutzt wird, die wie in Fig. 1 gezeigt konstruiert ist. Im wesentlichen derselbe Prozeß wird auch für die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Gießvorrichtungen ausgeführt.

Bei den in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Gießvorrichtungen weisen die Subgießkanäle 31-34 Heizeinrichtungen Hsia zur Einstellung der Fließverteilung und Heizeinrichtungen Hsib zur Einstellung des Gate- Finish auf. Hinsichtlich der Heizeinrichtungen Hsia zur Einstellung der Fließverteilung wird die Einstellung und Änderung der Temperatur entweder gleichzeitig mit den Heizeinrichtungen Hmi zur Einstellung der Fließverteilung der Hauptgießkanäle 11-14 oder die Einstellung und Änderung der Temperatur wird durch die in den Fig. 8 und 9 dargestellten Prozeß getrennt von den Heizeinrichtungen Hmi zur Einstellung der Fließverteilung der Hauptgießkanäle 11-14 ausgeführt.

Für die Heizeinrichtungen Hn in der Gießvorrichtung, die in Fig. 3 gezeigt ist, reicht es aus, wenn die Heizeinrichtungen zur Aufrechterhaltung der Temperatur auf eine vorbestimmte Standardtemperatur eingestellt werden.

Für die Heizeinrichtungen Hna, Hnb zur Unterstützung der Fließverteilung, die auch dazu dienen, die Temperatur in der in Fig. 4 gezeigten Gießvorrichtung zu halten, kann eine vorbestimmte Standardtemperatur eingestellt werden, oder es kann eine Temperatureinstellung durch denselben Prozeß gleichzeitig wie bei den Heizeinrichtungen Hmi zur Einstellung der Fließverteilung oder getrennt davon erfolgen.

Tabelle 1

Die in Wirklichkeit erhaltenen Daten sind in Tabelle 1 angegeben.

Die Daten in der oberen Hälfte der Tabelle 1 gelten für einen Fall, bei dem die Temperaturen der Heizeinrichtungen Hmi zur Einstellung der Fließverteilung alle auf denselben Wert gesetzt worden sind. Der Druckabfangschritt ist weggelassen. Die Daten in der unteren Hälfte der Tabelle 1 geben einen Fall an, bei dem die Temperaturen der Heizeinrichtungen Hmi zur Einstellung der Fließverteilung so reguliert worden sind, daß die Harzmengen, die in die Hohlräume eingeführt werden, im wesentlichen gleich sind. Im Fall, daß die Fließverteilung reguliert wird, reduziert sich die Schwankung des spezifischen Gewichts der Gießprodukte im Vergleich zum Fall, wenn keine Einstellung erfolgt, von -2,47% . . . +3,53% auf -0,53% . . . +0,92%. Die Daten in der oberen Hälfte von Tabelle 1 zeigen eine größere Schwankung, weil der Druckabfangschritt weggelassen worden ist, wie später erläutert wird. Selbst wenn der Druckabfangschritt ausgeführt wird, beträgt die Schwankung etwa -1,0% . . . +2,0%, wenn keine Einstellung der Fließverteilung ausgeführt wird, und daher ist ersichtlich, daß man eine wesentliche Verbesserung erreicht. Weil der Temperaturunterschied der Heizeinrichtungen Hmi der Hauptgießkanäle etwa 10°C beträgt und die Temperaturreaktion des Harzes in den Hauptgießkanälen ungefähr 50% ist, beträgt die Temperaturdifferenz des Harzes, das in die Hohlräume fließt, ungefähr 5°C. Das ist ziemlich wenig, solange das in die Hohlräume fließende Harz betrachtet wird. Die hier betrachtete Temperaturreaktion wird durch [(Ts-Tin)/(Tm-Tin)] 100% dargestellt, worin Tin die Anfangstemperatur des Harzes, das in die Hauptgießkanäle fließt, Tm die eingestellte Temperatur der Heizeinrichtungen der Hauptgießkanäle und Ts die Harztemperatur (innerhalb der Hauptgießkanäle) darstellt, die der Temperatursteuerung folgt. Der Grund, weshalb das mittlere Gewicht der Daten in der oberen Hälfte von Tabelle 1 kleiner als das der Daten in der unteren Hälfte von Tabelle 1 ist, liegt darin, daß kein Druckabfangschritt ausgeführt wird.

3) Struktur und Herstellung einer Vielkammergießform

Wie oben ausgeführt worden ist, ist eine Mehrzahl von Hauptgießkanälen mit jeweils einer unabhängig steuerbaren Heizeinrichtung zur unabhängigen Steuerung der Temperaturen der Hautgießkanäle gebildet. Selbst wenn die Heißgießkanäle der Gießform untereinander größenmäßige Schwankungen aufweisen, ist es damit möglich, das Harz gleichmäßig zu verteilen, d. h. das Harz gleichmäßig an die Hohlräume zu verteilen, die den Hauptgießkanälen entsprechend, während die Temperaturdifferenz des in die Hohlräume eingeführten Harzes so klein wie möglich gehalten wird.

Ferner ist es bevorzugt, daß die Temperaturdifferenz des Harzes von Hohlraum zu Hohlraum oder von Einlaß zu Einlaß so klein wie möglich gehalten wird. Der Grund dafür ist, daß die Gießprodukte eine Schwankung ihrer Ausdehnungen entwickeln, wenn die Temperaturdifferenz zu groß ist, weil sich der Schrumpfungsgrad, wenn sich das Harz verfestigt, in Abhängigkeit von der Temperatur unterscheidet.

In einer Vielkammergießform, bei der eine Mehrzahl von Hauptgießkanälen mit jeweils einer unabhängig steuerbaren Heizeinrichtung gebildet ist, lauten zwei grundlegende strukturelle Anforderungen (A) und (B) für eine Gießform zur möglichst gleichmäßigen Verteilung von Harz mit einer möglichst geringen Temperaturdifferenz am Hohlraumeinlaß folgendermaßen:

(A) Die in den Hauptgießkanälen befindliche Harzmenge sollte so groß wie möglich sein.

Um eine gleichmäßige Verteilung des Harzes in die Hohlräume zu erreichen, wird eine Temperatur für eine Heizeinrichtung für jeden Hauptgießkanal oder manche Subgießkanäle eingestellt und die Temperatur des Harzes in der Mehrzahl von Hauptgießkanälen wird für jeden Hauptgießkanal unabhängig gesteuert. Im Einspritzschritt fließt jedoch das von einer gemeinsamen Heizeinrichtung (z. B. einer Verteilerheizung) auf einer konstanten Temperatur gehaltene und in Fließrichtung vor den Hauptgießkanälen zugeführte Harz in die Mehrzahl von Hauptgießkanälen. Weil sich die Temperatur des Harzes, das in die Hauptgießkanäle fließt, im allgemeinen von der Harztemperatur in den wegen der Fließverteilung im jeweiligen Hauptgießkanal temperaturgesteuerten Hauptgießkanälen unterscheidet, behindert das in die Hauptgießkanäle eingeflossene Harz eine gleichmäßige Verteilung. Je kleiner der Einfluß des Harzes, das in die Hauptgießkanäle eingeflossen ist, auf das Harz in den Hauptgießkanälen ist, d. h. je größer die in den Hauptgießkanälen befindliche Harzmenge ist, desto besser ist daher die Fließverteilung. Wenn die Temperatur der für mindestens einen Gießvorgang notwendigen Harzmenge (die in einem einzelnen Einspritzvorgang erforderliche Harzmenge wird im folgenden als "Einzeleinspritzung von Harz" bezeichnet) nicht einheitlich ist, so unterscheidet sich die Temperatur des Harzes, das während der ersten Hälfte des Einspritzvorgangs in die Hohlräume fließt, von der Temperatur des Harzes, das während der zweiten Hälfte des Einspritzvorgangs in die Hohlräume fließt. Daher unterscheidet sich der Schrumpfungsgrad in einem Abschnitt des Gießprodukts vom dem in einem anderen Abschnitt, und das Gießprodukt wird schlecht. Im Hinblick auf diese Punkte ist es notwendig, daß sich das Harz für eine Zeitspanne, die länger als ein Gießzyklus ist, in den Hauptgießkanälen befindet. Die in den Hauptgießkanälen befindliche Harzmenge reicht für mindestens eine Einzeleinspritzung und bevorzugterweise für ein ganzzahliges Vielfaches von Einzeleinspritzungen aus.

(B) Wenn das Harz, dessen Temperatur in den Hauptgießkanälen gesteuert wird, um eine gleichmäßige Verteilung zu ermöglichen, über die Subgießkanäle in die Hohlräume eingeführt wird, sollte sich die Fluidität des temperaturgesteuerten Harzes in den Subgießkanälen ausreichend widerspiegeln.

Weil Harz, dessen Temperatur für eine Fließverteilung nicht gesteuert worden ist, beim Gießen von der Gießmaschine einfließt, wirkt der Fließwiderstand des Harzes in den Hauptgießkanälen so, daß die Güte der Fließverteilung vermindert wird. Das bedeutet, daß der Fließwiderstand in den Subgießkanälen dominierend gemacht werden sollte. Diese Forderung wird folgendermaßen ausgedrückt:

ΔP_SUB ΔP_MAIN Gl. 1

worin ΔP_MAIN den Druckverlust im Hauptgießkanal und ΔP_SUB den Druckverlust im Subgießkanal darstellt.

Durch Festlegen der Form der Hauptgießkanäle und Subgießkanäle in einer Weise, daß die Forderungen (A) und (B) erfüllt werden, erhält man eine Gießform mit einer Struktur, die eine ausgezeichnete Gießverteilung ergibt.

Zuerst wird die Forderung (A) unter Bezugnahme auf die Fig. 13 und 14 mit Verwendung berechneter Ergebnisse quantitativ diskutiert.

Die Fig. 13 und 14 zeigen Graphen der Ergebnisse von Berechnungen mit der Harzmenge S als Parameter, die in den Hauptgießkanälen bereitgehalten wird, wobei die Differenz ΔT=Tm1-Tm2 der eingestellten Temperaturen der Heizeinrichtungen, die in zwei jeweiligen Hauptgießkanälen gebildet sind, auf der horizontalen Achse aufgetragen ist, und das Verhältnis Q1/Q2 der Fließraten in den zwei Hauptgießkanälen entsprechend der Temperaturdifferenz ΔT auf der vertikalen Achse aufgetragen ist. Es ist die in den Hauptgießkanälen bereitgehaltene Harzmenge S angegeben mit der Harzmenge als Einheit, die einer Einzeleinspritzung entspricht. Das heißt, daß S=1 die Harzmenge für eine Einzeleinspritzung und S=2 die Harzmenge für zwei Einzeleinspritzungen bedeutet. Das Harz ist Polypropylen und die Temperaturreaktion der Hauptgießkanäle beträgt 47% je Zyklus für den Fall, daß S=1 gilt.

Es gibt zwei verschiedene Verfahren, die in den Hauptgießkanälen bereitgehaltene Harzmenge zu änder. Ersten kann der Durchmesser der Hauptgießkanäle (für den Fall, daß der Querschnitt kreisförmig ist), und zweitens kann die Länge der Hauptgießkanäle verändert werden. In Fig. 13 wird bei S1 die bereitgehaltene Harzmenge durch Festhalten der Länge des Hauptgießkanals auf demselben Wert wie im Fall S=1 und Ändern des Durchmessers des Hauptgießkanals geändert. Für S<1 wird die bereitgehaltene Harzmenge durch Festhalten des Durchmessers des Hauptgießkanals auf demselben Wert wie im Fall S=1 und Ändern der Länge des Hauptgießkanals geändert. In Fig. 14 wird die bereitgehaltene Harzmenge durch Festhalten des Durchmessers des Hauptgießkanals auf demselben Wert wie im Fall S=1 und Ändern der Länge des Hauptgießkanals geändert.

Aufgrund der Ausdehnungsschwankungen der Heißgießkanäle in einer Gießform durch den Herstellungsprozeß unterscheidet sich die Fließrate in den zwei Hauptgießkanälen, wenn Harz mit derselben Temperatur bei gleichem Druck aus den Hauptgießkanälen gedrückt wird. Entsprechend ist es notwendig, daß die Harztemperaturen in den zwei Hauptgießkanälen verschiedene Werte annehmen, um die Fließrate anzugleichen.

Die Fig. 13 und 14 stellen den Grad dar, in dem die Fließrate variiert, wenn die zwei Hauptgießkanäle Temperaturdifferenzen verschiedener Größe aufweisen. Hier wird das Vorhandensein der Subgießkanäle nicht in Betracht gezogen.

Bei den Graphen von Fig. 13 und 14 gilt, daß die Güte der Fließverteilung um so besser ist, je größer die Neigung der Kurve ist. Beispielsweise wird für den Fall, daß eine eingestellte Temperaturdifferenz von 10°C zwischen zwei Hauptgießkanälen auftritt, die Fließrate gleich 1,06, wenn die bereitgehaltene Harzmenge einer Einzeleinspritzung (S=1) entspricht, wohingegen das Verhältnis der Fließraten gleich 1,03 ist, wenn die bereitgehaltene Harzmenge einer halben Einzeleinspritzung (S=0,5) entspricht. Das bedeutet, daß sich selbst bei derselben eingestellten Temperaturdifferenz eine hohe Güte der Fließverteilung von selbst einstellt, wenn die in den Hauptgießkanälen bereitgehaltene Harzmenge groß ist. Umgekehrt ausgedrückt, muß für den Fall, daß die Hauptgießkanäle nur die Harzmenge entsprechend einer halben Einzeleinspritzung (S=0,5) bereithalten und ein Fließratenverhältnis von 1,06 erforderlich ist, eine Temperaturdifferenz von 21°C eingestellt werden, um eine gleichmäßige Harzverteilung zu erzielen.

Der Temperaturunterschied von 10°C reicht jedoch aus, wenn die Hauptgießkanäle eine Harzmenge bereithalten, die 1,0 Einzeleinspritzungen entspricht.

Unter Bezugnahme auf Fig. 13 wird ein Fall betrachtet, bei dem die bereitgehaltene Harzmenge durch Änderung des Durchmessers der Hauptgießkanäle variiert wird. Die Verweilzeit des Harzes in den Hauptgießkanälen ist proportional zum Quadrat des Hauptgießkanaldurchmessers. Andererseits ist die Temperaturreaktion umgekehrt proportional zum Quadrat des Hauptgießkanaldurchmessers. Selbst wenn die bereitgehaltene Harzmenge durch Änderung des Hauptgießkanaldurchmessers variiert wird, ergibt sich entsprechend für die ausgeübte Temperatursteuerung keine Änderung der Temperaturreaktion des Harzes, das sich in den Hauptgießkanälen befindet. Die Tatsache, daß die Temperaturreaktion des Harzes, das sich in den Hauptgießkanälen befindet, unabhängig von der Änderung des Hauptgießkanaldurchmessers konstant bleibt, bedeutet, daß die Temperatur des Harzes, das aus den Hauptgießkanälen fließt, nämlich die Temperatur des Harzes, das in die Hohlräume fließt, ebenfalls konstant bleibt (d. h. der Einfluß von Scherheizung o.ä. in den Hauptgießkanälen ist vernachlässigbar). Das bedeutet, daß die eingestellte Temperaturdifferenz der Heizeinrichtungen in den Hauptgießkanälen und die Temperaturdifferenz des Harzes, das in die Hohlräume fließt, im wesentlichen proportional zueinander sind.

Andererseits ist die Güte der Fließverteilung um so höher, je größer die in den Hauptgießkanälen bereitgehaltene Harzmenge ist, wie oben ausgeführt wurde. Beispielsweise weist die Kurve mit S=2 eine größere Steigung als die Kurve mit S=1 auf, und die Kurve mit S=5 besitzt eine größere Steigung als die Kurve mit S=2. Der Grund dafür lautet folgendermaßen: Die Güte der Fließverteilung sinkt ab, wenn Harz, das keiner Temperatursteuerung für die Fließverteilung unterworfen ist, von der Gießmaschine eingeführt wird und in die Hauptgießkanäle fließt. Je größer die in den Hauptgießkanälen bereitgehaltene Harzmenge ist, desto besser kann die Auswirkung unterdrückt werden, die die Güte der Fließverteilung stört.

Im Hinblick auf das vorangehende ist ersichtlich, daß der Fluß bei kleiner Temperaturdifferenz des in die Hohlräume fließenden Harzes um so effektiver verteilt werden kann, je größer die Harzmenge ist, die in den Hauptgießkanälen bereitgehalten wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 14 wird ein Fall betrachtet, bei dem die bereitgehaltene Harzmenge durch eine Änderung der Hauptgießkanallänge variiert wird. Ein Vergleich der Fig. 13 und 14 zeigt, daß für dieselbe bereitgehaltene Harzmenge der Anstieg der Kurve in Fig. 14 größer als in Fig. 13 ist. Das bedeutet, daß eine größere Änderung der Fließrate mit einer geringeren Temperaturdifferenz möglich ist, die für die Heizeinrichtungen eingestellt ist.

Wenn die Länge des Hauptgießkanals vergrößert wird, während man den Hauptgießkanaldurchmesser konstant hält, wird die Temperaturreaktion des Harzes verbessert, weil die Verweilzeit des Harzes in den Hauptgießkanälen verlängert wird. Beim Graphen von Fig. 14 wird die Steigung der Kurve vergrößert, weil der oben angeführte Effekt der Unterdrückung der Aktion, die die Güte der Fließverteilung durch den Einfluß des Harzes in die Hauptgießkanäle stört, durch den Effekt ergänzt wird, daß die Verweilzeit verlängert und die Temperaturreaktion des Harzes verbessert wird, je größer die bereitgehaltene Harzmenge ist. Es ist ersichtlich, daß die Vergrößerung der bereitgehaltenen Harzmenge durch eine Verlängerung der Hauptgießkanäle effektiver ist, um eine gleichmäßige Füllung mit kleinerer eingestellter Temperaturdifferenz für die Heizeinrichtungen zu erreichen.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 15 die Forderung (B) mit Hilfe von berechneten Ergebnissen quantitativ diskutiert.

Es wird ein Zustand angenommen, bei dem die Subgießkanäle mit jeweils einem der Hauptgießkanäle verbunden sind. Fig. 15 ist ein Graph, bei dem das Verhältnis des Druckverlustes ΔP_SUB in den Subgießkanälen zum Druckverlust ΔP_MAIN in den Hauptgießkanälen entlang der horizontalen Achse, und das Fließratenverhältnis, das die Güte der Fließverteilung angibt, entlang der vertikalen Achse aufgetragen ist.

Das Fließratenverhältnis entlang der vertikalen Achse ist das Fließratenverhältnis zwischen zwei Hauptgießkanälen, in denen jeweils die Harzmenge für eine Einzeleinspritzung gespeichert werden kann. Der Harztyp sei Polypropylen. Ferner wird angenommen, daß die eingestellte Temperatur Tm2 eines Hauptgießkanals 270°C und die eingestellte Temperatur Tm1 des anderen Hauptgießkanals 260°C ist (um eine Temperaturdifferenz von 10°C zu erzielen), und daß die Temperaturreaktion 47% beträgt. Hier ist ΔT=Tm1-Tm2=-10°C, was demjenigen Quadranten in Fig. 13 entspricht, in dem Q1/Q2 kleiner als 1 ist (also dem dritten Quadranten). Der Einfluß von Scherheizung aufgrund der Viskosität des Harzes wird bei diesen Berechnungen nicht in Betracht gezogen. Ferner wird das Druckverlustverhältnis ΔP_SUB/ΔP_MAIN auf der Basis eines Druckverlustverhältnisses berechnet, das man erhält, in dem man annimmt, daß die Subgießkanal- Harztemperatur und die Hauptgießkanal-Harztemperatur gleich sind, und daß das Harz eine isothermische Flüssigkeit ist, die keine Scherheizungseffekte zeigt. Der Druckverlust (Druckverlustverhältnis) kann auf der Grundlage der rheologischen Eigenschaften des Harzes nach Exponentialgesetzen berechnet werden. Darüber hinaus sind Unterschiede in den unten beschriebenen Effekten sehr gering, und zwar unabhängig davon, ob das Harz als isothermische Flüssigkeit oder nicht-isothermische Flüssigkeit angenommen wird.

Bei dem in Fig. 15 gezeigten Graphen besteht die Tendenz, daß das Fließratenverhältnis mit einem Anstieg des Druckverlustverhältnisses, ΔP_SUB/ΔP_MAIN abfällt (für den Fall, daß ΔT<0 gilt, steigt das Fließratenverhältnis an).

Der Grund dafür lautet folgendermaßen: Weil in den Hauptgießkanälen Harz für eine Einzeleinspritzung bereitgehalten wird, fließt nur das Harz, dessen Fluidität zur Fließverteilung eingestellt wurde, durch die Subgießkanäle. Dadurch wird ein Subgießkanaldruckverlust ΔP_SUB erzeugt. Je größer das Druckverlustverhältnis ΔP_SUB/ΔP_MAIN wird, d. h. je dominierender der Subgießkanaldruckverlust ΔP_SUB wird, desto mehr nimmt der Effekt ab, daß die Güte der Fließverteilung vom Harz 31383 00070 552 001000280000000200012000285913127200040 0002004234119 00004 31264 vermindert wird, das keiner Temperatursteuerung zur Fließverteilung unterworfen wurde und von der Gießmaschine oder von Heißgießkanälen, deren Temperaturen gemeinsam gesteuert werden, zum Einspritzzeitpunkt in die Hauptgießkanäle einströmt.

Wenn das Druckverlustverhältnis ΔP_SUB/ΔP_MAIN ausreichend groß gemacht wird, gibt es nahezu keinen Einfluß, der zu einer Verschlechterung der Fließverteilung durch das Einströmen von Harz in die Hauptgießkanäle, das keiner Temperatursteuerung zum Zweck der Fließverteilung unterworfen ist, führt, und das Fließverteilungsverhältnis konvergiert auf einen Wert.

In Fig. 15 ist eine einzelne Kurve unabhängig vom Absolutwert des Druckverlustes in den Hauptgießkanälen und Subgießkanälen dargestellt. Folglich dient sie als Designwert, wenn das erforderliche Druckverlustverhältnis ΔP_SUB/ΔP_MAIN bestimmt wird, um Störeffekte auf die Fließverteilung in den Hauptgießkanälen zu unterdrücken und die Fließverteilung effektiv einzustellen.

Entsprechend wird nun der Bereich der Druckverlustverhältnisse zur effektiven Einstellung der Fließverteilung im Detail betrachtet.

Aus Fig. 15 ist ersichtlich, daß das Druckverlustverhältnis ΔP_SUB/ΔP_MAIN auf einen großen Wert eingestellt werden sollte, um die Temperaturdifferenz des in die Hohlräume fließenden Harzes zu vermindern und eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen.

Andererseits ist das Druckverlustverhältnis ΔP_SUB/ΔP_MAIN durch die Möglichkeiten der Spritzgußmaschine beschränkt.

Das geschmolzene Harz von der Düse der Spritzgußmaschine wird über die Haupt- und die Subgießkanäle in die Hohlräume eingeführt. ΔP_NOZ soll den Druckverlust in der Düse, ΔP T_CAV den Druckverlust in den Hohlräumen und ΔP_MAX den maximalen Einspritzdruck, der die Einspritzmöglichkeiten der Spritzgußmaschine angibt, darstellen. In einer Spritzgußmaschine wird allgemein ein erlaubter Druckverlust ΔP_REAL, der geringer als der maximale Einspritzdruck ΔP_MAX ist, als Grenzwert benutzt. Wie später ausgeführt wird, wird ΔP_REAL auf ΔP_REAL=ΔP_MAX _* 0,9 oder niedriger eingestellt.

Entsprechend gilt die folgende Gleichung:

ΔP_REAL=ΔP_NOZ+ΔP_MAIN+Δp_SUB+Δp_CAV Gl. 2

Die folgende Gleichung erhält man entsprechend Gl. 2:

ΔP_SUB/ΔP_MAIN=[(ΔP_REAL+ΔP_NOZ+Δp_CAV)/ΔP_MAIN]^-1 Gl. 3

Das Druckverluftverhältnis ΔP_SUB/ΔP_MAIN muß festgelegt werden, daß es in einen Bereich fällt, der die Möglichkeit der Spritzmaschine nicht übersteigt. Allgemein liegt die Grenze von ΔP_MAIN+ΔP_SUB erfahrungsgemäß bei etwa 1500 kgf/cm², wenn der Düsendruckverlust ΔP_NOZ und der Hohlraumdruckverlust ΔP_CAV betrachtet werden. (Für den Fall, daß ΔP_MAX=2300 kgf/cm² ist, liegen die maximalen Möglichkeiten der auf dem Markt befindlichen Spritzgußmaschinen in diesem Bereich.) Wenn ΔP_MAIN vermindert wird, ist es entsprechend möglich, ΔP_SUB/ΔP_MAIN auf einen ausreichend großen Wert einzustellen.

Für den Fall jedoch, daß ΔP_MAIN groß ist (ein Fall, bei dem die Harzmenge in einem Gießprodukt groß ist oder wenn die Fluidität des benutzten Harzes schlecht ist), ist es nicht notwendigerweise richtig, daß ein ausreichend groß eingestelltes ΔP_SUB/ΔP_MAIN die negativen Effekte auf die Fließverteilung in den Hauptgießkanälen besser unterdrücken kann.

Beispielsweise ist für den Fall, daß ein ziemlich großer Hauptgießkanaldruckverlust (600-800 kgf/cm²) entsprechend der Erfahrung eingestellt wird, der Maximalwert, den ΔP_SUB/ΔP_MAIN annehmen kann, etwa gleich 0,9-1,5.

Obwohl der Effekt der Verbesserung der Fließverteilung durch die Einstellung eines großen ΔP_SUB/ΔP_MAIN (den Differenzwert im Graphen der Fig. 15) in einem Bereich deutlich ist, wo ΔP_SUB/ΔP_MAIN klein ist, wird der Effekt andererseits in einem Bereich kleiner, wo ΔP_SUB/ΔP_MAIN groß ist.

In Fig. 15 soll Y_∞ die Fließrate bei ΔP_SUB/ΔP_MAIN=^∞, Y₀ die Fließrate bei ΔP_SUB/ΔP_MAIN=0 und Y die Fließrate, wenn ΔP_SUB/ΔP_MAIN einen anderen Wert aufweist, sein. Wenn die Güte der Verbesserung der Fließverteilung dargestellt ist durch

ψ=[(Y-Y₀)/(Y_∞-Y₀)]^*100 Gl. 4

ergibt sich

ψ=51% wenn ΔP_SUB/ΔP_MAIN=1
ψ=68% wenn ΔP_SUB/ΔP_MAIN=2
ψ=76% wenn ΔP_SUB/ΔP_MAIN=3

Genauer ausgedrückt wird bei ΔP_SUB/ΔP_MAIN=1 die Hälfte des Effekts zur Verbesserung der Fließverteilung durch Einstellen eines großen Wertes für ΔP_SUB/ΔP_MAIN erzielt. Es ist ersichtlich, daß Ψ einen Wert annimmt, der in der Nähe von 50% liegt, wenn ΔP_SUB/ΔP_MAIN=1 gilt, selbst wenn eine Berechnung der Änderung der Temperaturdifferenz ausgeführt wird.

Auf der Grundlage der obigen Ausführungen ist es wünschenswert, daß das Druckverlustverhältnis ΔP_SUB/ΔP_MAIN so groß wie möglich eingestellt wird. Im Hinblick auf die Tatsache, daß es Fälle gibt, bei denen ein ausreichend großes ΔP_SUB/ΔP_MAIN wegen Beschränkungen durch die Möglichkeiten der Spritzgußmaschine nicht eingestellt werden kann, sollte das Design so gewählt werden, daß wenigstens ΔP_SUBΔP_MAIN gilt. Das ist die Bedeutung der oben ausgeführten Forderung (B).

Wie oben ausgeführt wurde, kann damit in einer Gießform, die eine Mehrzahl von Hauptgießkanälen und Subgießkanäle für jeweilige Hauptgießkanäle aufweist, wobei die Hauptgießkanäle unabhängig steuerbare Heizeinrichtungen aufweisen, eine effektive Fließverteilung durch eine Temperatursteuerung in den Hauptgießkanälen realisiert werden, wenn die Formen der Hauptgießkanäle und Subgießkanäle so festgelegt werden, daß die oben aufgeführten Forderungen (A) und (B) mit den Beschränkungen erfüllt werden, die die Einspritzmöglichkeiten der benutzten Spritzgußmaschine verursachen.

Durch Erfüllen der Forderungen (A) und (B) kann die Temperaturdifferenz des in die Mehrzahl von Hohlräumen eingeführten Harzes so klein wie möglich gemacht werden, wodurch es möglich wird, eine gleichmäßige Füllung der Hohlräume zu erzielen und Gießprodukte mit einheitlicher Gestalt zu erhalten.

Ferner wird durch Erfüllen der Forderung (B) der Druckverlust der Subgießkanäle gleich oder größer als der Druckverlust in den Hauptgießkanälen gemacht, wodurch man die folgenden Effekte erhält:

Erstens bedeutet wie oben ausgeführt die Tatsache, daß ein großer Druckverlust eingestellt wird, daß die Subgießkanäle in hohem Umfang eine Selbststeuerung bekommen. Damit ist das System in erheblichem Maß widerstandsfähig gegenüber äußeren Störungen wie z. B. Schwankungen der Temperatur. Die Selbststeuerung der Subgießkanäle betrifft einen Effekt, der in einer Richtung wirkt, um Schwankungen der Harztemperatur zu unterdrücken. Wenn beispielsweise die Temperatur des Harzes fällt, steigt die Viskosität an, was einen Anstieg der Scherheizung verursacht, der die Harztemperatur anhebt. Damit ist die Aktion so, daß die Temperaturänderung des Harzes verschwindet. Die Schwankung in der Harztemperatur an der Auslaßseite (an den Einlässen) wird auf einen niedrigen Wert gedrückt, selbst wenn eine Schwankung der Harztemperatur aufgrund einer Schwankung der Temperatur der Heizeinrichtungen der Hauptgießkanäle (die durch eine Schwankung der Versorgungsspannung o.ä. verursacht werden kann) oder eine Schwankung der Temperatur des in die Heißgießkanäle fließenden Harzes auftritt.

Zweitens wird durch die Bildung der Subgießkanäle, die den großen Druckverlust aufweisen, in Strömungsrichtung hinter den Hauptgießkanälen das Harz durch Scherheizung augenblicklich aufgeheizt, bevor es in die Hohlräume fließt. Die Temperatur des in die Hohlräume fließenden Harzes kann daher wesentlich erhöht werden, ohne daß das Harz irgendeine Wärmeschädigung davonträgt. Damit steigt die Harzfluidität an und der Druckverlust in den Hohlräumen sinkt. Das ermöglicht ein Gießen bei niedrigem Druck. Aufgrund der Möglichkeit des Niederdruckgießens kann die Größe (Klemmkraft) der benutzten Gießform klein gemacht werden, und es wird möglich, die Anzahl der auf einmal herstellbaren Gießprodukte zu vergrößern. Das führt zu einer höheren Produktivität und geringeren Kosten.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vielkammergießform nach der oben ausgeführten Struktur beschrieben.

Die Fig. 11 und 12 zeigen jeweils die Heißgießkanäle und Hohlräume, zu denen diese Heißgießkanäle führen, in einer Vielkammergießform. Abschnitte in den Fig. 11 und 12, die mit denen in Fig. 1 bis 6 identisch sind, werden durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die in Fig. 11 gezeigten Hauptgießkanäle 11-14 weisen einen großen Durchmesser auf, während die in Fig. 12 dargestellten eine größere Länge besitzen, um genug Harz aufzunehmen und die oben angeführte Bedingung (A) zu erfüllen. Genauer gesagt sind die Hauptgießkanäle 11-14 in Fig. 12 zweimal umgebogen, um 1,5 Umläufe zu machen. Wie in beiden Fig. 11 und 12 gezeigt ist, sind die Subgießkanäle relativ schlank ausgeführt, um einen relativ großen Druckabfall zu erzeugen und die Bedingung (B) zu erfüllen.

Um die in den Hauptgießkanälen bereitgehaltene Harzmenge zu vergrößern, gibt es zwei Verfahren, nämlich den Gießkanaldurchmesser oder die Gießkanallänge zu vergrößern, wie oben beschrieben worden ist. Die Länge der Hauptgießkanäle ist durch die Größe der Gießform und die Anordnung der Hohlräume beschränkt. Wenn andererseits der Gießkanaldurchmesser vergrößert wird, sinkt der Druckverlust in den Hauptgießkanälen ab. Das bedeutet, daß eine Vergrößerung des Gießkanaldurchmessers wünschenswert ist. Das Verfahren der Vergrößerung des Gießkanaldurchmessers ist besonders für kleine Gießprodukte nützlich. Wenn der Gießkanaldurchmesser in einem Fall zu groß gemacht wird, bei dem die Gießprodukte groß sind und daher eine große Harzmenge erforderlich ist, bleibt etwas Harz in den Gießkanälen zurück und eine defektverursachende Erscheinung, wie z. B. Harzverbrennen, tritt auf. In solchen Fällen sollte die Gießkanallänge vergrößert werden. Das Verfahren zur Erweiterung der Gießkanallänge ist für große Gießprodukte nützlich.

In den Fig. 11 und 12 ist klar, daß die Hauptgießkanäle 11-14 jeweils eine (nicht dargestellte) Heizeinrichtung zur Einstellung der Fließverteilung aufweisen, die unabhängig voneinander steuerbar sind. Ferner weisen die Subgießkanäle 31-34 wie erforderlich unabhängig steuerbare Heizeinrichtungen zur Fließverteilung und Heizeinrichtungen zur Einstellung des Einlaß- Finish auf.

Die Konfiguration der Gießform wird roh in Übereinstimmung mit dem unten ausgeführten Prozeß festgelegt. Natürlich muß der Prozeß nicht unbedingt in der unten beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden, statt dessen kann eine Mehrzahl von Prozeßschritten oder Operationen parallel ausgeführt werden, oder die Reihenfolge kann wie erforderlich umgekehrt werden. Die verschiedenen Temperaturen von Düse, Hauptgießkanal, Subgießkanal und Hohlraum sind in Fig. 16 zur Referenz gezeigt.

a) Die Gießbedingungen einschließlich der Temperatur T_CAV des in den Hohlraum fließenden Harzes werden auf der Basis der Leistungsfähigkeit der Gießmaschine, der Anzahl der auf einmal herzustellenden Produkte und den physikalischen, thermischen und rheologischen Eigenschaften des benutzten Harzes eingestellt.
b) Die Temperatur T_MAIN-IN des in den Hauptgießkanal fließenden Harzes wird so eingestellt, daß es in einem Temperaturbereich liegt, in dem keine Hitzeschädigung des Harzes auftritt.
c) Die Form des Hauptgießkanals wird so festgelegt, daß sie die Forderung nach der bereitzuhaltenden Harzmenge (die für einen Gießvorgang notwendige Harzmenge) erfüllt (Forderung (A)).
d) Der Temperaturanstieg ΔT_MAIN aufgrund der Scherheizung im Hauptgießkanal wird auf der Basis der gewählten Form des Hauptgießkanals berechnet, und die Form des Subgießkanals wird so festgelegt, daß der Temperaturanstieg ΔT_SUB aufgrund der Scherheizung im Subgießkanal gleich ΔT_SUB=T_CAV-T_MAIN-IN-ΔT_MAIN ist.
e) Der Druckverlust ΔP_MAIN im Hauptgießkanal und der Druckverlust ΔP_SUB im Subgießkanal werden auf der Basis der gewählten Formen von Hauptgießkanal und Subgießkanal berechnet, und es wird verifiziert, daß das Verhältnis zwischen den zwei Druckverlusten gleich oder größer als 1 ist (Forderung (B)).

Der Prozeß a) bis e) wird unter Bezugnahme auf die Fig. 17 bis 19 detaillierter beschrieben.

[a-1] Einstellen der Gießmaschine und der auf einmal zu gießenden Produkte (Schritt 141 in Fig. 17)

Zuerst wird die Gießmaschine ausgewählt. Das bestimmt den maximalen Einspritzdruck ΔP_MAX (z. B. 2270 kgf/cm²) und die maximale Klemmkraft F_MAX (z. B. 260 Tonnen) der Gießmaschine. Der Bereich der Formgröße wird auf der Basis der Plattengröße der Gießmaschine und die Anzahl N (z. B. N=4) der auf einmal zu gießenden Produkte wird durch die Formgröße und die Größe der Gießprodukte bestimmt. Die Einstellung der Gießmaschinengröße und der Anzahl der auf einmal zu gießenden Produkte ist ein Problem, das die Produktivität unmittelbar betrifft. Um die optimale Kombination zu finden, werden daher mehrere Kombinationen eingestellt, und ein paar oder alle dieser Kombinationen werden nach ihrer Eignung untersucht.

[a-2] Einstellen des Druckverlustes und der Klemmkraft (erlaubte Werte) (Schritt 142 in Fig. 17)

Der erlaubte Druckverlust (erlaubte Einspritzdruck) ΔP_REAL und die erlaubte Klemmkraft F_REAL je Gießprodukt werden mit Hilfe der folgenden Gleichungen auf der Basis des maximalen Einspritzdrucks ΔP_MAX und der maximalen Klemmkraft F_MAX der Gießmaschine berechnet, wobei eine Sicherheitsreserve einkalkuliert wird:

ΔP_REAL ΔP_MAX *0,9 Gl. 5

F_REAL (F_MAX/N) *0,8 Gl. 6

Die Koeffizienten 0,9 und 0,8 in den Gl. 5 und 6 sind Koeffizienten (Kriterien), die die Sicherheit der Maschine und des Gießvorgangs in Betracht ziehen.

Damit werden beispielsweise ein erlaubter Druckverlust von ΔP_REAL=2000 kgf/cm² und eine erlaubte Klemmkraft (je Gießprodukt) von F_REAL=50 Tonnen eingestellt.

[a-3] Auswählen des benutzten Harzes (Schritt 143 in Fig. 17)

Die Art des benutzten Harzes wird ausgewählt unter Beachtung von Fluidität (Viskosität oder Fließfähigkeit: je höher die Temperatur ist, desto besser fließt das Harz), thermischer Eigenschaft (thermischer Stabilität, die bei hohen Temperaturen abnimmt) und den Harzeigenschaften (z. B. Härte), die für das Gießprodukt notwendig sind. Beispielsweise wird Polypropylen als Harz verwendet.

[a-4] Einstellen der Gießbedingungen (Schritt 144 in Fig. 17)

Die Gießtemperatur (die Temperatur der inneren von einem Kühlmittel gekühlten Oberfläche) T_MOLD wird unter Bezugnahme auf tatsächlich erfaßte Werte und Standardwerte auf der Grundlage des benutzten Harzes eingestellt. Die Temperatur T_CAV des in den Hohlraum fließenden Harzes wird dann auf der Grundlage der Erfahrung eingestellt.

Weil der Druckverlust ΔP_CAV im Hohlraum auf der Basis der Temperaturen T_MOLD und T_CAV bestimmt wird, wird die Einspritzdauer t_IN so festgelegt, daß der Druckverlust ΔP_CAV im Hohlraum minimiert wird. Wenn man versucht, die Einspritzdauer zu verkürzen, ist ein höherer Druck erforderlich. Wenn die Einspritzdauer groß ist, entwickelt das in den Hohlraum eingeführte Harz eine feste Schicht, die sich ausbreitet und das Harz daran hindert, weiter einzuströmen. Auch in diesem Fall ist ein hoher Druck notwendig. Für einen gegebenen Druckverlust ΔP_CAV im Hohlraum gibt es eine geeignete (minimale) Einspritzdauer t_IN. Diese wird häufig durch die Erfahrung oder experimentelle Daten festgelegt.

Wenn der innere Druckverlust ΔP_CAV des Hohlraums eingestellt ist, wird die notwendige Klemmkraft F=ΔP_CAV-AV*S_f (worin ΔP_CAV-IN der mittlere Harzdruck im Hohlraum und damit ein Wert ist, der ungefähr 1/2 von ΔP_CAV beträgt, und S_f die Projektion des Gießprodukts auf eine Fläche senkrecht zur Gießform-Öffnungs/Schließrichtung ist) berechnet.

Es wird eine Prüfung ausgeführt, um zu erkennen, ob der innere Druckverlust ΔP_CAV des Hohlraums und die damit festgelegte erforderliche Klemmkraft F kleiner als der erlaubte Druckverlust ΔP_REAL bzw. die erlaubte Klemmkraft F_REAL sind, die in Schritt 142 ermittelt worden sind. D.H. es wird geprüft, ob die Beziehungen ΔP_CAV<ΔP_REAL und F<F_REAL erfüllt sind. Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, wird die Temperatur T_CAV des in den Hohlraum einfließenden Harzes verändert, und die vorher erläuterte Berechnung von t_IN und F wird wiederholt.

Damit ergeben sich beispielsweise folgende Werte: Einspritzdauer t_IN=0,35 Sekunden; Temperatur t_CAV=305°C (Temperatur des in den Hohlraum einfließenden Harzes); Gießformtemperatur T_MOLD=40°C; interner Druckverlust des Hohlraums ΔP_CAV=600 kgf/cm² erforderliche Klemmkraft F=49 Tonnen.

[b] Einstellen der Temperatur T_MAIN-IN des in die Hauptgießkanäle einfließenden Harzes (Schritt 150 in Fig. 18)

Zuerst wird die Form der Düse ausgewählt. Zu Beginn wird eine Standardform gewählt.

Als nächstes wird die Zylindertemperatur (die Temperatur des vom Zylinder einfließenden Harzes) T_CY der Spritzgußmaschine eingestellt. Um ein Gießen bei möglichst geringem Druck auszuführen und ein Harzverbrennen (Schädigung des Harzes durch thermische Zersetzung) zu verhindern, wird Bezug auf Werte, die den tatsächlichen Eigenschaften entsprechen, und auf Standardwerte genommen, um eine Temperatur einzustellen, die so hoch wie möglich ist, ohne ein Harzverbrennen auszulösen.

Der Düsendruckverlust ΔP_NOZ wird in Abhängigkeit von der gewählten Düsenform und dem Temperaturanstieg ΔT_NOZ aufgrund von Scherheizung in der Düse berechnet.

ΔT_NOZ=ΔP_NOZ/(C_p*ζ)=a*ΔP_NOZ Gl. 7

a=1/(C_p*ζ)

worin C_p die spezifische Wärmekapazität des Harzes und ζ die Harzdichte darstellen.

Die Temperatur T_MAIN-IN des in die Hauptgießkanäle einfließenden Harzes wird auf der Grundlage der vorherigen Gleichung berechnet.

T_MAIN-IN=T_CY+Δτ_NOZ Gl. 8

Es ist notwendig, daß die Temperatur T_MAIN-IN des in die Hauptgießkanäle einfließenden Harzes unter der Temperatur T_CAV des in die Hohlräume einfließenden Harzes ist und einen oberen Grenzwert nicht überschreitet, damit kein Harzverbrennen auftritt. In einem Fall, bei dem die Temperatur T_MAIN-IN des in die Hauptgießkanäle einfließenden Harzes den oberen Grenzwert überschreitet, wird die niedrige Zylindertemperatur T_CY anders eingestellt, und die oben ausgeführte Berechnung wird wiederholt. Wenn die Temperatur T_MAIN-IN zu niedrig ist, ist ein höherer Einspritzdruck notwendig, und daher ist es erforderlich, daß T_MAIN-IN eine Temperatur ist, bei der die Einspritzdruckgrenze (ΔP_REAL=2000 kgf/cm²) der Gießmaschine nicht überschritten wird.

Entsprechend werden z. B. die folgenden Werte eingestellt: Zylindertemperatur T_CY=270°C; Düsendruckverlust ΔP_NOZ=300 kgf/cm²; Temperaturanstieg ΔT_NOZ=10°C (in der Düse aufgrund von Scherheizung); Temperatur T_MAIN-IN=280°C (des in die Hauptgießkanäle fließenden Harzes).

[c und d] Bestimmen der Heißgießkanalform (Schritt 160 in Fig. 18 und Schritt 170 in Fig. 19)

Die Temperatur T_CAV des in die Hohlräume fließenden Harzes (siehe Fig. 16) wird durch folgende Gleichung ausgedrückt:

T_CAV=T_CY+ΔT_NOZ+ΔT_MAIN+ΔT_SUB=T_MAIN-IN+ΔT_MAIN+ΔT_SUB Gl. 9

worin T_CY die Temperatur des aus dem Zylinder einfließenden Harzes, ΔT_NOZ den Temperaturanstieg in der Düse durch Scherheizung, ΔT_MAIN den Temperaturanstieg in den Hauptgießkanälen durch Scherheizung, ΔT_SUB den Temperaturanstieg in den Subgießkanälen durch Scherheizung und T_MAIN-IN die Temperatur (T_CY+ΔT_NOZ) des in die Hauptgießkanäle einfließenden Harzes angibt.

Die Temperatur T_CAV des in die Hohlräume einfließenden Harzes wird in Schritt 144 bestimmt (z. B. 305°C). Die Temperatur T_MAIN-IN (=T_CY+ΔT_NOZ) des in die Hauptgießkanäle einfließenden Harzes wird in Schritt 150 eingestellt (z. B. 280°C). Was gesucht wird, ist also die Summe (ΔT_MAIN+ΔT_SUB) des Temperaturanstiegs ΔT_MAIN in den Hauptgießkanälen durch Scherheizung und des Temperaturanstiegs ΔT_SUB in den Subgießkanälen durch Scherheizung. Aus Gl. 9 ist das gleich T_CAV-T_MAIN-IN (z. B. 25° C).

Die Formen der Haupt- und Subgießkanäle (Länge und Durchmesser) werden wie im folgenden ausgeführt festgelegt, wobei die oben angeführten Bedingungen und die Forderungen (A) und (B) in Betracht gezogen werden:

[c] Einstellen der Hauptgießkanalform (Festlegen von Hauptgießkanallänge L_MAIN und -durchmesser D_MAIN) (Schritt 160 in Fig. 18)

Die Hauptgießkanallänge L_MAIN und der Hauptgießkanaldurchmesser D_MAIN werden so festgelegt, daß sie die Forderung erfüllen, daß die in den Hauptgießkanälen bereitgehaltene Harzmenge in Übereinstimmung mit Forderung (A) gleich einer oder mehreren Harzeinspritzungen ist. Weil die Struktur der Form die Hauptgießkanallänge L_MAIN beschränkt, kann die Form des Hauptgießkanals genauer gesagt z. B. so sein, daß sie zweimal umkehrt und auf diese Weise 1,5 Umläufe macht, wie in Fig. 12 dargestellt ist, wenn die Harzmenge in den Gießprodukten groß ist. Nachdem die Hauptgießkanallänge L_MAIN festgelegt worden ist, wird der Hauptgießkanaldurchmesser D_MAIN so festgelegt, daß die in den Hauptgießkanälen bereitgehaltene Harzmenge gleich einer oder mehr Harzeinspritzungen (und bevorzugterweise gleich einem ganzzahligen Vielfachen von Harzeinspritzungen) ist. Allgemein werden die Hauptgießkanallänge und der Hauptgießkanaldurchmesser gleichzeitig festgelegt.

Wenn die Form der Hauptgießkanäle festgelegt worden ist, wird der Druckverlust ΔP_MAIN in den Hauptgießkanälen berechnet, und so beträgt der Temperaturanstieg in den Hauptgießkanälen durch Scherheizung ΔT_MAIN=a*ΔP_MAIN (worin a der oben angeführte Koeffizient ist).

[d] Einstellen der Subgießkanalform (Festlegen von Subgießkanallänge L_SUB und -durchmesser D_SUB) (Schritt 170 in Fig. 19)

Subgießkanallänge L_SUB und -durchmesser D_SUB werden so festgelegt, daß der Temperaturanstieg ΔT_SUB in den Subgießkanälen durch Scherheizung Gl. 9 erfüllt, d. h. in einer Weise, daß die Gleichung ΔT_SUB=T_CAV-T_MAIN-IN-ΔT_MAIN gilt. Weil die Gießformstruktur (Gießformdicke) der Subgießkanallänge L_SUB eine Beschränkung auferlegt, wird letztere genauer gesagt in Übereinstimmung mit der Gießformstruktur festgelegt. Ein vorläufiger Subgießkanaldurchmesser D_SUB wird entsprechend eingestellt. Der Druckverlust ΔP_SUB in den Subgießkanälen wird aus dem Subgießkanaldurchmesser D_SUB, der bereits festgelegten Subgießkanallänge L_SUB, der Temperatur T_MAIN-OUT (=T_MAIN-IN+ΔT_MAIN) des aus den Hauptgießkanälen fließenden Harzes etc. berechnet. Der Temperaturanstieg ΔT_SUB=a*ΔP_SUB (worin a der oben angeführte Koeffizient ist) in den Subgießkanälen durch Scherheizung wird berechnet, und es wird ermittelt, ob dieser Wert Gl. 9 erfüllt. Wenn er Gl. 9 erfüllt, wird der vorläufige Subgießkanalparameter formal angenommen. Wenn ΔT_SUB Gl. 9 nicht erfüllt, wird der Subgießkanaldurchmesser D_SUB erneut eingestellt, und die oben angeführt Berechnung wird wiederholt. Damit wird möglicherweise ein Subgießkanaldurchmesser D_SUB festgelegt, der den gewünschten Temperaturanstieg ΔT_SUB durch Scherheizung liefert.

[e] Verifizierung der Druckverluste etc. der Haupt- und Subgießkanäle (Schritt 180 in Fig. 19)

Weil wie oben beschrieben die Formen der Haupt- und Subgießkanäle eingestellt und der Druckverlust ΔP_MAIN der Hauptgießkanäle und der Druckverlust ΔP_SUB der Subgießkanäle berechnet worden sind, erfolgt eine Prüfung, um zu ermitteln, ob das Verhältnis des Druckverlusts ΔP_SUB zum Druckverlust ΔP_MAIN und der gesamte Druckverlust in die folgenden Grenzen fallen:

ΔP_SUB/ΔP_MAIN 1 Gl. 1

ΔP_CAV+ΔP_NOZ+ΔP_MAIN+ΔP_SUB<ΔP_REAL Gl. 10 (Gl. 2 oder Gl. 3)

Wenn Gl. 1 nicht erfüllt ist, wird der Hauptgießkanaldurchmesser D_MAIN angehoben, um ΔP_MAIN zu senken, die Zylindertemperatur T_CY wird erneut auf einen niedrigeren Wert gesetzt und die Subgießkanalform wird neu gewählt, oder die Düsenform wird erneut gewählt und die Subgießkanalform neu eingestellt.

Wenn Gl. 10 nicht erfüllt ist, werden Maßnahmen vorgenommen wie z. B. Einstellen der Zylindertemperatur T_CY auf einen höheren Wert, erneutes Einstellen der Düsenform oder Schaffen eines Hohlraums mit einer Mehrzahl von Einlässen, um die Fließrate zu reduzieren.

Bei dieser Ausführungsform betragen die Werte genauer gesagt ΔP_MAIN=200 kgf/cm² und ΔP_SUB=550 kgf/cm². Der Gesamtdruckverlust ΣΔP wird gleich ΔP_NOZ+ΔP_MAIN+ΔP_SUB+ΔP_CAV=300+200+550+600=1650 kgf/cm². Das liegt innerhalb der Grenzen (ΔP_REAL=2000 kgf/cm²) für die Gießmaschine.

Schließlich werden die Heizeinrichtungen eingestellt, die in den Heißgießkanälen gebildet sind. Insbesondere wird die Kapazität der Heizeinrichtungen auf einen geeigneten Wert eingestellt. Genauer gesagt ist es bevorzugt, daß die Kapazität der Heizeinrichtungen möglichst groß gemacht wird, um die Temperaturreaktion des heißen Gießkanalblocks zu vergrößern. Wenn die Kapazität der Heizeinrichtungen zu groß ist, werden die Heizeinrichtungen jedoch nicht effektiv genutzt und elektrische Leistung für die Heizeinrichtungen wird vergeudet. Aus diesem Grund sollte die Kapazität der Heizeinrichtungen nur groß genug sein, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Hinsichtlich der Temperaturreaktion des heißen Gießkanalblocks wird die Kapazität beispielsweise so eingestellt, daß sich die Temperatur beim Einschalten innerhalb von 10 min von 30°C auf 280°C und bei einer Änderung der eingestellten Temperatur in 1 min von 250°C auf 280°C ändert. Wenn die Kapazität der Heizeinrichtungen unangepaßt ist, treten folgende Schwierigkeiten auf und sollten daher in Betracht gezogen werden: Wenn die Kapazität der Heizeinrichtungen zu klein ist, ist eine lange Zeitspanne notwendig, um die Temperatur auf einen gewünschten Wert anzuheben, oder die gewünschte Temperatur wird gar nicht erreicht, weil die Wärmekapazität der heißen Gießkanäle und die Wärmeleitung vom heißen Gießkanalblock zur Gießform zu groß ist. Wenn die Kapazität der Heizeinrichtungen zu groß ist, ist es schwierig, den heißen Gießkanalblock durch eine Ein/Aus-Steuerung der Heizeinrichtungen auf eine konstante Temperatur zu halten, und es tritt eine Temperaturschwankung des heißen Gießkanalblocks auf.

In der oben angeführten Beschreibung sind die Einlässe, die zwischen den Subgießkanälen und den Hohlräumen gebildet sind, nicht beschrieben worden. Die Einlässe werden im Hinblick auf das Aussehen des Produkts und eine einfache Reparatur bei Verstopfen mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 1 mm gebildet, der in diesem Bereich üblich ist. Obwohl durch den Druckverlust auch in den Einlässen ein Scherheizungseffekt auftritt, können die Einlässe als Teil der Subgießkanäle angesehen werden, und daher reicht es aus, wenn die Scherheizung bei der Auswahl der Subgießkanalform in Betracht gezogen wird.

Claims

1. Vielkammergießvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von ersten Gießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24), die sich ausgehend von einem einzelnen gemeinsamen Kanal (10) verzweigen,
eine Mehrzahl von zweiten Gießkanälen (31, 32, 33, 34) mit jeweils zwei Enden, wobei ein erstes Ende zum Ende eines entsprechenden der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) führt und das zweite Ende als Einlaß dient, der einem Hohlraum gegenüberliegt,
eine unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung (Hm1-Hm4, Hna, Hnb) zur Einstellung der Fließverteilung, die in jeweils einem der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) gebildet ist, und
eine unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung (Hs1-Hs4; Hs1b-Hs4b) zur Einlaß-Finish-Einstellung, die in jeweils einem der zweiten Gießkanäle (31, 32, 33, 34) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gießkanal (11-14; 20A, 20B, 21-24) eine Harzmenge enthält, die für mindestens einen Gießvorgang ausreicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des zweiten Gießkanals (31-34) geringer als die Querschnittsfläche des ersten Gießkanals (11-14; 20A, 20B, 21- 24) ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im jeweiligen der zweiten Gießkanäle eine weitere unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung (Hs1a-Hs4a) zur Einstellung der Fließverteilung gebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gießkanal (11-14; 20A, 20B, 21-24) eine Harzmenge enthält, die für mindestens einen Gießvorgang ausreicht, und der Druckverlust im zweiten Gießkanal (31-34) gleich oder größer als der Druckverlust im ersten Gießkanal (11-14; 20A, 20B, 21-24) ist.

6. Vielkammergießvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von ersten Gießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24), die sich ausgehend von einem einzelnen gemeinsamen Kanal (10) verzweigen, und
eine Mehrzahl von zweiten Gießkanälen (31, 32, 33, 34) mit jeweils zwei Enden, wobei ein erstes Ende zum Ende eines entsprechenden der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) führt und das zweite Ende als Einlaß dient, der einem Hohlraum gegenüberliegt,
wobei der erste Gießkanal (11-14; 20A, 20B, 21-24) eine Kapazität aufweist, die ausreicht, eine Harzmenge für mindestens einen Gießvorgang aufzunehmen, und
die Formen der ersten und zweiten Gießkanäle so gewählt sind, daß der Druckverlust in den zweiten Gießkanälen (31-34) gleich oder größer als der Druckverlust in den ersten Gießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gießkanal (11-14; 20A, 20B, 21-24) eine Harzmenge enthält, die für eine ganzzahlige Anzahl von Gießvorgängen ausreicht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Gießkanäle jeweils eine unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung (Hm1-Hm4, Hna, Hnb) zur Einstellung der Fließverteilung aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Gießkanäle (31-34) jeweils eine unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtung (Hs1-Hs4; Hs1b-Hs4b) zur Einlaß-Finish-Einstellung aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverlust im ersten Gießkanal (11-14; 20A, 20B, 21-24), und der Druckverlust im zweiten Gießkanal (31-34) so festgelegt sind, daß die Summe des Druckverlustes in der Gießform, die den Druckverlust im ersten Gießkanal (11-14; 20A, 20B, 21-24) und den Druckverlust im zweiten Gießkanal (31-34) umfaßt, und des Druckverlustes in der Gießmaschinendüse geringer als ein maximal erlaubter Einspritzdruck der benutzten Spritzgußmaschine ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) so gebildet sind, daß sie eine Kapazität aufweisen, die ausreicht, eine Harzmenge für mindestens einen Gießvorgang aufzunehmen, indem der Durchmesser oder die Länge der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) entsprechend eingestellt wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) zweimal umgebogen sind, um 1,5 Umläufe auszuführen.

13. Verteilerblock, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Gießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24), die sich ausgehend von einem einzelnen gemeinsamen Kanal (10) verzweigen, und unabhängig steuerbare Temperatureinstelleinrichtungen (Hm1-Hm4, Hna, Hnb) zur Einstellung der Fließverteilung, die für jeweils einen der Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) gebildet ist.

14. Temperatursteuerverfahren für eine Vielkammergießform mit einer Mehrzahl von ersten Gießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24), die sich ausgehend von einem einzelnen gemeinsamen Kanal (10) verzweigen und einer Mehrzahl von Hohlräumen entsprechen, und einer Mehrzahl von zweiten Gießkanälen (31, 32, 33, 34) mit jeweils zwei Enden, wobei ein erstes Ende zum Ende eines entsprechenden der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) führt und das zweite Ende als Einlaß dient, der einem Hohlraum gegenüberliegt, gekennzeichnet durch die Schritte:
Steuern der Temperatur der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) durch die erste Temperatureinstelleinrichtung (Hm1-Hm4, Hna, Hnb), die unabhängig steuerbar und für jeweils einen der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) gebildet sind, in einer Weise, daß die Harzmenge, mit der die Hohlräume gefüllt werden, im wesentlichen einheitlich ist, und
Steuern der Temperatur der zweiten Gießkanäle (31-34) durch die zweite Temperatureinstelleinrichtung (Hs1-Hs4; Hs1b-Hs4b), die unabhängig steuerbar und für jeweils einen der zweiten Gießkanäle (31-34) gebildet sind, in einer Weise, daß das Einlaß-Finish verbessert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Schritt der Steuerung der Temperatur der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) durch die erste Temperatureinstelleinrichtung (Hm1-Hm4; Hs1b-Hs4b) in einer Weise, daß die in den Hohlräumen geschaffenen Gießprodukte im wesentlichen dasselbe Gewicht oder dieselbe Ausdehnung oder beides aufweisen.

16. Gießsteuerverfahren mit einer Vielkammergießform, die eine Mehrzahl von ersten Gießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24), die sich ausgehend von einem einzelnen gemeinsamen Kanal (10) verzweigen und einer Mehrzahl von Hohlräumen entsprechen, und eine Mehrzahl von zweiten Gießkanälen (31, 32, 33, 34) mit jeweils zwei Enden, wobei ein erstes Ende zum Ende eines entsprechenden der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) führt und das zweite Ende als Einlaß dient, der einem Hohlraum gegenüberliegt, aufweist, wobei die ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) jeweils eine unabhängig steuerbare erste Temperatureinstelleinrichtung (Hm1-Hm4, Hna, Hnb) und die zweiten Gießkanäle (31-34) jeweils eine unabhängig steuerbare zweite Temperatureinstelleinrichtung (Hs1-Hs4; Hs1b-Hs4b) aufweisen, gekennzeichnet durch die Schritte:
Steuern der Temperatur der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) durch die erste Temperatureinstelleinrichtung (Hm1-Hm4, Hna, Hnb), in einer Weise, daß die in die Hohlräume eingespritzte Harzmenge im wesentlichen einheitlich ist, und
Ausführen eines Spritzgießens, während die Temperatur der zweiten Gießkanäle (31-34) durch die zweite Temperatureinstelleinrichtungen (Hs1-Hs4; Hs1b-Hs4b) in einer Weise gesteuert wird, daß Einlaß- Finish-defekte verhindert werden.

17. Verfahren zum Ausgleichen der Harzmengen, die in eine Mehrzahl von Hohlräumen einer Vielkammergießform eingespritzt werden, die einen Verteilerblock mit einer Mehrzahl von Gießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24), die von einem gemeinsamen Kanal (10) aus verzweigen, der Mehrzahl von Hohlräumen entsprechen und jeweils eine Harzmenge bereithalten können, die für mindestens einen Gießvorgang ausreicht, und eine unabhängig steuerbaren Temperatureinstelleinrichtung (Hm1- Hm4, Hna, Hnb) für jeweils einen der Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) aufweist, gekennzeichnet durch die Schritte:
Ausführen eines Gießens mit der Gießform,
Anheben der Temperatur eines Gießkanals, der einem Hohlraum entspricht, der ein Gießprodukt mit relativ geringer Harzmenge erzeugt, durch die für den Gießkanal gebildete Temperatureinstelleinrichtung, und
Anheben der Temperatur eines Gießkanals, der einem Hohlraum entspricht, der ein Gießprodukt mit relativ großer Harzmenge erzeugt, durch die für den Gießkanal gebildete Temperatureinstelleinrichtung.

18. Vorrichtung zur Steuerung der Temperatur einer Vielkammergießform, gekennzeichnet durch eine Vielkammergießform mit einer Mehrzahl von ersten Gießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24), die sich ausgehend von einem einzelnen gemeinsamen Kanal (10) verzweigen und einer Mehrzahl von Hohlräumen entsprechen, einer Mehrzahl von zweiten Gießkanälen (31, 32, 33, 34) mit jeweils zwei Enden, wobei ein erstes Ende zum Ende eines entsprechenden der ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) führt und das zweite Ende als Einlaß dient, der einem Hohlraum gegenüberliegt, wobei die ersten Gießkanäle (11-14; 20A, 20B, 21-24) jeweils eine unabhängig steuerbare erste Temperatureinstelleinrichtung (Hm1-Hm4, Hna, Hnb) und die zweiten Gießkanäle (31-34) jeweils eine unabhängig steuerbare zweite Temperatureinstelleinrichtung (Hs1-Hs4; Hs1b-Hs4b) aufweisen, eine Meßeinrichtung (53) zum Messen der Harzmenge, mit der der jeweilige Hohlraum gefüllt worden ist, eine erste Steuereinrichtung zum Steuern der ersten Temperatureinstelleinrichtung (Hm1-Hm4, Hna, Hnb) in einer Weise, daß die von der Meßeinrichtung (53) gemessene eingefüllte Harzmenge unter der Mehrzahl von Hohlräumen im wesentlichen gleich ist, eine Erfassungseinrichtung (52) zur Erfassung des Einlaß-Finish, und eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern der zweiten Temperatureinstelleinrichtung (Hs1-Hs4; Hs1b-Hs4b) in einer Weise, daß von der Erfassungseinrichtung (52) kein Einlaß-Finish-Defekt erfaßt wird.

19. Verfahren zur Herstellung einer Gießform zum Spritzgießen mit Hauptgießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24), Subgießkanälen (31-34), die zu den Hauptgießkanälen (11-14; 20A, 20B, 21-24) führen, und Hohlräumen, die zu Einlässen an spitzen Enden der jeweiligen Subgießkanäle (31-34) führen, gekennzeichnet durch die Schritte:
Einstellen der Gießbedingungen einschließlich der Temperatur T_CAV des Harzes, das in die Hohlräume einfließt, auf der Basis der Möglichkeiten der Gießmaschine, der Anzahl der auf einmal erzeugten Gießprodukte und der physikalischen, thermischen und rheologischen Eigenschaften des benutzten Harzes,
Einstellen der Temperatur T_MAIN-IN des Harzes, das in die Hauptgießkanäle einfließt, auf einen Temperaturbereich, in dem keine Wärmeschädigung des Harzes auftritt,
Festlegen der Hauptgießkanalform in einer Weise, daß jeder der Hauptgießkanäle mindestens soviel Harz bereithält, wie für einen Gießvorgang erforderlich ist,
Berechnen eines Temperaturanstiegs ΔT_MAIN aufgrund von Scherheizung im Hauptgießkanal auf der Basis der festgelegten Hauptgießkanalform, Festlegen der Subgießkanalform in einer Weise, daß ein Temperaturanstieg ΔT_SUB aufgrund von Scherheizung in den Subgießkanälen die Beziehung ΔT_SUB=T_CAV-T_MAIN-IN-ΔT_MAIN erfüllt, Berechnen der Druckverluste im Hauptgießkanal und im Subgießkanal auf der Basis der festgelegten Formen von Hauptgießkanal und Subgießkanal, und Ermitteln, ob das Verhältnis von Subgießkanaldruckverlust zu Hauptgießkanaldruckverlust gleich oder größer als eins ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Form des Hauptgießkanals oder die Form des Subgießkanals verändert wird, wenn das Druckverlustverhältnis kleiner als 1 ist.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Hauptgießkanals durch Vermindern von wenigstens der Hauptgießkanallänge oder des Hauptgießkanaldurchmessers verändert wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelt wird, ob die Summe des Druckverlustes, der in einer Gießform erzeugt werden und den Hauptgießkanaldruckverlust und den Subgießkanaldruckverlust umfaßt, und des Druckverlustes in der Gießmaschinendüse geringer als ein maximal möglicher Einspritzdruck der Spritzgußmaschine ist, die die Gießform verwendet.