DE4331209A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Spritzgießen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Spritzgießverfahren werden zur Herstellung unterschied­ lichster Formteile aus plastischen Formmassen eingesetzt.

Bei Spritzgußmaschinen sind verschiedene Ausführungen von Spritzeinheiten bekannt, von denen die Maschinen mit einer kombinierten Schnecken- und Kolbeneinspritzeinheit zum Plastifizieren meist Vorteile im Vergleich zu den früher üblichen Anordnungen mit entweder Schnecken- oder Kolben­ einspritzeinheit bieten. Als Formmassen kommen dabei so­ wohl Kunststoffe als auch Elastomere und Duroplaste in Be­ tracht.

Bei bekannten Spritzgießverfahren findet das Plastifizie­ ren des Rohmaterials für den nachfolgenden Arbeitstakt je­ weils nach dem Einspritzvorgang des vorangehenden Arbeits­ taktes statt. Bei der Auslegung der Spritzgießmaschine wird durch die Auswahl eines entsprechend leistungsfähigen Plastifizieraggregates versucht, den Plastifiziervorgang innerhalb der zum Vernetzen der Formteile notwendigen Heizzeit zu beenden. Mit höheren Taktgeschwindigkeiten und kürzeren Vernetzungs- bzw. Polymerisationszeiten werden die Anforderungen an die Plastifiziereinheit immer größer und führen zu technisch aufwendigen Aggregaten, bei denen die Vergrößerung des konstruktive Aufwand den damit zu er­ zielenden Zeitvorteil überwiegt.

Aus der DE-30 14 072-A1 ist eine Einspritzeinheit bekannt, die insbesondere für Formkörper mit geschäumtem Kern und kompakter Außenhaut einsetzbar ist. Hier wird das in der Schneckeneinheit plastifizierte Material zunächst in den Speicherzylinder gedrückt und nach dem Umschalten eines U- förmigen Verbindungskanals aus dem Speicherzylinder unter hohem Druck in die Spritzform überführt. Hierbei ist die­ ser Verbindungskanal so ausgebildet, daß jeweils beim nächsten Spritzvorgang anfangs frisches ungeschäumtes Ma­ terial aus dem vorderen Bereich des Speicherzylinders in die Spritzform gelangt und erst am Ende des Hubs der kom­ primierte Schaum, der sich unmittelbar vor dem Spritzgieß­ kolben befindet. Dadurch wird vermieden, daß geschäumtes Material bereits beim Beginn des Spritzvorganges in die Spritzform und damit auch an die Oberfläche des Formteils gelangt, so daß sich poren- und schlierenfreie Oberflächen des Formteils erzeugen lassen.

Ferner ist in der DE-35 36 592-B1 eine Einspritzeinheit von besonders kompakter Bauweise beschrieben, die vorteil­ hafterweise sehr kurze Strömungswege aufweist. Dadurch wird vermieden, daß das zu verarbeitende Rohmaterial sich durch lange Verweilzeiten in geheizten Einspritzbereichen hinsichtlich seiner Qualität verändert oder aber durch Ab­ kühlung verfestigt, wenn nicht zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden. Diese Anordnung ist lediglich für die Herstellung kleiner Präzisionsteile einsetzbar.

Ferner ist in der DE-35 01 846-A1 eine Vorrichtung zum Re­ geln des Spritzvorganges beschrieben, in der der geschmol­ zene Kunststoff in die Spritzform unter einem präzise ge­ regelten Druck eingefüllt wird. Hierzu wird eine sehr hohe Füllgeschwindigkeit gewählt, um ein langsameres Wachsen der Spritzhaut zu erreichen, so daß sich unter anderem eine höhere Dimensionsstabilität erreichen läßt. Anschlie­ ßend wird der äußere Druck sehr schnell entfernt, um die Kompression der Formmasse durch das Entspannen des im Formteil akkumulierten Druckes zu kompensieren. Der kon­ stante Haltedruck wird solange angelegt, bis das Vergießen des Angusses beendet ist, während der Innendruck in der Spritzform entweicht.

Aus der DD-2 46 078 ist ebenfalls ein Verfahren zur Rege­ lung des Spritzvorganges bekannt, bei dem eine Umschaltung von einer hohen Füllgeschwindigkeit auf eine geringere Fördergeschwindigkeit zum Nachdrücken erfolgt und der wäh­ rend des Füllvorganges auftretende Druck gemessen und zu­ sammen mit der Füllzeit als Vergleichsgröße für die Rege­ lung des Spritzvorganges verwendet wird.

Weiterhin ist aus der DD-2 62 620 ein Verfahren zur Verrin­ gerung der Zyklus zeit bei der Herstellung von Formteilen aus Duromeren und Elastomeren bekannt. Dieses Verfahren ist insbesondere für das Spritzgießen dickwandiger Form­ teile anwendbar durch Berücksichtigung der Weiterreaktion während der Vernetzung der polymeren Formmasse nach der Entformung des Formteils.

Schließlich ist in der EP-0 287 001-A1 eine Vorrichtung zum Spritzgießen beschrieben, die durch eine kegelförmige Ausführung des Spritzkolbenkopfes des Einspritzzylinders das Verschließen des Spritzkopfes ermöglicht, so daß leicht flüssige Formmassen ohne die üblicherweise auftre­ tenden Probleme mit den meistverwendeten Verschlußmecha­ nismen (beispielsweise zurückbleiben von Formmasseresten) verarbeitet werden können.

Alle bisher genannten Konstruktionen weisen den Nachteil auf, daß eine wesentliche Verkürzung der Zyklus zeit bei der taktweisen Herstellung von Spritzgießteilen nicht mög­ lich ist. Dies ist insofern nachteilig, als die Wirt­ schaftlichkeit dieser Verfahren insbesondere von der Pro­ duktivität des Einspritzprozesses und damit vor allem von der Zeit, die für die Herstellung eines Spritzgußteils oder eines Spritzgußteilsatzes bei der Herstellung von Mehrfachnutzen benötigt wird, abhängt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ver­ fahren der eingangs genannten Gattung die Taktgeschwindig­ keit ohne Vergrößerung der Leistungsfähigkeit der Plasti­ fiziervorrichtung heraufzusetzen. Weiterhin soll es eine hohe Produktqualität durch optimale Anpassung des Ein­ spritzvorgangs an die Vernetzungsbedingungen möglich sein. Außerdem wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens angegeben.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß es zur op­ timalen Ausnutzung des Plastifizierwerkzeugs günstig ist, wenn dieses in Zusammenwirken mit einer in ihrem Durchsatz auf einfache Weise veränderbaren und mit kontinuierlichem Durchsatz arbeitenden Einspritzpumpe auch während des Spritzvorgangs bereits einen Volumenvorrat von plastifi­ zierter Formmasse erzeugt und für den nächsten Spritzvor­ gang des folgenden Arbeitstakts vorrätig hält.

Hierbei kommt bevorzugt das First-in-first-out (FIFO) Prinzip zur Anwendung. Damit wird erreicht, daß die Zeit, welche ein plastifiziertes Volumenelement bis zum Errei­ chen der endgültigen Position in der Form im wesentlichen konstant ist, so daß eventuelle Vernetzungs- oder Alter­ ungsvorgänge, die bereits auf dem Weg in die Form eintre­ ten, gleich weit fortgeschritten sind. Hierbei bieten sich Vorteile, wenn die Zeit für den Einspritzvorgang selbst recht kurz gehalten ist, so daß sich hierbei keine wesent­ lichen zu kompensierenden Verzögerungen ergeben.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung kommt insbesonde­ re dann zur Geltung, wenn die erforderliche Zeit für die Zuführung von Rohmaterial aus der Schnecke in die Ein­ spritzeinheit und die Plastifizierzeit in wesentlichem Ma­ ße taktzeitbestimmend sind und ferner die Einspritzzeit in die Spritzform dieselbe Größenordnung aufweist wie die sich anschließende Heizzeit zum Vernetzen und die sich ge­ gebenenfalls anschließende Abkühlphase in der Spritzform.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung be­ steht daher darin, daß die Einspritz- und Plastifizierpha­ se beim Spritzgießen zusammen wesentlich abgekürzt werden.

Die Erfindung umfaßt dabei ein Verfahren zum zeitentkop­ pelten Plastifizieren und Einspritzen beim Spritzgießen von polymeren Formmassen sowie eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens, wobei durch das Plastifizieren auch während Einspritzens eine maximale Plastifizierzeit auch während fast der gesamten Zeitdauer des Vernetzens zur Verfügung steht.

Als Formmassen kommen sowohl Kunststoffe als auch Elasto­ mere und Duroplaste in Betracht.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens kann ferner durch optimale Vorwärmung der ins Formnest eingespritzten Masse die im Formnest notwen­ dige Heizzeit zusätzlich wesentlich verkürzt werden.

Gleichzeitig besteht dabei die Möglichkeit, die Einspritz­ zeit den Erfordernissen des Materials weitgehend anzupas­ sen und zu verlängern, da einerseits zur Erzielung wirt­ schaftlicher Zykluszeiten keine Temperaturerhöhung durch Dissipation in engen Anschnitten erfolgen muß und anderer­ seits die Gefahr des Anvernetzens der Formmasse bei lang­ samem Strömen im heißen Formnest durch gezieltes Aufheizen abhängig vom Restfließweg ausgeschaltet wird. Hierbei ist es besonders wichtig, daß während der sich aufgrund der verkürzten Vernetzungszeiten insgesamt verringerten Takt­ zeit nicht nur der für die Plastifizierung zur Verfügung stehende Zeitraum vergrößert wird, sondern auch der Ein­ spritzvorgang im Hinblick auf den Durchsatz an Formmasse variiert werden kann, ohne daß eine Verlängerung der Ein­ spritzzeit zu einer wesentlichen Verlängerung der gesamten Taktzeit führt, während des Einspritzens in jedem Fall der Plastifiziervorgang fortgesetzt werden kann.

Beim herkömmlichen Spritzgießverfahren fand demgegenüber nur nach dem Einspritzvorgang das Plastifizieren der Form­ masse statt. Bei der Auslegung der Spritzgießmaschine wird durch die Auswahl eines entsprechend leistungsfähigen Plastifizieraggregates dafür gesorgt, daß der Plastifi­ ziervorgang innerhalb der zum Vernetzen der Formteile not­ wendigen Heizzeit beendbar ist. Entsprechend werden die Prozeßparameter in der Produktion gewählt. Im allgemeinen ist der Plastifiziervorgang deutlich vor Ablauf der Heiz­ zeit beendet.

Bei der Vorwärmung der plastifizierten Formmasse vor dem Eintritt in die Form, insbesondere beim sogenannten Scher­ kopfspritzgießen ist es günstig, diese Auslegungskriterien zu ändern, weil nicht mehr ausreichend Heizzeit zur weit­ gehend freien Wahl der Plastizierparameter zur Verfügung steht. Unter diesen Voraussetzungen wird die Plastifizier­ zeit zusammen mit der vorher erfolgten Einspritzphase zu einem zykluszeitbestimmenden und damit die Wirtschaftlich­ keit des Spritzgießprozesses beeinflussenden Faktor. Damit erweist es sich als günstig, die Phase des Einspritzens unter Vorwärmung der Formmasse auf Kosten der Vernetzungs­ zeit zu verlängern, wobei durch das parallel Einspritzen erfolgende Plastifizieren für den letztgenannten Vorgang ausreichend Zeit zur Verfügung steht und insgesamt sogar mit einem Zeitgewinn gerechnet werden kann.

Wenn mittels gemäß der Erfindung verwendeten Zahnradpumpe das zuerst aus der Zuführungsschnecke austretende Rohmate­ rial auch zuerst in die Spritzform injiziert wird, ist die mittlere Verweilzeit aller Volumenelemente der Formmasse in der Einspritzeinheit gleich, so daß eine effiziente Op­ timierung der Heizleistung zur Plastifizierung erfolgen kann. Damit wird vermieden, daß einzelne Bereiche noch nicht vollständig aufgeschmolzen sind und andere Teile der Formmasse durch Überhitzung oder zu lange thermische Bela­ stung, beispielsweise durch thermischen Abbau, in der Qua­ lität eingeschränkt werden. Durch prozeßkonforme Variation der Einspritzgeschwindigkeit und der pro in die Form ein­ tretendem Volumenelement zugeführten Wärme (bevorzugt bis kurz unterhalb der Vernetzungstemperatur) kann erreicht werden, daß Vernetzungsbedingungen für die Gesamtheit al­ ler Volumenelemente unabhängig von ihrem Weg in ihre end­ gültige Position in der Form zu einem Minimum gemacht wird. Dazu tragen die erfindungsgemäßen Maßnahmen durch Homogenisierung der Transportrichtung und maximaler Varia­ blität hinsichtlich der gewählten Zuführungsgeschwindig­ keit und Erwärmung bei.

Zur Realisierung der genannten Vorteile dienen die Vor­ richtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens gemäß den kennzeichnenden Teilen der entsprechenden Vorrichtungsansprüche, mit denen es möglich ist, bereits während der gesamten Einspritzphase in die Spritzform und der sich anschließenden Vernetzungs- und Abkühlungsphase Rohmaterial in zeitlicher Überdeckung für den nächsten Einspritzvorgang zu plastifizieren.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung er­ folgt die Plastifizierung mit im wesentlichen konstantem Durchsatz unter Einschaltung eines Speichervolumens er­ folgt, welches variable Mengen plastifizierter Formmasse aufnimmt.

Weiterhin ist dabei das Plastifizieren der Formmasse für den Einspritzvorgang des jeweils nachfolgenden Arbeitstak­ tes unter Überführung in ein Aufnahmevolumen in zeitlicher Überlagerung mit dem Einspritzvorgang der Formmasse des vorangehenden Arbeitstakts erfolgt.

Insbesondere wird dabei die Schnecke beim Füllen des das erste Volumen bildenden Freiraums - gegebenenfalls in Überlagerung zur Rotation der Schnecke, entgegengesetzt zur Förderrichtung und nach Öffnen des Ventils nach Art eines Kolbens in Förderrichtung geschoben wird.

Zur Verkürzung der Vernetzungszeit wird die Formmasse vor dem Überführen in die Form erwärmt, wobei jeder Form jeweils eine Einspritzvorrichtung zugeordnet ist.

Die Erwärmung und/oder Einspritzgeschwindigkeit der Form­ masse wird insbesondere in Abhängigkeit von der optimalen Vernetzung der Formmasse durch Veränderung der Drehzahl der Zahnradpumpe und/oder Wärmezufuhr variiert.

Die Erwärmung der Formmasse erfolgt insbesondere mittels eines Scherkonus. Dabei ist die Drehzahl des Scherkonus zur Veränderung der Wärmezufuhr in Abhängigkeit von der erwünschten Eintrittstemperatur der Formmasse in die Form und/oder Einspritzgeschwindigkeit veränderbar.

In allen Varianten kann der Einspritzvorgang vorzugsweise durch eine Druck- oder Massenflußregelung überwacht und gesteuert werden, um konstante und reproduzierbare Spritz­ bedingungen zu erreichen.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste schematische Seitenansicht eines er­ sten Ausführungsbeispiels einer Plastifizier- und Ein­ spritzeinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens,

Fig. 2 eine weitere Darstellung entsprechend Fig. 1 zu einem späteren Zeitpunkt,

Fig. 3 eine Darstellung eines Details der Vorrichtung entsprechend Fig. 1 sowie,

Fig. 4 ein Zeitdiagramm zum zeitlichen Ablauf des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.

Bei den nachfolgend dargestellten Prinzipdarstellungen der Ausführungen gemäß der Erfindung sind lediglich die Funk­ tionselemente schematisch wiedergegeben. Es ist ersicht­ lich, daß die mechanische Ansteuerung durch geeignete Ak­ tivatoren nach den genannten Bedingungen durch geeignete prozessorgestützte Steuereinrichtungen erfolgen kann.

Bei der in Fig. 1 in schematischer Seitenansicht darge­ stellten Einspritzeinheit 1 als Teil einer Spritzmaschine, bei der die Form nicht dargestellt ist, mit einer als Schnecke 2 ausgebildeten Plastifiziereinheit 3 erfolgt die Zuführung der Formmasse in Richtung des Pfeils A. Ein Zu­ rückströmen der Formmasse während des Einspritzvorgangs über die Schneckenstege wird durch eine geeignete - in der Zeichnung nicht dargestellte - Rückströmsperre verhindert.

Während des Plastifizierens rotiert die Schnecke 2 in Pfeilrichtung B. Zwischen den Einspritzvorgängen sammelt sich die plastifizierte Formmasse innerhalb des Plastifi­ zierzylinders an der Stirnseite 4 der Schnecke, welche sich (wie weiter unten in Fig. 2 ersichtlich ist) ent­ sprechend in Richtung des Pfeils C hebt, um dem plastifi­ zierten Material Raum zu geben. Der Plastifiziereinheit nachgeschaltet ist eine (in Fig. 3 näher dargestellte) Zahnradpumpe 5, welche außerhalb der Einspritzzeiten stillgesetzt ist.

Der Zahnradpumpe 5 nachgeschaltet ist eine Vorwärmeinheit 6 mit einem rotierenden Scherkopf, der ebenfalls lediglich während der Einspritzzeiten aktiv ist.

Bei dem in Fig. 1 in einer schematischen Schnittdarstel­ lung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel einer Einspritz­ einheit bildet damit das Innere des die Plastifizier­ schnecke umgebenden Zylinders selbst einen Zwischenspei­ cher für die plastifizierte Formmasse. Die Austrittsöff­ nung zur Spritzform ist in der Bodenfläche des Plastifi­ zierzylinders angebracht und stellt die Verbindung zur nachgeschalteten Pumpe dar.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 ist die Zuführungs­ schnecke 2 relativ weit zurückgeschoben. Es ist hier der Zustand zu Beginn des nächsten Einspritzzyklus wiedergege­ ben, wenn in dem stirnseitigen Speichervolumen 4a der Pla­ stifizierschnecke sich ein Vorrat von plastifiziertem Ma­ terial angesammelt hat, welches im nächsten Arbeitsteilt­ akt durch Aktivierung der Zahnradpumpe in die Förderein­ heit 5 überführt wird. Gleichzeitig fördert die Schnecke 2 weiterhin plastifizierte polymere Formmasse in den Raum 4a, so daß das Plastifizieren auch während des Einsprit­ zens fortgesetzt wird und somit eine maximale Nutzung der Plastifiziereinheit erreichbar ist.

Während des Einspritzvorgangs wird die plastifizierte Formmasse durch die Vorwärmeinheit 6 mittels des Scherkop­ fes 7 erwärmt. Die Erwärmung erfolgt dabei durch innere Reibung der an dem Scherkopf vorbei gelangenden Formmasse. Damit gelangt die Formmasse mit einer Temperatur kurz un­ terhalb der Vernetzungstemperatur in die Form und kann dort in kürzester Zeit vernetzen. Durch eine Steuereinheit 8 erfolgt die zeitgerechte Ansteuerung des Schneckenvor­ schubs, der Zahnradpumpe sowie des Scherkopfes wie sie weiter unten in Fig. 4 dargestellt ist.

Somit arbeitet diese Ausführungsform insgesamt nach dem FIFO-Prinzip, so daß alle Volumenelemente der plastifi­ zierten Formmasse dieselbe Verweilzeit im Einspritzzylin­ der haben.

Nach Abschluß des Einspritzvorganges und dem Vernetzen der Formmasse in der Spritzform wird das Formteil aus der Spritzform entfernt und das Ventil in die andere Stellung gebracht.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung der Zahnradpumpe 5, wobei zwei im gegenseitigen Eingriff be­ findliche Zahnräder 5a und 5b den Durchtritt der plastifi­ zierten Formmasse in Pfeilrichtung von D₁ nach D₂ bewirken. Durch die Verwendung einer Zahnradpumpe ist ein homogener Durchtritt der plastifizierten Formmasse in die Spritzform gewährleistet, wobei entsprechend den Anforderungen die Zuführungsgeschwindigkeit in weiten Grenze variiert werden kann. Durch geeignete Bemessung der Kammern der Zahnrad­ pumpe wird das Entstehen von sogenannten "Totwasserge­ bieten" welches zu einer Vernetzung der Formmasse schon auf dem Wege der Zuführung führen könnte, vermieden.

Mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform läßt sich bei kompakter Bauweise eine deutliche Verringerung der er­ forderlichen Zykluszeit des Einspritzprozesses erreichen, da im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren eine konti­ nuierliche Plastifizierung des polymeren Rohmaterials vor­ genommen wird. Während bei den vorbekannten Verfahren wäh­ rend der Einspritzphase in die Spritzform eine Plastifi­ zierung im Einspritzzylinder nicht vorgenommen werden kann, da der Einspritzzylinder während dieser Phase die plastifizierte Formmasse in die Spritzform injiziert, kann mit der erfindungsgemäßen Ausführungsform während der Ein­ spritzphase in die Spritzform und nachfolgenden Ver­ netzungs- und Abkühlphase bereits die Plastifizierung für den nächsten Einspritzvorgang im Speicherzylinder erfol­ gen. Diese Vorgehensweise verringert die Zykluszeit ganz erheblich und erhöht damit die Wirtschaftlichkeit der Spritzgießmaschine durch Erhöhung dessen Produktivität.

An Hand des in Fig. 4 wiedergegebenen Zeitdiagramms soll die zeitabhängige Steuerung der einzelnen Aggregate näher erläutert werden: Die obere (durchgezogene) Gerade zeigt die konstante Drehzahl der Schnecke des Plastifizieraggre­ gats, welches somit in günstiger Weise für eine mittlere Dauerbelastung ausgelegt sein kann und damit ohne Still­ standszeiten auskommt.

Die strichpunktierte Linie darunter gibt den Hub der Schnecke an, wobei sich während des Vernetzungs-Entfor­ mungsvorgangs des vorangehenden Arbeitstakts durch Aufbau eines Vorrats an plastifiziertem Material die Schnecke hebt, während dieser Vorrat während des Einspritzvorgangs abgebaut wird, wobei allerdings der Plastifiziervorgang fortgesetzt wird, so daß in diesem Teilarbeitstakt mehr plastifizierte Formmasse geliefert werden kann als zuvor in dem Vorratsraum gespeichert wurde.

Die Zufuhr von Material beim Einspritzvorgang wird durch die Drehzahl der Zahnradpumpe geführt, deren Verlauf eben­ falls wieder durchgezogen dargestellt ist. Diese Drehzahl steigt für den Zeitraum des Einspritzens an und geht wäh­ rend der übrigen Zeit auf Null zurück. Die Drehzahl ist variabel und fällt gegen Ende des Einspritzvorgangs ab, da die Einspritzgeschwindigkeit mit der Vorwärmung durch den Scherkopf koninzidiert. Um für die gesamte in die Form ge­ langende Masse konstante Vernetzungsbedingungen zu schaf­ fen wird die Wärmeübertragung auf die Formmasse gegen Ende des Einspritzvorgangs gesteigert. Dies geschieht im darge­ stellten Ausführungsbeispiel durch Erhöhung der Drehzahl des Scherkopfes bei gleichzeitiger Herabsetzung der Ein­ spritzgeschwindigkeit. Damit erhalten die zuletzt einge­ spritzten Volumenelemente eine höhere Temperatur als die­ jenigen, welche zuerst in die Form gelangt sind. Auf diese Weise bleibt das die Vernetzung bestimmende Produkt aus Temperatur und Zeit für alle Volumenelemente im wesentli­ chen konstant. Es ist ersichtlich, daß der zeitabhängige Verlauf der dargestellten Größen in Abhängigkeit von den übrigen Systembedingungen in weiten Grenzen variiert wer­ den kann.

Mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lassen sich besonders kurze Zykluszeiten und damit eine hohe Pro­ duktivität des Spritzgießverfahrens erreichen, da das po­ lymere Rohmaterial kontinuierlich plastifiziert wird. Be­ reits während der vorangegangenen Einspritzphase in die Spritzform aus dem einen Einspritzzylinder kann neues Roh­ material über die Zuführungsschnecke in den anderen Ein­ spritzzylinder injiziert werden, so daß der Spritzvorgang für die Herstellung der nächsten Formteile bereits unmit­ telbar nach dem Entformen der im vorangegangenen Ein­ spritzzyklus hergestellten Formteile erfolgen kann und keine zusätzliche Bearbeitungszeit für den Plastifizier­ vorgang erforderlich ist.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (10)

1. Verfahren zum taktweisen Spritzgießen von Formteilen mittels einer Vorrichtung zum Erzeugen von Spritzgießform­ teilen aus Formmasse, bestehend aus

• - einem Schneckenzylinder mit einer Förderschnecke zum Plastifizieren der Formmasse,
• - einer Einspritzvorrichtung und
• - eine Form, in der die Formmasse dann polymerisiert bzw. vernetzt,

dadurch gekennzeichnet,
daß das Einspritzen der Formmasse mittels einer Zahnrad­ pumpe intermittierend und/oder mit zeitvariablem Material­ durchsatz erfolgt, wobei das Plastifizieren mit im wesent­ lichen konstanten Durchsatz über den gesamten Arbeitstakt bestehend aus Einspritzen der Formmasse in die Form und anschließendem Vernetzen bzw. gegebenenfalls Entformen er­ folgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Plastifizierung mit im wesentlichen konstantem Durchsatz unter Einschaltung eines Speichervolumens erfolgt, welches variable Mengen plasti­ fizierter Formmasse aufnimmt.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pla­ stifizieren der Formmasse für den Einspritzvorgang des je­ weils nachfolgenden Arbeitstaktes unter Überführung in ein Aufnahmevolumen in zeitlicher Überlagerung mit dem Ein­ spritzvorgang der Formmasse des vorangehenden Arbeitstakts erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein­ spritzvorgang unter Überlagerung von jeweils zwei Teilar­ beitstakten aufeinander folgender Arbeitstakte derart er­ folgt, daß in einem ersten Teilarbeitstakt des folgenden Arbeitstakts die Formmasse unter Plastifizierung durch die Förderschnecke in einen von den Gewindegängen der Schnecke nicht ausgefüllten in Förderrichtung hinter derselben be­ findlichen, das erste Volumen bildenden Freiraum des die Schnecke umgebenden Zylinders gelangt, während die bereits in einem weiteren, das zweite Volumen aufweisenden Ein­ spritzzylinder befindliche plastifizierte Formmasse in ei­ nem zweiten Teilarbeitstakt des vorangehenden Arbeitstakts über den Einspritzkanal (8) mittels der Zahnradpumpe in die Spritzform (9) überführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse zur Verkürzung der Vernetzungszeit vor dem Über­ führen in die Form erwärmt wird, wobei jeder Form jeweils eine Einspritzvorrichtung zugeordnet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erwärmung und/oder Ein­ spritzgeschwindigkeit der Formmasse in Abhängigkeit von der optimalen Vernetzung der Formmasse durch Veränderung der Drehzahl der Zahnradpumpe und/oder Wärmezufuhr varii­ ert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erwärmung mittels eines Scherkonus erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehzahl des Scherkonus zur Veränderung der Wärmezufuhr in Abhängigkeit von der erwünschten Eintrittstemperatur der Formmasse in die Form und/oder Einspritzgeschwindigkeit veränderbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Re­ gelvorrichtung für den Druck und/oder den Massendurchsatz der Formmasse vorgesehen ist.