DE69903348T2

DE69903348T2 - Spritzgiesswerkzeug mit dornkernen mit umgekehrter konizität

Info

Publication number: DE69903348T2
Application number: DE69903348T
Authority: DE
Inventors: Richard Matysek
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: EP1140457A1; EP1140457B1; CA2256090A1; US6203310B1; CA2256090C; WO2000035656A1; DE69903348D1; JP4383673B2; AU2312400A; JP2002532282A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Heißläuferspritzgießen mit einem verlängerten Formkern und einem Kernverriegelungselement mit zueinander passenden angrenzenden Teilen ihrer Oberflächen, die sich entgegengesetzt verjüngen, entsprechend den Merkmalen der beigefügten Ansprüche 1 und 3
Die US-Patenschrift Nr. 5,736,173 zeigt eine Rohling-Spritzform. Ein längerer Formkern arbeitet mit einer weiblichen Form und einem Halsring in einer Form zusammen, um dazwischen einen Formhohlraum zu definieren. Der Halsring wird dabei durch ein Paar ineinandergreifende Hälften gebildet, die seitlich in Bezug auf die longitudinale Achse des Formkerns getrennt werden können. Eine konisch zulaufende Buchse umgibt den Formkern unterhalb des Halsrings. Ein Paar verschiebliche konische Verriegelungen stehen in Kontakt mit entsprechenden Einheiten auf den Schiebern um die seitliche Bewegung der Schieber zu hemmen und um den Halsring zu sichern, wenn die Spritzform in einer geschlossenen Formposition ist.
Ein Spritzgusssystem zum Formen eines Rohlings ist ebenso in der US-Patentschrift Nr. 5,232,718 beschrieben. Der longitudinale Kern erstreckt sich durch eine Halsform mit zwei Formhälften. Die Öffnung der Halsform verjüngt sich in Richtung des rückseitigen Endes leicht nach außen hin.
Ein weiteres Spritzgusssystem für Rohlinge ist in der US-Patentschrift Nr. 4,950,152 gezeigt. Eine Vielzahl von Einspritzkernen werden von einer beweglichen Platte in entsprechende durch Formeinsätze innerhalb einer ortsfesten Platte definierte Spritzhohlräume eingefügt, wobei die Kerne sich durch entsprechende gespaltene Übertragungsformhohlräume erstrecken. Die Kerne werden zur beweglichen Platte hin von entsprechenden Buchsen gesichert. Die Öffnungen der Buchsen weisen einen kegelstumpfförmigen Teil auf, der zu einem entsprechenden kegelstumpfförmigen Teil des Formkerns passt. Diese Teile verjüngen sich nach außen hin in Richtung des rückseitigen Endes der Konstruktion.
Die US-Patentschrift Nr. 4,634,366 zeigt eine Spritzgießmaschine einschließlich einer Platte mit einer Vielzahl von regelmäßig verteilten Formelement-Aufnahmeräume, die angepasst sind jedes einer beträchtlichen Anzahl von verschiedenen Formelementen vollständig in der ortsfesten Platte aufzunehmen.
Kühlflüssigkeiten, die durch längliche Formkerne laufen um die Taktzeit zu reduzieren, sind gut bekannt. Formen mit langen Formkernen zum Herstellen von Produkten wie Tablettenfläschchen, kosmetische Behälter, medizinische Becher und Rohlinge für Getränkeflaschen haben ein Problem, das als Kernverschiebung bekannt ist. Wie in der US-Patentschrift Nr. 5,061,174 von Gellert, erteilt am 29. Oktober 1991, zu sehen ist, sind der hintere Teil der äußeren Oberfläche des Formkerns und die angrenzende Oberfläche des umgebenden Kernverriegelungselements normalerweise leicht konisch nach außen zulaufend in Richtung des rückseitigen Endes, um den Zusammenbau zu erleichtern. Wenn der hohe Spritzdruck gegen eine Anzahl von Formkernen in einer großen Form drückt, können die Formkerne leicht rückwärtig gedrückt werden, was ihren konisch zulaufenden Sitz im Kernverriegelungselement löst und Platz für den Formkern schafft, sich leicht zu der einen oder anderen Seite zu verschieben. Diese seitliche Verschiebung der Formkerne führt zu einer ungleichen Füllung der Hohlräume und es schafft ein nicht konzentrisches Produkt, was unannehmbar ist. Dies ist ein besonderes Problem für Flaschenrohlinge, da die aufgeblasene Flasche gekrümmt sitzen oder an einer Seite ausgebeult sein kann.
Ein anderes Problem mit länglichen gekühlten Formkernen ist, dass der hohe Spritzdruck bewirken kann, dass sie sich leicht verbiegen. Auf diese Weise begrenzen sowohl die Kernverschiebung, als auch die Biegeprobleme den Spritzdruck und verhindern ein schnelleres Befüllen und kürzere Taktzeiten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, um die Nachteile im Stand der Technik wenigstens teilweise zu verhindern, einen Teil des rückseitigen Teils eines länglichen Formkerns und die angrenzende Oberfläche des Kernverriegelungselements mit zueinander passenden entgegengesetzten Konusse zu versehen.
Zu diesem Zweck liefert die Erfindung eine Spritzgießvorrichtung und -verfahren, die in einer Form einen länglichen Hohlraum und einen länglichen gekühlten Formkern haben, der durch eine Öffnung mit einer inneren Oberfläche in einem Kernverriegelungselement passt, das an eine Kernverstärkungsplatte angebracht ist. Der Formkern hat ein vorderes Ende, ein rückseitiges Ende, eine äußere Oberfläche, eine zentrale Kühlflüssigkeitsführung und ein oder mehrere äußere Kühlflüssigkeitsleitungsrohre, die sich der Länge nach um die zentrale Kühlflüssigkeitsführung herum erstrecken. Die äußere Oberfläche des Formkerns hat einen vorderen Teil und einen rückseitigen Teil. Der vordere Teil der äußeren Oberfläche des Formkerns bildet eine Innenseite des Hohlraums. Ein Teil des rückseitigen Teils der äußeren Oberfläche des Formkerns verjüngt sich nach innen in Richtung des rückseitigen Endes des Formkerns. Der sich verjüngende Teil des rückseitigen Teils der äußeren Oberfläche des Formkerns stößt gegen einen passenden Teil der inneren Oberfläche der Öffnung in dem Kernverriegelungselement, welches sich ebenso nach innen in Richtung des rückseitigen Endes des Formkerns verjüngt.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen sichtbar.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Mehrfachhohlraum- Spritzgusssystems zeigt, das einen länglichen gekühlten Formkern und ein Kernverriegelungselement entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat, und
Fig. 2 ist eine auseinander gezogene isometrische Ansicht, die zeigt, wie der Formkern im Kernverriegelungselement aufgenommen wird, wobei ihre sich entgegengesetzt verjüngenden Oberflächen aneinandergrenzen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es wird zuerst auf die Fig. 1 und 2 verwiesen, die einen Teil eines Mehrfachhohlraum- Spritzgusssystems oder -verfahrens zeigen, das für das Formen von Rohlingen für Getränkeflaschen verwendet wird, und das einen länglichen gekühlten Formkern 10 entsprechend einer bevorzugten Ausführung der Erfindung aufweist. In dieser Ausgestaltung wird eine Anzahl von beheizten Düsen 12 in Öffnungen 14 in einer Form 16 montiert, wobei die rückseitigen Enden 18 jeder beheizten Düse 12 gegen die vordere Stirnfläche 20 eines Schmelzeverteilers 22 aus Stahl angrenzen. Jede Düse 12 wird von einem fest eingebauten elektrischen Heizelement 24 erwärmt und hat ein Thermoelement 26, das in ihr vorderes Ende hineinreicht, um die Betriebstemperatur zu überwachen und zu steuern. Jede beheizte Düse 12 hat einen zylindrischen Positionierflansch 30, der in einem zylindrischen Positioniersitz 32 in der Öffnung 14 sitzt. Dies ermöglicht einen isolierenden Luftraum 34 zwischen der beheizten Düse 12 und der umliegenden Form 16, die durch das Pumpen von Kühlwasser durch die Kühlleitungen 36 gekühlt wird.
Auch der Schmelzeverteiler 22 wird von einem fest eingebauten elektrischen Heizelement 38 erwärmt. Der Schmelzeverteiler 22 ist zwischen einer Verteilerplatte 40 und einer Befestigungsplatte 42 befestigt, die miteinander durch Bolzen 44 gesichert sind. Der Schmelzeverteiler 22 ist durch einen zentralen Positionierring 46 und eine Anzahl von fehlenden Abstandshaltern 48 angeordnet, die einen isolierenden Luftraum 50 zwischen ihm und der umliegenden gekühlten Form 16 bereit stellen.
Ein Schmelzedurchgang 52 erstreckt sich von einem zentralen Einlass 54 in ein Einlassteil 56 des Schmelzeverteilers 22 und verzweigt sich in dem Schmelzeverteiler 22 um sich durch eine zentrale Schmelzebohrung 58 in jede der beheizten Düsen 12 zu erstrecken. Der Schmelzedurchgang 52 erstreckt sich durch eine zweiteilige Düsendichtung 60, die mit einer Angussöffnung 62 verbunden ist, die sich durch einen gekühlten Angussöffnungseinsatz 64 zu einem länglichen Hohlraum 66 erstreckt. Dieser Hohlraum 66 zum Herstellen von Rohlingen für Getränkeflaschen erstreckt sich zwischen einem Hohlraumeinsatz 68 und dem gespaltenen Gewinde-Einsatz 70 auf der Außenseite und dem gekühlten Formkern 10 auf der Innenseite. Der Angussöffnungseinsatz 64 und der Hohlraumeinsatz 68 sind in einer Öffnung 72 der Hohlraumplatte 74 angeordnet, durch die Kühlwasserleitungen (nicht gezeigt) sich in den gekühlten Angussöffnungseinsatz 64 erstrecken.
In der gezeigten Ausgestaltung wird der gekühlte Formkern 10 von einem länglichen hohlen Innenteil 76 gebildet, der sich innerhalb eines länglichen hohlen äußeren Teils 78 erstreckt. Der Formkern 10 hat eine äußere Oberfläche 80, die sich von einem kuppelförmigen vorderen Ende 82 zu einem rückseitigen Ende 84 erstreckt. Die äußere Oberfläche 80 des länglichen Formkerns 10 hat entsprechend der Erfindung einen vorderen Teil 86 und einen rückseitigen Teil 88. Der vordere Teil 86 bildet die Innenseite 90 des Hohlraums 66, und der rückseitige Teil 88 erstreckt sich rückwärtig vom Hohlraum 66 durch eine Öffnung 92 durch ein Kernverriegelungselement 94, das mit Bolzen 98 an der Kernverstärkungsplatte 96 gesichert ist. Das Kernverriegelungselement 94 wiederum erstreckt sich durch eine Öffnung 100 durch ein Schieberelement 102 und eine Trägerplatte 104, die durch Schrauben 108 an einer Abstreifplatte 106 gesichert ist. Versorgungs- und Rückführungsleitungen für Kühltlüssigkeit 110, 112 erstrecken sich in die Kernverstärkungsplatte 96 und sind jeweils mit einer zentralen Kühlflüssigkeitsführung 114 verbunden, die sich in Längsrichtung erstreckt durch einen inneren Teil 76 und einer äußeren Kühlflüssigkeitsführung 116, die sich zwischen dem inneren Teil 76 und dem äußeren Teil 78 erstreckt. Während in diesem Fall die äußere Kühlflüssigkeitsleitung 116 zylindrisch ist, kann sie in anderen Ausgestaltungen aus einer Anzahl von Bohrungen oder geraden oder spiralförmigen Nuten bestehen, die sich durch den Formkern 10 um die zentrale Kühlflüssigkeitsleitung 114 herum erstrecken. Selbstverständlich kann in anderen Anwendungen die Form 16 unterschiedliche Anzahlen und Formen von Teilen und Platten in Abhängigkeit der notwendigen Ausgestaltung aufweisen.
Der rückseitige Teil 88 der äußeren Oberfläche 80 des Formkerns 10 hat einen sich verjüngenden Teil 118, der sich nach innen in Richtung der Rückseite 84 des Formkerns 10 verjüngt. Wie zu sehen ist, hat die Öffnung 92 durch das Kernverriegelungselement 94 eine innere Oberfläche 120 mit einem sich verjüngenden Teil 122, das sich ebenso nach innen in Richtung der Rückseite 84 des Formkerns 10 verjüngt und zum sich verjüngenden Teil 118 des rückseitigen Teils 88 der äußeren Oberfläche 80 des Formkerns 10 passt. Der rückseitige Teil 88 der äußeren Oberfläche 80 des Formkerns 10 hat auch einen Gewindeteil 124, auf den eine zylindrische Mutter 126 geschraubt ist. Die Mutter 126 sitzt in einem Sitz 128 auf der rückseitigen Stirnfläche 130 des Kernverriegelungselements 94 und wird mit einem Schraubenschlüssel festgezogen, der in die Löcher 132 passt, um den Formkern 10 am Kernverriegelungselement 94 zu sichern, wobei das sich verjüngende Teil 118 der äußeren Oberfläche 80 des Formkerns 10 an den passenden sich verjüngenden Teil 122 der inneren Oberfläche 120 der Öffnung 92 durch das Kernverriegelungselement 94 angrenzt. Auf diese Weise wird mit den entgegengesetzt verjüngenden Teilen 118, 122, wenn der Staudruck des hohen Einspritzdrucks gegen den Formkern 10 wirkt, ihn leicht rückwärtig in die Form 16 schiebend, kein Abstand zwischen den sich verjüngenden Teil 118 der äußeren Oberfläche 80 des Formkerns 10 und dem umliegenden passenden sich verjüngenden Teil 122 der inneren Oberfläche 120 des Kernverriegelungselements 94 geöffnet, der eine seitliche Kernbewegung erlaubt. Mit anderen Worten, der Spritzdruck wird in einen zulaufenden Verschließdruck umgewandelt.
Bei der Verwendung, nachdem das System wie in Fig. 1 gezeigt, zusammengesetzt worden ist, wird eine elektrische Leistung an die Heizelemente 24, 38 angelegt, um die Düsen 12 und den Schmelzeverteiler 22 auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur zu erhitzen. Auch eine geeignete Kühlflüssigkeit wie Wasser wird von Pumpen (nicht gezeigt) durch die Kühlleitung 36 in der Form 16 und durch die Leitungen, die durch den Hohlraumeinsatz 68 führen, zirkuliert. Normalerweise wird eine saubere Kühlflüssigkeit wie Glykol in einem geschlossenen Kühlkreislaufsystem durch die Versorgungs- und Rücklaufleitungen 110, 112 gepumpt, um durch die Formkerne 10 zu zirkulieren. Unter Druck gesetzte Schmelze einer Spritzgießmaschine (nicht gezeigt) wird dann entsprechend einem vorbestimmten Einspritzkreislauf in den zentralen Einlass 54 der Schmelzeführung 52 des Schmelzeverteilers 22 eingeführt, von wo sie durch eine zentrale Schmelzebohrung 58 in jede der beheizten Düsen 12 und der zweiteiligen Düsendichtungen 60 und durch die Angussöffnungen 62 fließt um die Hohlräume 66 zu füllen. Nachdem die Hohlräume 66 gefüllt sind, wird der Einspritzdruck für einen Moment gehalten um zu verdichten und dann freigegeben. Nach einem kurzen Kühlzeitraum wird die Form 16 geöffnet, um das Produkt zu entlassen. Nach dem Entfernen wird die Form wieder geschlossen und der Einspritzdruck wieder aufgebracht, um den Hohlraum 66 wieder zu füllen. Dieser Kreislauf wird stetig wiederholt, mit einer Taktzeit, die infolge der verbesserten Kühlung des Formkerns 10 reduziert worden ist.
Während die Beschreibung des gekühlten Formkerns 10 und des Kernverriegelungselements 94 mit passenden sich verjüngenden Oberflächen 118, 122 in Bezug auf eine bevorzugte Ausgestaltung gemacht worden ist, ist es offenkundig, dass verschiedene andere Änderungen möglich sind, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen, wie sie von jenen, die in dieser Technik erfahren sind, verstanden wird und durch die folgenden Ansprüche bestimmt ist.

Claims

1. Eine Spritzgussform zum Formen von Gegenständen in einem Spritzgusssystem, die umfasst:

- ein Formhohlraumeinsatz (68), der den äußeren Teil eines Formhohlraums bildet,

- einen Formkern (19) mit einem vorderen Teil (86), einem sich verjüngenden Teil (118) und einem rückseitigen Teil (88),

- ein Kernverriegelungselement (94) mit einem sich verjüngenden Teil (122),

- einen gespalteten Einsatz (70) mit einem vorderen Teil der den Formhohlraumeinsatz (68) einspannt und einem sich verjüngenden Teil der das Kernverriegelungselement (94) einspannt,

dadurch gekennzeichnet, dass der sich verjüngende Teil (118) des Formkerns (10), der sich verjüngende Teil des gespaltenen Einsatzes (70) und der sich verjüngende Teil des Kernverriegelungselements (94) sich nach innen in Richtung der Strömung des eingespritzten Materials verjüngen und dass der sich verjüngende Teil (118) des Formhohlraums (10) und der sich verjüngende Teil des gespaltenen Einsatzes (70) beide mit dem sich verjüngenden Teil (122) des Kernverriegelungselements (94) im Eingriff stehen, um eine optimale Ausrichtung zwischen dem Formkern (10) und dem Spalteinsatz (70) zu erlauben.

2. Eine Spritzgussform zum Formen von Gegenständen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gespaltene Einsatz (70) ein Gewindeteil aufweist.

3. Ein Verfahren zur Ausrichtung der Teile einer Spritzgussform, das folgende Schritte umfasst:

- Bereitstellen eines Formhohlraumeinsatzes (68), der den äußeren Teil eines Formhohlraums bildet,

- Bereitstellen eines Formkerns (10) mit einem vorderen Teil (68), einem sich verjüngenden Teil (118) und einem rückseitigen Teil (88), wobei sich der sich verjüngende Teil (118) nach innen in Richtung der Strömung des eingesetzten Material verjüngt,

- Bereitstellen eines Kernverriegelungselements (94) mit einem sich verjüngenden Teil (122), wobei das sich verjüngende Teil (122) sich nach innen in Richtung der Strömung des eingespritzten Materials verjüngt,

- Bereitstellen eines gespaltenen Einsatzes (70) mit einem vorderen Teil (122), das mit dem Formhohlraumeinsatz (68) in Eingriff steht und einen sich verjüngenden Teil, der mit dem Kernverriegelungselement (94) in Eingriff steht, wobei das sich verjüngende Teil sich nach innen in Richtung der Strömung des eingespritzten Materials verjüngt,

- Zusammenfügen sowohl des sich verjüngenden Teils (118) des Formkerns (10) als auch des sich verjüngenden Teils des gespaltenen Einsatzes (70) in Eingriff mit dem sich verjüngenden Teil (122) des Kernverriegelungselements (94), um eine optimale Ausrichtung zwischen dem Formkern (10) und dem gespaltenen Einsatz (70) zu erlauben.

4. Ein Verfahren zum Ausrichten der Teile einer Form nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gespaltene Einsatz (70) ein Gewindeteil aufweist.