DE7326694U - Kunststoffspritzform - Google Patents

Description

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Nürnberg, den 27.September 1973

G 73 26 694.1 - Wilden KG, Pfreimd

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Die Neuerung betrifft eine Kunststoffspritzform. Wenn nachfolgend von einer Kunststoffspritzform gesprochen wird, so betrifft dies allein eine Spritzfors» zur Bearbeitung thermoplastischer Kunststoffe.

In der Kunststoffspritztechnik sind zwei an sich einander widerstrebende Forderungen dominierend:

Auf der einen Seite muß der Spritzzyklus so kurz wie möglich sein, um eine möglichst hohe Ausstoßmenge zu gewährleisten. Auf der anderen Seite muß die Abkühlung des eingespritzten Kunststoffes so ruhig und langsam vorgenommen werden, wie es das Interesse einer optimalen Relaxation des jeweiligen Kunststoffee erfordert. Die Einhaltung einer ausreichenden Relaxationszeit für den jeweiligen Kunststoff nach dem Spritzen ist entscheidend für die Qualität des gespritzten Werkstückes. Außerdem soll die Wärmeabfuhr über die Gesamtoberfläche möglichst gleichmäßig vorgenommen werden, was auch für die Qualität bzw. die Homogenität der Qualität im gesamten Werkstück von Bedeutung ist.

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Auf Grund der vorgenannten Forderungen muß vermieden werden, daß die Abkühlung des gespritzten Werkstückes schockartig vorgenommen wird. Es darf also ein gewisses Δ ν nicht überschritten werden·

Um trotz Einhaltung einer optimalen Relaxation eine möglichst schnelle Abkühlung auf die Auswurftemperatur asu erreichen, ist weiterhin wünschenswert, mit einer minimal möglichen Einspritztemperatur des Kunststoffes zu arbeiten· Dies setzt aber voraus, daß die Form -wie bekannt- auf eine gewisse Temperatur vorgeheizt ist, um eine schockartige Abkühlung zu vermeiden, d.h. das von der Relaxation abhängige Δ if nicht zu überschreiten.

Weiterhin ist es bekannt, zur schnellstmöglichen Abkühlung des in eine Kunststoffspritzform eingespritzten thermoplastischen Kunststoffes innerhalb der Form einen permanent umlaufenden Kühlwasserkreislauf einzubauen. Wegen dieser sehr intensiven Kühlung der Form muß insbesondere bei komplizierteren Werkstücken die Kunststofftemperatur erhöht werden, um ein befriedigendes Fließverhalten und eine enfcprechende Formfüllung zu ermöglichen· Die Festigkeitseigenschaften von in derartigen Formen hergestellten Kunststoff« spritzteilen sind jedoch unbefriedigend wegen der nicht ausreichenden Relaxation.

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Eine nach der Neuerung ausgebildete Form wird an Hand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen: Fig.l eine tabellarische Darstellung der durch schnitt \ ichen Forminnenwand-Temperatur ^V fr (°C: Ordinate) über

der Zeit t (see; Abszisse),und zwar

a) bei Kunststoffspritzformen nach dem Stand der Technik

b) im Idealfall gemäß der Neuerung,

Fig·2 eine schematische Darstellung einer neuerungsgemäß ausgebildeten Kunststoffspritzform.

Die in Fig.l mit 1 bezeichnete Kurve stellt in qualitativer Weis« die mittlere Forminnenwandtemperatur aufgezeichnet über die Zeit eines Spritzzyklus dar. Bei Beginn des Einspritzvorganges (Zeit E) weist die Forminnenwand eine mittlere Temperatur 2 auf. Mit zunehmender Formfüllung heizt die dem plastifizieren Kunststoff innewohnende Wärme die Forminnenwandung bis zur Temperatur 3 etwa zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Einspritzvorgang beendet ist (E_). Sodann wird die dem Kunststoffspritzling innewohnende Eigenwärme durch Wärmeleitung bzw. Strahlung seitens der Spritzfern abgeleitet. Die Forminnenwandtemperatur führt abwarte zunächst bis zu der Temperatur 4· Dies ist eine Temperatur, bei der der Spritzkörper so weit abgekühlt ist, daß bei einer

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Druckausübung seitens eines Auswerferstiftes keine bleibende Verformung mehr zu erwarten ist. Zu dieser Zeit (G) öffnet die Form, die Formhälften fahren auseinander und der Kunststoffkörper wird ausgeworfen. Während dieses Vorganges kühlt die Forminnenwandtemperatur weiter ab. Nach dem Auswerfen fahren die Formhälften wieder zusammen. Auch bei diesem Vorgang erfolgt mangels Wärmezufuhr seitens eingespritzten Kunststoffes eine weitere Abkühlung, so daß nach dem Schließen (Zeit S) der Form die Temperatur die mit 5 eingezeichnete Höhe aufweise. Mit beginnendem Einspritzvorgang weist die Forminnenwand wieder eine mittlere Temperatur 2 auf.

Die durch die Neuerung angestrebte ideale mittlere Forminnenwandtemperatur ist durch die Gerade 6 gekennzeichnet. Die Gerade 6 kennzeichnet die Forminnenwand-Solltemperatur, auf die ein Temperaturfühler (Thermoelement) eingestellt ist, welcher in einem bestimmten Forminnenwandbereich die Forminnenwandtemperatur abtastet. Innerhalb des Zeitbereiches 7 stellt der Temperaturfühler fest, daß die Forminnenwandtemperatur niedriger liegt als die eingestellte Solltemperatur. Er gibt daher den Heizmittelkreislauf frei und sperrt den Kühlmittelkreislauf. Etwa im Punkte 8 stellt der Temperaturfühler ein Ansteigen der Forminnenwandtemperatur gegenüber der Solltemperatur 6 auf Grund der Wärmezufuhr durch den eingespritzten plastifizierten Kunststoff fest. Er gibt ein

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Signal an einen Regler, der den Heizmittelkreislauf sperrt und den Kühlmittelkreislauf gleichzeitig frei gibt. Die Forminnenwandung erfährt nicht annähernd eine solche Aufheizung, wie diese sich aus der Kurve 1 mit der Maximaltemperatur 3 ergibt. Die Kurire wird wesentlich abgeflacht, im Idealfalle entspricht sie der Geraden 6. Im Punkt 9 stellt der Temperaturfühler fest, daß die Forminnenwandtemperatur in seinem Meßbereich unter die Solltemperatur hinabsinkt. I» diesem Augenblick gibt er wieder ein Signal an den Regler, der den Kühlmittelkreislauf sperrt und den Heizmittelkreislauf frei gibt· Einer der beiden Kreisläufe ist also immer eingeschaltet, während der andere ausgeschaltet ist· Diese Regelung ist technisch sehr einfach durchzuführen und hat sieh als außerordentlich wirkungsvoll und störunanfällig erwiesen·

Die in Pig.2 schematisch dargestellte Form besteht aus den beiden Formhälften 10,11. Sie sind in Pfeilriehtang 12 aufeinanderzu-und voneinander wegbewegbar· Der Forminnenraum 13 ist durch zwei konkave Ausnehmungen 14,15 in den Formhälften 10,11 gebildet. Die Formhälften 10,11 stoßen mit ihren Stirnkanten 16,17 di**chtend aneinander.

Beide Formhaiften 10,11 sind in gleicher Weis· mit den Einrichtungen zur Durchführung des neuerungsgemißen Verfahrens ausgerüstet. Es genügt daher eine Beschreibung an Hand der Formh&lfte 10. Im Bereich des Bodens 18 der Formausnehmung

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15 ist ein Temperaturfühler 19 angeordnet» Er 1st über eine elektrische Leitung 20 mit dem Regler 21 verbunden. Der Regler 21 steuert ein elektrisches Heizelement 22 innerhalb der Formhälfte 10., Die elektrische Zu- und Ableitung vors Regler 21 zum Heizelement 22 ist mit 23 bezeichnet. Weiterhin steuert der Regler 21 das Flüssigkeitsventil 24 des mit 25 gekennzeichneten Kühlwasserkreislaufes. Eine Durchflußbohrung innerhalb der Formhälfte 10 ist mit 26, eine weitere mit 27 bezeichnet. Die Fließrichtungen innerhalb der Bohrungen 26, 27 sind schematisch durch die Symbole eines Pfeilendes (Kreuz) bzw· einer Pfeilspitze (Punkt) dargestellt.

Werden als Kühl- oder Heizmittel flüssige Medien verwendet, so sind dieM zweckmäßig in turbulenter Strömung zu halten.

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Claims (3)

1. Kunststoffspritzform, dadurch gekennzeichnet, daß jede Formhälfte (10,11) im Bereich der Forminnenwand (Ib) mit mindestens einem Kühlwasserkanal (26,27) und einer Heizeinrichtung (22) versehen ist.

2. Kunststoffspritzform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe der Forminnenwand (18) einer jeden Formhälfte (10,11) ein mit einem Geber (21) ausgerüsteter Temperaturfühler (19) angeordnet ist.

3. Kunststoffspritzform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine elektrische Heizpatrone (22) ist.

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