WO1998006556A1 - Spritzgiessform und verfahren zum herstellen von hohlkörpern - Google Patents

Spritzgiessform und verfahren zum herstellen von hohlkörpern Download PDF

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WO1998006556A1
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Klaus Wachsmann
Günther Steiner
Wolfgang Cedzich
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Filterwerk Mann + Hummel Gmbh
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/36—Moulds having means for locating or centering cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/261—Moulds having tubular mould cavities
    • B29C45/2614—Moulds having tubular mould cavities for manufacturing bent tubular articles using an undercut forming mould core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0046—Details relating to the filling pattern or flow paths or flow characteristics of moulding material in the mould cavity

Definitions

  • the invention relates to an injection mold and a method for producing closed or open hollow bodies made of plastic according to the preamble of the main claim and the preamble of the subordinate method claim.
  • an injection mold for producing closed or open hollow bodies made of rubber or rubber-like plastics is known.
  • the core is supported with a retractable, movable stop.
  • the rubber or rubber-like material is injected at the support point.
  • the mouth of the injection channel is arranged in the mold cavity in the region of the movable stop, for example in the form of an annular groove encircling the free stop end within the bore in the associated molded part.
  • a disadvantage of this injection mold is that the local thickening formed in the core by filling the vacant recess must then be removed again. This makes subsequent mechanical processing necessary.
  • DE-GM 86 22 028 a device for holding cores in a mold.
  • This device provides that spacers are arranged which fix the core in the mold.
  • These spacers are rings encompassing the core or partially encompassing ring segments which lie against the inner wall of the casting mold cavity and consist of a thermoplastic whose melting range corresponds to that of the sheathing material.
  • a disadvantage of the arrangement of rings is that they first have to be pushed onto the core, particularly in the case of irregularly deformed cores, this is not possible without further effort.
  • these rings remain in the plastic form formed later and represent a weak point, since the connection between the ring and injection molding material is not guaranteed.
  • DE-OS 39 20 100 It is also known from DE-OS 39 20 100 a method and an apparatus for injection molding a box-shaped container, in the wall of which cavities are arranged perpendicular to its base.
  • elongate spars are attached in the device, which are supported by pins that can be moved in the longitudinal direction to stabilize their position. So that no holes remain in the finished container, the pins are pulled away from the spars during the injection molding process in accordance with the spray pressure in their area, which changes depending on the fill level of the plastic, until their end faces with the surface of the part of the device who protrude them curses.
  • a disadvantage of this method is that the position of the core can change after the pins are withdrawn. The pins therefore do not guarantee an even plastic structure.
  • the invention is therefore based on the object to avoid the disadvantages mentioned and to provide a device and a method for producing closed or open hollow bodies made of plastic, post-treatment of the injection molded part is not necessary and also the core in the desired position up to The end of the injection molding process remains.
  • the main advantage of the invention is that an injection mold is created which is provided at the critical points with movable stops for supporting the mold core, a second injection channel being provided at the same time in these critical areas.
  • the cavities that lie between the respective support elements are first filled via a first injection channel.
  • the stops are moved back and over the second injection channel! the remaining cavity is filled.
  • the finished plastic part does not contain any weak points in the form of inserts.
  • both a plurality of first injection channels and a plurality of second injection channels are provided.
  • the first injection channels are expediently arranged in the region of the outer radii of the cavity structure, the second injection channels are located on the movable stops.
  • Figure 1 shows the sectional view of an injection mold with a supported
  • Figure 2 shows a schematic representation of a process flow.
  • the injection mold according to FIG. 1 is used to manufacture irregularly shaped tubes, such as those used for intake systems of internal combustion engines. It consists of a first mold half 10 and a second mold half 11. A basic profile mold core 12 is held in the mold halves. Core holding slides (stops) 13, 14, 15, 16, 17, 18 are located in the mold halves. These support the core 12. Injection channels 19, 20, 21, 22 are also provided in the mold halves, and injection channels 23, 24, 25 are also located in the region of the core holding slide.
  • the mold is closed and the core holding slides are positioned in the position shown here, plastic is injected into the cavities 26 provided via the injection channels 19, 20, 21, 22 in a first filling phase. This plastic spreads into the area of the core holding slide.
  • the core holding slides are withdrawn and the injection channels 23, 24, 25 activated, that is, now Plastic is injected into the still existing cavities 27 via these injection channels. Since the plastic injected during the first filling phase is not yet cross-linked, there is an intimate connection between the injected masses.
  • the core holding slides are flush with the inner wall of the mold halves 10, 11, so that no material accumulations or material weaknesses occur at these points.
  • the plastic part with the core 12 is removed.
  • the core 12, which usually consists of a low-melting metal alloy, is melted out in a known manner.
  • FIG. 2 has an overall injection channel 28. This leads to a rotary slide valve 29, which connects this channel 28 to the main channel 30 and, after the rotary slide valve has rotated, to the main channel 31 in accordance with the dashed line.
  • the plastic is injected via the main channel 30 and the injection points 19, 20, 21, 22.
  • the rotary valve is switched over to the main channel 31 and then the remaining cavities are filled via the injection points 23, 24. 25 performed.
  • the use of a rotary valve enables the molded part to be manufactured using a conventional injection molding machine. Special additional facilities are therefore not required.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen von geschlossenen oder offenen Hohlkörpern aus Kunststoffen beschrieben. Hierzu befindet sich ein in den Formenhohlraum ragender, an einem Formteil befestigter und gegen andere Formteile sich abstützender Kern (12) oder Formkörper zwischen zwei Werkzeughälften. Der Kern wird mittels eines oder mehreren aus dem Formenhohlraum zurückziehbaren beweglichen Anschlägen (13-18) abgestützt, wobei über einen ersten Einspritzkanal (22) Kunststoff in die Form bei abgestütztem Kern (12) eingespritzt wird und anschließend die Anschläge (13-18) zurückgezogen werden und über einen zweiten Einspritzkanal (23, 24, 25) der Formenhohlraum vollständig ausgefüllt wird.

Description

SPRITZGIESSFORM UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON HOHLKÖRPERN
Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform sowie ein Verfahren zum Herstellen von geschlossenen oder offenen Hohlkörpern aus Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches sowie dem Oberbegriff des nebengeordneten Verfahrensanspruches.
Aus der DE-OS 21 13 628 ist eine Spritzgießform zum Herstellen von geschlossenen oder offenen Hohlkörpern aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen bekannt. Bei dieser wird der Kern mit einem zurückziehbaren, beweglichen Anschlag abgestützt. An der Abstützstelle erfolgt das Einspritzen des Gummis oder gummiähnlichen Materials. Dabei ist die Mündung des Einspritzkanals in den Formenhohlraum im Bereich des beweglichen Anschlages angeordnet, beispielsweise in der Gestalt einer das freie Anschlagende innerhalb der Bohrung in dem zugehörigen Formteil einfassenden Ringnut. Ein Nachteil dieser Spritzgießform besteht darin, daß die durch Ausfüllen der freiwerdenden Ausnehmung in dem Kern gebildete örtliche Verdickung anschließend wieder entfernt werden muß. Dies macht eine nachträgliche mechanische Bearbeitung erforderlich.
Es ist weiterhin aus dem DE-GM 86 22 028 eine Einrichtung zum Halten von Kernen in einer Gießform bekannt. Diese Einrichtung sieht vor, daß Abstandshalter angeordnet werden, die den Kern in der Gießform fixieren. Diese Abstandshalter sind den Kern umgreifende Ringe oder teilweise umgreifende Ringsegmente, die an der Innenwand des Gießformhohlraumes anliegen und aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, dessen Schmelzbereich dem des Ummantelungswerkstoffes entspricht. Ein Nachteil der Anordnung von Ringen besteht darin, daß diese zunächst auf den Kern aufgeschoben werden müssen, insbesondere bei unregelmäßig verformten Kernen ist dies nicht ohne weiteren Aufwand möglich. Außerdem verbleiben diese Ringe in der später gebildeten Kunststoff-Form und stellen eine Schwachstelle dar, da die Verbindung zwischen Ring- und Spritzgießmaterial nicht gewährleistet ist. Es ist ferner aus der DE-OS 39 20 100 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spritzgießen eines kastenförmigen Behälters bekannt, in dessen Wandung senkrecht zu seiner Standfläche verlaufende Hohlräume angebracht sind. Zur Formung der Hohlräume sind in der Vorrichtung langgestreckte Holme angebracht, die zur Stabilisierung ihrer Lage durch in Längsrichtung bewegbare Stifte abgestützt werden. Damit in dem fertigen Behälter keine Löcher verbleiben, werden die Stifte während des Spritzgießvorganges nach Maßgabe des in ihrem Bereich anstehenden, sich in Abhängigkeit vom Füllstand des Kunststoffes ändernden Spritzdrucks soweit von den Holmen weggezogen, bis ihre Stirnfläche mit der Oberfläche des Teils der Vorrichtung, aus der sie herausragen, fluchtet. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß nach dem Zurückziehen der Stifte sich die Position des Kerns verändern kann. Die Stifte gewährleisten damit keine gleichmäßige Kunststoffstruktur.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen von geschlossenen oder offenen Hohlkörpern aus Kunststoff zu schaffen, wobei eine Nachbehandlung des Spritzgießteils nicht erforderlich ist und außerdem der Kern in der Soll-Lage bis zum Ende des Spritzgießvorganges verbleibt.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von den Oberbegriffen der nebengeordneten Hauptansprüche, durch deren kennzeichnenden Merkmale gelöst. Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine Spritzgießform geschaffen wird, die an den kritischen Punkten mit beweglichen Anschlägen zum Abstützen des Formkerns versehen ist, wobei gleichzeitig in diesen kritischen Bereichen ein zweiter Einspritzkanal vorgesehen ist.
Verfahrensgemäß werden zunächst über einen ersten Einspritzkanal die Kavitäten gefüllt, die zwischen den jeweiligen Abstützelementen liegen. Durch die Abstützung des Kerns ist eine Verschiebung des Kerns nicht möglich. Erst nachdem diese Kavitäten nahezu ausgefüllt sind und eine gewisse Stabilisierung des Kerns bilden, werden die Anschläge zurückbewegt und über den zweiten Einspritzkana! der verbleibende Hohlraum gefüllt. Dabei entstehen keine örtlichen Verdickungen, außerdem enthält das fertige Kunststoffteil keine Schwachstellen in Form von Einlegeteilen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind sowohl mehrere erste Einspritzkanäle als auch mehrere zweite Einspritzkanäle vorgesehen. Die ersten Einspritzkanäle sind zweckmäßigerweise im Bereich von Außenradien der Hohlraumstruktur angeordnet, die zweiten Einspritzkanäle befinden sich an den beweglichen Anschlägen.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert:
Figur 1 zeigt das Schnittbild einer Spritzgießform mit einem abgestützten
Formkern.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs.
Die Spritzgießform gemäß Figur 1 dient zum Herstellen von unregelmäßig geformten Rohren, wie sie beispielsweise für Ansauganlagen von Brennkraftmaschinen verwendet werden. Sie besteht aus einer ersten Formhälfte 10 sowie einer zweiten Formhälfte 11. In den Formhälften ist ein Grundprofil-Formkern 12 gehalten. In den Formhälften befinden sich Kern-Halteschieber (Anschläge) 13, 14, 15, 16, 17, 18. Diese stützen den Kern 12 ab. In den Formhälften sind ferner Einspritzkanäle 19, 20, 21 , 22 vorgesehen, außerdem befinden sich im Bereich der Kern-Halteschieber Einspritzkanäle 23, 24, 25.
Nachdem der Kern 12 in die Form eingelegt ist, die Form geschlossen und die Kern- Halteschieber in der hier gezeigten Stellung positioniert sind, wird in einer ersten Füllphase über die Einspritzkanäle 19, 20, 21 , 22 Kunststoff in die vorgesehenen Kavitäten 26 eingespritzt. Dieser Kunststoff breitet sich bis in den Bereich der Kern- Halteschieber aus. Nach dieser ersten Füllphase werden die Kern-Halteschieber zurückgezogen und die Einspritzkanäle 23, 24, 25 aktiviert, das heißt, nunmehr wird über diese Einspritzkanäle Kunststoff in die noch vorhandenen Kavitäten 27 eingespritzt. Da der während der ersten Füllphase eingespritzte Kunststoff noch nicht vernetzt ist, entsteht eine innige Verbindung zwischen den eingespritzten Massen.
Die Kern-Halteschieber schließen mit der Innenwandung der Formhälften 10, 11 bündig ab, so daß an diesen Stellen keine Materialanhäufungen oder Materialschwächungen entstehen. Nach dem Erkalten des Kunststoffes wird das Kunststoffteil mit dem Kern 12 entnommen. Der Kern 12, welcher üblicherweise aus einer niedrig schmelzenden Metall-Legierung besteht, wird in bekannter Weise ausgeschmolzen.
Die in Figur 2 gezeigte schematische Darstellung weist einen Gesamteinspritzkanal 28 auf. Dieser führt zu einem Drehschieber 29, der diesen Kanal 28 mit dem Hauptkanal 30 und nach Drehung des Drehschiebers gemäß dem gestrichelt eingezeichneten Verlauf mit dem Hauptkanal 31 verbindet.
Während der ersten Füllphase erfolgt das Einspritzen des Kunststoffes über den Hauptkanal 30 und die Anspritzpunkte 19, 20, 21 , 22. In einer zweiten Phase wird der Drehschieber auf den Hauptkanal 31 umgeschaltet und anschließend die Füllungen der verbliebenen Kavitäten über die Anspritzpunkte 23, 24, 25 durchgeführt. Die Anwendung eines Drehschiebers ermöglicht das Herstellen des Formteiles mit einer üblichen Spritzgießmaschine. Besondere zusätzliche Einrichtungen werden deshalb nicht benötigt.

Claims

Patentansprüche
1. Spritzgießform zum Herstellen von geschlossenen oder offenen Hohlkörpern aus Kunststoff, wie beispielsweise Rohre mit einem in dem Formenhohlraum angeordneten, an einem Formteil befestigten und gegen andere Formteile sich abstützenden Kern, wobei der Kern mittels eines oder mehrerer aus dem Formenhohlraum zurückziehbaren, beweglichen Anschlägen abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Einspritzkanäle (22, 25) für den Kunststoff vorgesehen sind.
2. Spritzgießform nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Einspritzkanal (25) und weitere zweite (23, 24) Einspritzkanäle im Bereich der beweglichen Anschläge (13-18) angeordnet sind.
3. Verfahren zum Herstellen von geschlossenen oder offenen Hohlkörpern aus Kunststoffen, wie beispielsweise Rohren mit einem in dem Formenhohlraum eingelegten, an einem Formteil befestigten und gegen andere Formteile sich abstützenden Kern, wobei der Kern mittels eines oder mehreren aus dem Formenhohlraum zurückziehbaren, beweglichen Anschlägen abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß über einen ersten Einspritzkanal (22) Kunststoff in die Form bei abgestütztem Kern (12) eingespritzt wird und anschließend die Anschläge (13-18) zurückgezogen werden und über einen zweiten Einspritzkanal (25) der Formenhohlraum vollständig ausgefüllt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß weitere erste Einspritzkanäle (19, 20, 21 ) vorgesehen sind, wobei die ersten Einspritzkanäle bevorzugt an den Enden der Spritzgießform sowie an den Außenbogen des herzustellenden Teiles vorgesehen sind.
PCT/EP1997/003734 1996-08-08 1997-07-12 Spritzgiessform und verfahren zum herstellen von hohlkörpern WO1998006556A1 (de)

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