DE7126058U

DE7126058U - Spritzgußform für die Herstellung von Kunststoffspritzteilen

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Publication number: DE7126058U
Application number: DE7126058U
Authority: DE
Original assignee: SCHAEFER KG
Current assignee: SCHAEFER KG
Publication date: 1974-10-17

Description

Λ Patentanwälte · · · · ."". '.

Dlpl.-lng. Helmut MleeIlng ! :' . 63 Gleeeen 24.6.1974 Dipl.-Ing. Richard Schlee BlamarckstrMM 43 / Dr.-lng. Joachim Boecker ^T"^{tfoni {0β41) 7101β} ζ)

S/B 10.772 Az.; G 71 26 058.7

SCHAFER WERKE KG. 5908 Neunkirchen. Kreis Sieger.

Spritzgußform für die Herstellung von KunststoffBpritzteilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgußform für die Herstellung von Kunststoff spritz te ilen mit einem Foriahohlraum und mindestens eines sich zuh» Formhohlray» hin verjüngenden Angußkanal, wobei im Angußkanal ein Kern derart angeordnet ist, daß der Kanal einen ringförmigen Querschnitt aufweist und der Kern eine Stirnfläche hat, die einen Teil einer Wand des Formhohlraumes bildet.

Beim Gießen allgemein und insbesondere auch beim Spritzgießen von Kunststoffspritzteilen besteht das Problem, den Angußzapfen zu beseitigen oder in Kauf zu nehmen, der dadurch entsteht, daß der Gießkanal, über den die Gießmasse zugeführt wird, mit dem eigentlichen Formhohlraum kommuniziert und ein Teil der Gießmasse in diesem Kanal erstarrt. Solche Zapfen können bei Kunststoffspritzteilen zwar relativ kurz gehalten werden, sind aber dennoch insbesondere an Stellflächen oft

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störend, also beispielsweise an der Unteresite von Bechern, Tellern, Töpfen etc.

Ein Verfahren, das dem Fachmann allgemein bekannt ist, besteht darin, einen sogenannten Punktanguß vorzusehen, d.h. eine Stelle kleinen Querschnitts im Angußkanal nahe beim Fcnnhohlraum, der dann eine Art Sollbruchstelle bildet, an der der Zapfen abgerissen wird. Um einen unerwünschten Verschluß dieser Engstelle durch Erstarren des Materials zu vermeiden, werden besondere Heizeinrichtungen vorgesehen (siehe z.B. auch "Kunststoffverarbeitung im Gespräch" Teil 1 Spritzguß, 19&9, BASF, Seiten 142, 145). Bei dieser bekannten Methode verbleibt immer noch ein kleiner Zapfen am Werkstück.

Bekannt sind auch Spritzgußwerkzeuge mit abgefederten Vorkammern. Bei solchen Werkzeugen wird der Angußkanal sofort vom Form-Hohlraum entfernt, wenn der Andruck der Spritzdüse aufhört. Aber auch mit einem solchen Werkzeug läßt sich eine Zapfenbildung nicht verhindern.

Wenn Angußzapfen nicht in Kauf genommen werden können, sind zusätzliche Arbeitsgänge erforderlich, um die Angußzapfen zu entfernen.

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Bekannt ist auch eine Spritzgußform der eingangs genannten Art (Fachtruch von E. Moslo "Runnerless Molding", Reinhold Publishing Corporation New York 1960, Seiten 58 bis 61), bei der der Kern eine Stirnfläche aufweist, die gegenüber den Wandteilen der Form, die die ringförmige öffnung umgeben, zurückgesetzt ist. Die ringförmige Öffnung mündet in einen ringförmigen Kanal, so daß am Werkstück an der Eingußstelle eine von einem Wulst umgebende Verdickung vorhanden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgußform der eingangs genannten Art so auszubilden, daß am Werkstück Unebenheiten an der Einspritzstelle nicht vorhanden sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung (ia-jo.rch gelöst, daß der Angußkanal mit einer schmalen ringförmigen öffnung mit dem Formhohlraum kommuniziert und die Kern-Stirnfläche in der gleichen Ebene liegt wie Wandteile der Form, die die ringförmige Öffnung umgeben.

Bei einer solchen Ausbildung einer Spritzgußform kommuniziert der Angußkanal nur über einen schmalen Ringquerschnitt mit dem Formhohlraum. Ein Angußzapfen hätte deshalb die Form eines ringförmigen Kragens. Da sich nun der Angußkanal zur Mündungsstelle in den Formhohlraum hin verjüngt, ist der Anguß-

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zapfen sozusagen im Kanal verankert. Bei einer Entfernung des Spritzgußteiles vom Angußkanal reißt deshalb der ringförmige Kragen unmittelbar am Werkstück ab, so daß ein Angußzapfen am Werkstück nicht entsteht. Da die Kern-Stirnfläche in der gleichen Ebene liegt wie die Form-Wandteile, die die ringförmige öffnung nach außen begrenzen, entsteht an der Einspritzstelle auch keine Verdickung.

Vorteilhafterweise ist die Innenwand des im Querschnitt ringförmigen Angußkanales in an sich bekannter Weise durch einen beheizten Kern gebildet. Dieser Kern kann aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, z.B. Kupfer, bestehen. Dies ermöglicht es, die Heizelemente für den Kern vom Kern entfernt anzuordnen und die Wärmezufuhr zum Kern durch Wärmeleitung zu bewirken. Die Anordnung eines beheizten Kernes im Angußkanal ermöglicht es, die Gießmasse bis vorne zur Mündung hin warmzuhalten, so daß während Spritzpausen keine Erstarrung des Materials erfolgt. Man kann so verhältnismäßig lange Taktzeiten einhalten, z.B. Taktzeiten von mehr als 60 Sekunden, wie sie beim Spritzen großer Teile erforderlich werden.

Der im Querschnitt ringförmige Angußkanal ist vorzugsweise kegelförmig ausgebildet. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Kegelwinkel der Außenwand des Angußkanales in der Nähe

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des Eintritts in den Formhohlraiim größer ist, z.B. 70° beträgt als im übrigen Bereich, in dem er beispielsweise nur 6° beträgt. Man erhält auf diese Weise bis nahe an die Mündungsstelle in den Formhohlraum einen verhältnismäßig großen Kanalquerschnitt, der sich erst in der Nähe der Mündungsstelle bis zu dem erforderlichen schmalen Spalt verringert. Dies trägt weiter dazu bei, ein Einfrieren der Gießmasse im Angußkanal zu vermeiden.

Der Angußkanal ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung in an sich bekannter Weise in einem gegenüber der übrigen Form abgefederten Vorkammerteil angeordnet, wobei die Federkraft ein Entfernen des Vorkammerteiles vom Formhohlraum bewirkt. Hierdurch wird erreicht, daß sofort bei Nachlassen des Andruckes der Spritzdüse der Angußkanal automatisch vom Formhohlraum entfernt wird, so daß an der Angußstelle noch kein Erstarren stattfinden konnte und die Trennung im noch flüssigen oder zumindest noch plastischen Zustand erfigt.

Die Abmessungen des Angußkanales richten sich nach der Größe der Form und nach den zu verarbeitenden Werkstoffen. Die Abmessungen können in folgenden Bereichen liegen. Der Ringspalt an der Mündungsstelle des Angußkanales in den Formhohlraum kann bei einem mittleren Durchmesser von 5 bis 7 mm eine Breite

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von 0,2 bis 0,8 mm aufweisen. Bei einer Form für ein Werkstoffgewicht von 1,5 kp und beim Verspritzen von NPE mit einer Spritz temperatur von 270 ⁰C empfiehlt sich ein mittlerer Durchmesser des Mündungs-Ringquerschnittes von 5,75 mm bei einer Breite des Mündungsquer ε chn-i t-t-e-s—v-on-0,25 mm.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden beschrieben wird.

In der Zeichnung ist nur der Bereich einer Spritzgußform, häufig auch Spritzgußwerkzeug genannt, gezeigt, in dem sich dsr Angußkanal befindet. Von der Form ist ein Teil des Formkernes 1 und ein Teil der Außenform 2 gezeigt. Die Formenteile 1 und 2 begrenzen einen Formhohlraum 3, in dem das Spritzteil, im vorliegenden Fall ein becherförmiges Teil, entstehen soll. Auf dem Formteil 2 liegt eine sogenannte Angußplatte 4 auf, in der eine insgesamt mit 5 bezeichnete abgefederte Vorkammer verschieb bar gelagert ist. Gehalten wird die Vorkammer 5 durch eine Befestigungsplatte 6, die an der Angußplatte 4 befestigt ist, was durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist, an. deren Stellen sich Befestigungsschrauben befinden können. Die Vorkammer 5 besteht aus einer Angußbuchse 8, einem Kupferzylinder 9, einem mit diesem verbundenen Kern 10, einer Heizmanschette 11 und Federn 16, die die Angußbuchse 8 nach oben zu drücken versuchen.

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In der Angußbuchse 8 befindet sich eine kegelige Bohrung 12, die sich nach unten hin mit einem kleinen Kegelwinkel <?6 verjüngt. Bei 13 vergrößert sich der Kegelwinkel auf den Wert P . ^kann z.B. 3° und/3 z.B. 70⁰ sein. Die Angußbuchse 8 hat unten einen kegeligen Teil, der in eine kegelige Bohrung 14 der Angußplatte 4 eingreift. Auf die Angußbuchse 8 wirken Druckfedern 16 ein, die die Angu3buch?€ 8 nach oben zu drücken versuchen. Die gezeichnete unterste Stellung der Angußbuchse ist durch die Anlage der Angußbuchse an der Angußplatte 4 begrenzt. In dieser untersten Stellung befindet sich die Stirnfläche 15 der Angußbuchse 8 in der gleichen Ebene wie die Unterseite der Angußplatte 4.

Der Kupferzylinder 9 ist teilweise in die Angußbuchse 5 eingelassen. Sie enthält einen zentralen Kanal 17 mit kreisförmigem Querschnitt. Die den Kupferzylinder 9 umgebende Heizmanschette 11 enthält Heizdrähte 18 für die elektrische Beheizung des Kupferzylinders 9.

Unten am Kupferzylinder befindet sich eine Gewindebohrung 19. In diese Gewindebohrung ist der Kern 10 eingeschraubt. Zu diesem Zweck hat der Kern 10 oben einen sockeiförmigen Teil 20, der ein in das Innengewinde 19 passendes Außengewinde 21 aufweist. Der Kern 10 hat ebenfalls einen schwachen

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Kegelwinkel ρ6·, der gleich dem Kegelwinkel oC sein kann. Der Kegelwinkel ist bis zum unteren Ende, also bis zur Stirnseite 22 hin gleichbleibend. Die Stirnseite 22 liegt in der gleichen Ebene wie die Unterseite 23 der Angußplatte 4. Zwischen dem Kern 10 und der kegeligen Bohrungswand 12 in der Angußbuchse 8 besteht ein hohlkegelförmiger Angußkanal 24, der einen kreisringförmigen Querschnitt hat. Dieser kegelförmige Kanal ist über mehrere kleine Bohrungen 25, die beispielsweise einen Durchmesser von 3 bis 4 mm aufweisen können, mit dem im Kupferzylinder 9 enthaltenden Kanal verbunden.

Die erfindungsgemäße Spritzgußform arbeitet wie folgt.

Wenn ein Spritzvorgang stattfinden soll, wird eine Spritzdüse 26, die einen axialen Kanal 27 aufweist, gegen den Kupferzylinder 9 gedrückt, wobei der Kanal 27 mit dem Kanal 17 kommuniziert. Der Andruck der Spritzdüse 26 überwindet die Kraft der Druckfedern 16, so daß die Angußbuchse 8 in die gezeichnete Stellung gedrückt wird. Über den Kanal 27 wird nun Gießmasse eingepreßt,die in den Formhohlraum 3 gelangt, der so ausgefüllt wird, daß das gewünschte Spritzteil .?8 entsteht. Der Formhohlraum 3 kommuniziert über einen nur schmalen Ringquerschnitt 29 mit dem hohlkegelförmigen Angußkanalteil 24,

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Die Spritzmasse 30 strömt vom Kanal 27 In den Kanal 17, von dort über die kleinen Bohrungen 25 in die hohlkegelförmige Bohrung 24 und von dort über den schmalen Ringquerschnitt 29 in den Formhohlraum 3· Wenn der Spritzvorgang beendet ist, wird die Spritzdüse 26 zurückgezogen, wonach die Druckfedern 16 die Angußbuchse 8 nach oben bewegen, bis ihre Oberseite an der Unterseite der Platte 6 anliegt. Dadurch wird auch die Stirnseite 15 der Angußbuchse vom Werkstück 28 entfernt, wobei die noch bestehende Spritzmasseverbindung vom Werkstück zum hohlkegelförmigen Kanal 24 unmittelbar an der Werkstückwand abreißt, so daß kein Angußzapfen verbleibt.

Während des Betriebes des Werkzeuges wird dieses mittels der Heizmanschette 11 beheizt. Diese führt dem Kupferzylinder 9 Wärme zu, die über den Sockel 12 an den Kern weitergeleitet wird. Diese Wärme dient zum Flüssighalten des in den Angußkanalteilen 30, 25 und 24 enthalten-en Kunststoffes. Da die Angußbuchse 8 etwas kälter ist, bildet sich an der Bohrungswand 9 eine erstarrte Kunststoffschicht 31 aus, die wärmeisolierend wirkt.

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Mit dem erfindungsgemäßen Spritzgußwerkzeug können verhältnismäßig große Taktzeiten eingehalten werden, da vermöge der Beheizung ein Erstarren d»? Kunststoffes Im Angußkanal isährend der Spritzpausen vermieden wird.

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Claims

T1 - Schutzansprüche:

1. Spritzgußform für die Herstellung von Kunststoffspritzteilen mit einem Formhohlraum und mindestens einem sich zum Formhohlraum hin verjüngenden Angußkanal, wobei im Angußkanal ein Kern derart angeordnet ist, daß der Kanal einen ringförmigen Querschnitt aufweist und der Kern eine Stirnfläche hat, die einen Teil einer Wand des Formhohlraumes bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Angußkanal (24) mit einer schmalen ringförmigen öffnung (29) mit dem Formhohlraum (3) kommuniziert und die Kern-Stirnfläche (22) in der gleichen Ebene liegt wie Wandteile der Form, die die ringförmige öffnung (29) umgebe:.

2. Spritzgußform n^ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (10) in an sich bekannter Weise beheizt ist.

3. Spritzgußform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Angußkanal (24) bis zu seinem Eintritt in den Formhohlraum (3) hxn kegelförmig ist.

4. Spritzgußform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel (P) der Außenwand (12) des Angußkanales (24) in der Nähe des Eintritts (29) in den Formhohlraum (3) größer ist, z.B. 70° beträgt, als im übrigen Bereich, in dem er beispielsweise nur 3° beträgt, wobei die Kegel unmittelbar ineinander übergehen.

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5. Spritzgußform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Angußkanal in an sich bekannter Weise in einem gegenüber der übrigen Form abgefederten Vorkammerteil (5) angeordnet ist, wobei die Federkraft ein Entfernen des Vorkammerteiles (5) vom Formhohlraum (3* bewirkt. *

6. Spritzgußform nach einen?, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (29) an der Mündungsstelle des Angußkanales (24) in den Formhohlraum (3) bei einem mittleren Durchmesser von 5 bis 7 mm eine Breite von 0,2 bis 0,8 mm aufweist.

7. Spritzgußform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt an der Mündungsstelle des Angußkanales in den Formhohlraum bei einem mittleren Durchmesser von 5»75 nun eine Breite von 0,25 mm aufweist.

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