WO2001056767A1 - Method and device for producing multi-component plastic shaped parts - Google Patents

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WO2001056767A1
WO2001056767A1 PCT/DE2001/000180 DE0100180W WO0156767A1 WO 2001056767 A1 WO2001056767 A1 WO 2001056767A1 DE 0100180 W DE0100180 W DE 0100180W WO 0156767 A1 WO0156767 A1 WO 0156767A1
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WO
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main
component
melt
main component
unit
Prior art date
Application number
PCT/DE2001/000180
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German (de)
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Inventor
Volker Reichert
Karl-Heinz Haberkorn
Original Assignee
Reichert Gmbh
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Publication of WO2001056767A1 publication Critical patent/WO2001056767A1/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16Making multilayered or multicoloured articles

Definitions

  • the invention relates to a method for producing multicomponent molded parts made of plastic, consisting of a main component and at least one secondary component, on an injection molding machine with a main unit designed as a plasticizing and injection unit for providing the main component and at least one auxiliary unit for providing the Secondary component and an apparatus for performing this method.
  • the components to be processed are both plastic melts, including chemically reactive ones, and liquids that are injected together or at different times, in different orders, with which the plastic melt is injected into a tool and, if necessary, react chemically with the plastic melt.
  • the components to be processed can differ in terms of their properties, such as viscosity, processing temperature and compatibility.
  • DE 39 32 416 C2 discloses a method in which a plurality of plastic melts, which are produced separately for each injection cycle, are placed in front of at least one sprue channel or the inlet opening of a sprue channel system of a mold, initially in a suitable injection unit in the outlet area arranged collection space in a disc-like arrangement perpendicular to the longitudinal axis of the injection unit are deposited before they are injected into the mold with a single stroke of the injection unit through the sprue or the inlet opening of the sprue system after the build-up of the complete filling quantity for the molding tool.
  • the disk-like arrangement of the plastic melts in the collecting space is produced by suitable selection and layering of the plastics used, which are let into the collecting space in the already melted state.
  • the expert is thus given the information of how several different and already melted plastic melts can be deposited in layers in a collecting space in the end of an injection cylinder or an extruder unit facing an injection mold, in order then to be pressed into the injection mold without noticeable mixing with a stroke of the injection unit ,
  • the plasticizing units are in any case connected to a common collecting space which is arranged in the exit area of a single selected injection unit. All plastic melt components flow through the movement of the screw piston, which reduces the volume of the common collecting space. The positioning of the collecting space is due to the forces necessary for the injection, which are transmitted by mechanical transmission elements and which require a correspondingly large dimensioning.
  • Injection molding devices are also known in which axially movable control pistons, torpedoes or sleeves, moved by the pressure of individual plastic components, selectively open and close flow paths in multi-component injection molding. These devices are used for the simultaneous and / or temporally successive merging of different melt streams.
  • the movably arranged elements used for this purpose are moved partly by fluidic drives, partly by melt, namely through a pressure difference which results from the pressures acting on the respective end faces, which results in a force which triggers the movements in the pressure-controlled elements.
  • the movements selectively release and block melt channels.
  • a control piston with several control edges is mounted in a longitudinally displaceable manner within a control chamber formed in the nozzle head, with which, depending on the respective pressure of the skin, or core material, the supply of skin or core material can be controlled via the nozzle head and the supply of the plastic material (skin or core material) that is not being conveyed can be shut off.
  • an injection molding tool which has, among other things, a controllable device which alternatively connects or decouples the first feed channel directly to the outlet opening by separating the second feed channel.
  • the controllable device is formed by a tubular piston element which is displaceably arranged in the first feed channel and has a first piston surface which can be acted upon by the fluid pressure in the first feed channel and a second piston surface which can be acted on by the fluid pressure in the second feed channel.
  • the piston element can be displaced into different switching positions for closing or opening the first and / or second feed channel.
  • An axial passage opening of the tubular piston element is part of the first feed channel and is arranged coaxially to the shut-off needle. It can be opened and closed with the locking needle.
  • a spray nozzle arrangement which has a single feed channel. Which opens laterally from the mold and has at least three separate chambers, which are each separated from one another and arranged coaxially to one another. Each chamber is connected to an independent feed line for a material to be injected and has a unit for pressing.
  • a disadvantage of the three devices described above is that they are severely restricted in their application. They are either part of the injection mold or the injection unit. A simple installation between the tool holder plate on the nozzle side and the tool half on the nozzle side is not possible. The provision of a defined melt volume for the skin component is not possible with these devices. They are therefore not suitable for storing and dosing.
  • the movable elements of the devices mentioned only act as separating or control elements, but not to displace the melt in the sense of promoting it.
  • control and metering as well as the timing must be carried out by the injection molding machine.
  • the object is achieved by the method specified in claim 1 and the device described in claim 4.
  • the method according to the invention enables a wide variety of materials to be processed with one injection unit.
  • the main and secondary components are initially made available for injection in mechanically separate rooms.
  • Plastic melts including those that are chemically reactive, as well as liquids that are suitable for reacting chemically with the melts when they are touched, are injected simultaneously or in a selectable order with the hydrostatic pressure of the main component, with the components coming into contact with one another only when injecting, immediately before Tool cavity takes place.
  • the individual components are provided and injected under the optimally adapted conditions.
  • the hydrostatic injection pressure of the main component is transferred to the secondary component via a sealing piston, as a result of which any premature contact the components is excluded.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention can also be seen in the fact that, depending on requirements, several secondary components and only one main component are provided and injected in a process for producing multi-component molded parts.
  • the inventive device according to claim 4 enables the production of multi-component molded parts by the method according to claim 1 with the advantages shown.
  • the range of use of the device for the production of multi-component molded parts consisting of different components can be increased.
  • melt accumulators do not have to be arranged in the injection axis, but can also be arranged in parallel or at any angle to them, because the injection pressure is not transmitted hydrostatically via mechanical links but via appropriately dimensioned connecting lines and melt accumulators.
  • one embodiment of the device according to the invention is that the backflow of the secondary component into the auxiliary unit is prevented by a check valve.
  • connection channels are provided in the melt reservoir, which allow the main component to flow over to the tool. This makes it possible to introduce the main component into the tool before the secondary component or before the secondary components. It is also possible to finally inject the main component.
  • the connecting channels are expediently opened or closed by the piston in order to control the main component.
  • the main component and the secondary component can be injected into a common tool cavity as well as into separate tool cavities, so that both after the sandwich and after the overmoulding Procedure can be worked.
  • An embodiment of the invention can also be seen in the fact that the piston has a control piston with which the overflow can be controlled.
  • a melt reservoir designed in this way is particularly expedient if a pressure transmission is to be achieved via the piston.
  • an embodiment of the invention can also be seen in the fact that the piston is designed as a stepped piston, as a result of which a simple adjustment of the pressure conditions can be achieved.
  • Fig.l Device for producing multi-component molded parts, in a schematic representation
  • Fig.2 melt storage, in longitudinal section
  • Fig.3 other melt storage, in longitudinal section
  • Fig.4 further melt storage, in longitudinal section.
  • melt stores 8 individually assigned to the secondary units 7, Control devices 12 and check valves 13 in the connecting lines from the melt accumulators 7 to the tool cavity 23 of the tool consisting of the nozzle-side tool half 3 and the ejector-side tool half 4 in the connecting lines from the auxiliary units 7 to the melt accumulators 8.
  • the main unit 6 is designed as a plasticizing and injection unit.
  • the plasticized main component 18 located in the screw antechamber 25 is, after actuation of the injection piston 17 in the injection cylinder by the screw piston 15, with the non-return valve 16, first in the middle melt reservoir 8, according to FIG. 1, and then, for example, in succession the upper melt memory 8 and the lower melt memory 8 pressed. From Fig. 2 it can be seen that the main component 18 reaches the pressure chamber 11 via the connecting channel 27 in the base body 22.
  • the secondary component 19 which was metered by the auxiliary unit 7, for example as a plasticizing unit, as a low-viscosity plastic component, with the aid of a displacement measuring device (not shown) on the screw piston 15 of the main unit 6.
  • the path measuring device of the main assembly 6 gives a signal to end the filling process of the secondary component 19.
  • the main assembly 6 then plastifies the main component 18 up to a predetermined plasticizing stroke. If a plurality of melt stores 8 are present, the filling processes of the storage rooms 10 take place one after the other, so that precisely defined quantities of the individual secondary components 19 are available.
  • the main component 18 is pressed into the pressure chamber 11, where it acts on the piston 9. This displaces the secondary component 19 the storage space 10 into the tool cavity 23. In the position of the piston 9 shown in FIG. 2, the main component 18, without coming into contact with the secondary component 19, can be moved into the tool cavity 23 as the first component via the connecting channel 28 after actuation of the control device 12 be injected.
  • the main component 18 can flow into the tool cavity 23 via the connection channel 26 that has now been released.
  • the connecting channel 28 is not available in this case.
  • the main component 18 forms the core material and the secondary component 19 the skin material. If, however, the main component 18 is to form the skin material, it is first brought into the tool cavity via the connecting channel 28 then, when the piston 9 is in the position shown in FIG. 2, without coming into contact with the secondary component 19, after actuation of the control device 12 23 injected.
  • the control device 12 is designed, for example, as a hydraulically or pneumatically operated 2-way valve or rotary slide.
  • the check valves 13 prevent the back flow of the main component 18 and the secondary component 19 both during injection and during plasticizing.
  • a plurality of melt stores 8 for example three as shown in FIG. 1, the individual secondary components 19 and the main component 18 can be injected into the tool cavity 23 in the desired order by corresponding actuation of the respective control devices 12.
  • Fig. 3 shows another melt storage 8.
  • the piston 9 receives a control piston 24, which also has an axial bore.
  • the main component 18 acts on the piston 9, which displaces the secondary component 19 from the storage space 10.
  • the axial bore in the control piston 24 is blocked.
  • the piston 9 reaches the left end position, it blocks the connection between the storage space 10 and the tool cavity 23.
  • the control piston 24 is actuated and the main component 18 can flow from the pressure chamber 11 through the axial bore in the control piston 24 into the tool cavity 23.
  • Connecting channels 26; 28 are not required.
  • the length and the diameter of the piston 9, the storage space 10 and the pressure space 11 can be well adapted to the structural installation conditions.
  • the piston 9 can be designed as a stepped piston with which a pressure transmission can be effected. Basically, there is a possibility of adaptation to the respective properties of the individual components and the processing conditions.
  • the associated melt stores 8 are then designed differently accordingly. Since the melt storage 8 can be easily replaced, a simple adaptation to changed component properties or processing conditions is also possible.
  • an increase in the pressure of the secondary component 19 is achieved in order to overcome greater flow resistances during injection, such as occur with long flow paths or very thin wall thicknesses of the molded part. It is also possible in this way to compensate for unavoidable pressure losses when the highly viscous main component 18 flows from the main unit 6 to the melt reservoir 7.
  • FIG. 4 shows a further melt store 8, which is used in over-molding multi-component injection molding.
  • the tool with the tool cavities 20; 21 is designed in rotary, transfer or slide technology.
  • the melt storage device 8 is heated by means of a heating device 14. In principle, all melt stores 8 and connecting lines can be heated. This is another easy-to-implement option for optimal adaptation to the respective component properties and processing conditions.
  • the tool cavity 20 is first filled with the secondary component 19 of the auxiliary unit 7 from the storage space 10 by the pressure of the piston 9.
  • both control devices 12 are switched over and the tool cavity 21 is connected via the connecting channels 26; 27 filled with the main component 18 from the main unit 6.
  • parallel injection is also possible if the pressure conditions during the injection process result in a defined filling process. It is also possible to use the bi-injection method, in which the main component 18 and the secondary component 19 simultaneously in a common tool cavity 20; 21 are injected and the flow fronts collide at a specific point on the molded part.
  • the invention is used in the production of multi-component molded parts made of plastic, consisting of a main component and at least one secondary component, on an injection molding machine with a main assembly designed as a plasticizing and injection unit for the provision of the main component and at least one auxiliary assembly for the provision of the minor component.

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Abstract

The invention relates to the production of multi-component plastic shaped parts, which are comprised of a main constituent and of at least one minor constituent, on an injection molding machine. Said injection molding machine is equipped with a main aggregate, which is configured as a plasticizing and injecting unit and which is provided for preparing the main constituent, and is equipped with an auxiliary aggregate for preparing the minor constituent. According to the invention, the highly viscous minor constituent (19) is prepared by the auxiliary aggregate (17) and is fed to a storage space (10) of a melt reservoir (8) that is assigned to said auxiliary aggregate (17). The highly viscous main constituent (18) is prepared by the main aggregate (6) and is fed to a pressure space (11) of the melt reservoir (8). The minor constituent (19) and the main constituent (18) are dosed by a displacement measuring device of the main aggregate (6). The minor constituent (19) is stored in the storage space (10) and the main constituent (18) is stored in the pressure space (11) while being separated from one another by a sealing plunger (9) of the melt reservoir (8). The minor constituent (19) contained in the storage space (10) and the main constituent (18) contained in the pressure space (11) of the melt reservoir (8) are injected, optionally in succession or simultaneously, with the hydrostatic injection pressure of the main constituent (18) of the main aggregate (6) into a tool cavity (20; 21; 22).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formteilen aus Kunststoff Method and device for producing multi-component molded parts made of plastic
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Mehr- komponenten-Formteilen aus Kunststoff, bestehend aus einer Hauptkomponente und wenigstens einer Nebenkomponente, auf einer Spritzgießmaschine mit einem als Plastifizier- und Spritzeinheit ausgebildeten Hauptaggregat für die Bereitstellung der Hauptkomponente und wenigstens einem Nebenaggregat für die Bereitstellung der Nebenkomponente sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens .The invention relates to a method for producing multicomponent molded parts made of plastic, consisting of a main component and at least one secondary component, on an injection molding machine with a main unit designed as a plasticizing and injection unit for providing the main component and at least one auxiliary unit for providing the Secondary component and an apparatus for performing this method.
Bei den zu verarbeitenden Komponenten handelt es sich sowohl um Kunststoffschmelzen, auch chemisch reaktionsfähige, als auch um Flüssigkeiten, die zusammen oder zeitlich versetzt, mit unterschiedlicher Reihenfolge, mit der Kunststoffschmelze in ein Werkzeug eingespritzt werden und gegebenenfalls mit der Kunststoffschmelze chemisch reagieren. Die zu verarbeitenden Komponenten können sich hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Viskosität, Verarbeitungstemperatur und Verträglichkeit unter- scheiden.The components to be processed are both plastic melts, including chemically reactive ones, and liquids that are injected together or at different times, in different orders, with which the plastic melt is injected into a tool and, if necessary, react chemically with the plastic melt. The components to be processed can differ in terms of their properties, such as viscosity, processing temperature and compatibility.
Stand der TechnikState of the art
Aus DE 39 32 416 C2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mehrere für jeweils einen Spritzzyklus separat erzeugte Kunststoffschmelzen vor mindestens einem Angußkanal oder der Eingangsöffnung eines Angußkanalsystems eines Formwerkzeuges zunächst in einem im Ausgangsbereich einer geeigneten Spritzeinheit angeordneten Sammelraum in scheibenartiger Anordnung senkrecht zur Längsachse der Spritzeinheit deponiert werden, bevor sie nach dem Aufbau der vollständigen Füllmenge für das Formwerkzeug im Sammelraum insgesamt mit einem einzigen Hub der Spritzeinheit durch den Angußkanal oder die Eingangsöffnung des Angußkanalsystems in das Formwerkzeug eingespritzt werden. Dabei wird die scheibenartige Anordnung der Kunststoffschmelzen im Sammelraum durch geeignete Auswahl und Schichtung der verwendeten Kunststoffe erzeugt, die im bereits aufgeschmol- zenen Zustand in den Sammelraum eingelassen werden. Dem Fachmann soll damit der Hinweis gegeben werden, wie mehrere unterschiedliche und bereits aufgeschmolzene Kunststoffschmelzen in einem Sammelraum im einer Spritzgießform zugewandten Ende eines Spritzzylinders oder einer Extrudereinheit schichtweise deponiert werden können, um dann ohne merkliche Vermischung mit einem Hub der Spritzeinheit in die Spritzgießform gedrückt zu werden.DE 39 32 416 C2 discloses a method in which a plurality of plastic melts, which are produced separately for each injection cycle, are placed in front of at least one sprue channel or the inlet opening of a sprue channel system of a mold, initially in a suitable injection unit in the outlet area arranged collection space in a disc-like arrangement perpendicular to the longitudinal axis of the injection unit are deposited before they are injected into the mold with a single stroke of the injection unit through the sprue or the inlet opening of the sprue system after the build-up of the complete filling quantity for the molding tool. The disk-like arrangement of the plastic melts in the collecting space is produced by suitable selection and layering of the plastics used, which are let into the collecting space in the already melted state. The expert is thus given the information of how several different and already melted plastic melts can be deposited in layers in a collecting space in the end of an injection cylinder or an extruder unit facing an injection mold, in order then to be pressed into the injection mold without noticeable mixing with a stroke of the injection unit ,
Die Anwendung dieses Verfahrens ist jedoch auf ausgewählte Kunststoffe beschränkt, deren schichtweise Deponierung im ge- meinsamen Sammelraum keine gegenseitigen Beeinflussungen an den Anlageflächen, beispielsweise Temperaturausgleich, oder chemischen Reaktionen befürchten lassen. Auch ist eine gewisse Vermischung der verschiedenen Komponenten im gemeinsamen Sammelraum nicht auszuschließen. Die Verwendung von mechanischen Trennscheiben kann keine durchgreifende Abhilfe schaffen, da infolge der Einfüllnuten und Durchlaßöffnungen, durch welche die Komponenten, unter Wirbelbildung, gepreßt werden, gegenseitige Beeinflussungen der Komponenten nicht verhindert werden können. Alle Kunststoffkomponenten werden, unabhängig von ihren unterschiedlichen Eigenschaften, unter den gleichen Einspritzbedingungen, wie Druck, Temperatur und Geschwindigkeit, eingespritzt . Ferner ist die Reihenfolge des Einspritzens der Komponenten nur bedingt wählbar, da die Hauptkomponente immer als letzte eingespritzt werden muß. Chemisch miteinander oder mit den Kunststoffschmelzen reagierende Flüssigkeiten lassen sich nicht verarbeiten. Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach DE 39 32 416 C2 sind die Plastifiziereinheiten auf jeden Fall mit einem gemeinsamen Sammelraum verbunden, der im Ausgangsbereich einer einzelnen ausgewählten Spritzeinheit angeordnet ist. Das Fließen aller KunststoffSchmelzekomponenten wird durch die Bewegung des Schneckenkolbens realisiert, der das Volumen des gemeinsamen Sammelraumes verkleinert. Die Positionierung des Sammelraumes ist bedingt durch die für das Einspritzen notwendigen Kräfte, die durch mechanische Übertragungsglieder über- tragen werden und eine entsprechend große Dimensionierung erforderlich machen.The application of this method is, however, limited to selected plastics, the deposit of which in layers in the common collecting area does not indicate any mutual influences on the contact surfaces, for example temperature compensation, or chemical reactions. A certain mixing of the various components in the common collection room cannot be ruled out. The use of mechanical cutting disks cannot provide a thorough remedy, since due to the filling grooves and through openings through which the components are pressed, with vortex formation, mutual influences of the components cannot be prevented. All plastic components, regardless of their different properties, are injected under the same injection conditions, such as pressure, temperature and speed. Furthermore, the order in which the components are injected can only be selected to a limited extent, since the main component must always be injected last. Liquids that react chemically with one another or with the plastic melts cannot be processed. In the device for carrying out the method according to DE 39 32 416 C2, the plasticizing units are in any case connected to a common collecting space which is arranged in the exit area of a single selected injection unit. All plastic melt components flow through the movement of the screw piston, which reduces the volume of the common collecting space. The positioning of the collecting space is due to the forces necessary for the injection, which are transmitted by mechanical transmission elements and which require a correspondingly large dimensioning.
Es sind ferner Spritzgußvorrichtungen bekannt, bei denen axial bewegliche Steuerkolben, Torpedos oder Manschetten, vom Druck einzelner Kunststoffkomponenten bewegt, selektiv Fließwege beim Mehrkomponentenspritzguß öffnen und schließen. Diese Vorrichtungen dienen dem gleichzeitigen und/oder zeitlich aufeinanderfolgenden Zusammenführen von unterschiedlichen Schmelzströmen. Die dafür verwendeten beweglich angeordneten Elemente werden teils durch fluidische Antriebe, teils durch Schmelze bewegt, und zwar durch eine Druckdifferenz, die sich aus den auf die jeweiligen Stirnflächen wirkenden Drücke ergibt, ergibt sich eine resultierende Kraft, die bei den druckgesteuerten Elementen die Bewegungen auslöst. Durch die Bewe- gungen werden selektiv Schmelzekanäle freigegeben und gesperrt .Injection molding devices are also known in which axially movable control pistons, torpedoes or sleeves, moved by the pressure of individual plastic components, selectively open and close flow paths in multi-component injection molding. These devices are used for the simultaneous and / or temporally successive merging of different melt streams. The movably arranged elements used for this purpose are moved partly by fluidic drives, partly by melt, namely through a pressure difference which results from the pressures acting on the respective end faces, which results in a force which triggers the movements in the pressure-controlled elements. The movements selectively release and block melt channels.
Nachstehend werden drei derartige Vorrichtungen beschrieben. So ist bei der Spritzgießvorrichtung nach EP 0 748 677 AI, um den Herstellungs- und Wartungsaufwand für die Steuereinheit im Düsenkopf zu reduzieren, ein Steuerkolben mit mehreren Steuerkanten innerhalb einer im Düsenkopf ausgebildeten Steuerkammer längsverschieblich gelagert, mit dem, abhängig vom jeweiligem Druck des Haut- oder Kernmaterials die Zufuhr von Haut- oder Kernmaterial über den Düsenkopf steuerbar und die Zufuhr des jeweils nicht geförderten Kunststoffmaterials (Haut- oder Kernmaterial) absperrbar ist.Three such devices are described below. In the injection molding apparatus according to EP 0 748 677 AI, in order to reduce the manufacturing and maintenance expenditure for the control unit in the nozzle head, a control piston with several control edges is mounted in a longitudinally displaceable manner within a control chamber formed in the nozzle head, with which, depending on the respective pressure of the skin, or core material, the supply of skin or core material can be controlled via the nozzle head and the supply of the plastic material (skin or core material) that is not being conveyed can be shut off.
Aus DE 197 57 411 Cl ist ein Spritzgußwerkzeug bekannt, welches unter anderem eine steuerbare Einrichtung besitzt, die wahlweise den ersten Zuführkanal unter Abtrennung des zweiten Zuführkanals unmittelbar mit der Auslaßöffnung verbindet oder entkoppelt. Die steuerbare Einrichtung wird von einem im ersten Zuführkanal verschiebbar angeordneten, rohrförmigen Kol- benelement gebildet, das eine durch den Fluiddruck in dem ersten Zuführkanal beaufschlagbare erste Kolbenfläche und eine durch den Fluiddruck in dem zweiten Zuführkanal beaufschlagbare zweite Kolbenfläche aufweist. Je nach stärkerem Fluiddruck in dem ersten oder zweiten Zuführkanal ist das Kolbenelement in verschiedene Schaltstellungen zum Verschließen oder Öffnen des ersten und/oder zweiten Zuführkanals verschiebbar. Eine axiale Durchtrittsöffnung des rohrförmigen Kolbenelementes ist Bestandteil des ersten Zuführkanals und koaxial zur Verschlußnadel angeordnet. Sie ist durch die Verschlußnadel zu öffnen und zu schließen.From DE 197 57 411 Cl an injection molding tool is known which has, among other things, a controllable device which alternatively connects or decouples the first feed channel directly to the outlet opening by separating the second feed channel. The controllable device is formed by a tubular piston element which is displaceably arranged in the first feed channel and has a first piston surface which can be acted upon by the fluid pressure in the first feed channel and a second piston surface which can be acted on by the fluid pressure in the second feed channel. Depending on the stronger fluid pressure in the first or second feed channel, the piston element can be displaced into different switching positions for closing or opening the first and / or second feed channel. An axial passage opening of the tubular piston element is part of the first feed channel and is arranged coaxially to the shut-off needle. It can be opened and closed with the locking needle.
Aus der DE OS 24 45 112 ist eine Spritzdüsenanordnung ersichtlich, die einen einzigen Zuführungskanal besitzt. Welcher seitlich von der Form mündet und wenigstens drei getrennte Kammern aufweist, die jeweils voneinander getrennt und koaxial zu einander angeordnet sind. Jede Kammer ist mit einer unabhängigen Speiseleitung für ein Material verbunden, welches eingespritzt werden soll und weist eine Einheit zum Verpressen auf . Nachteilig an den vorstehend beschriebenen drei Vorrichtungen ist, daß sie in ihrer Anwendung stark eingeschränkt sind. Entweder sind sie Bestandteil des Spritzgießwerkzeuges oder der Spritzeinheit. Ein einfacher Einbau zwischen der düsensei- tigen Werkzeugträgerplatte und der düsenseitigen Werkzeughälfte ist nicht möglich. Das Bereitstellen eines definierten Schmelzevolumens für die Hautkomponente ist mit diesen Vorrichtungen nicht möglich. Sie sind deshalb nicht zum Speichern und Dosieren geeignet. Die beweglichen Elemente der genannten Vorrichtungen wirken nur als Trenn- bzw. Steuerelemente, nicht jedoch zur Verdrängung der Schmelze im Sinne deren Förderung.From DE OS 24 45 112 a spray nozzle arrangement can be seen which has a single feed channel. Which opens laterally from the mold and has at least three separate chambers, which are each separated from one another and arranged coaxially to one another. Each chamber is connected to an independent feed line for a material to be injected and has a unit for pressing. A disadvantage of the three devices described above is that they are severely restricted in their application. They are either part of the injection mold or the injection unit. A simple installation between the tool holder plate on the nozzle side and the tool half on the nozzle side is not possible. The provision of a defined melt volume for the skin component is not possible with these devices. They are therefore not suitable for storing and dosing. The movable elements of the devices mentioned only act as separating or control elements, but not to displace the melt in the sense of promoting it.
Eine Erhöhung des Einspritzdruckes infolge einer Druckübersetzung läßt sich mit diesen Vorrichtungen nicht erzielen. Bei den vorstehend beschriebenen drei Vorrichtungen werden für das Einspritzen unterschiedlicher Schmelzen jeweils eine Spritzeinheit für jedes Material benötigt.An increase in the injection pressure as a result of a pressure ratio cannot be achieved with these devices. In the three devices described above, for Injecting different melts requires one injection unit for each material.
Die Steuerung und Dosierung sowie der zeitliche Ablauf, beispielsweise für die Simultanphase, in der Haut- und Kernkompo- nente gleichzeitig gespritzt werden, muß durch die Spritzgießmaschine erfolgen.The control and metering as well as the timing, for example for the simultaneous phase in which skin and core components are injected simultaneously, must be carried out by the injection molding machine.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung oder Minimierung der geschilderten Nachteile, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nachzuweisen, die die Verarbeitung unterschiedlichster Materialien und in frei wählbarer Reihenfolge ermöglichen. Ferner sollen die einzelnen Komponenten unter jeweils für sie optimalen Verarbeitungsbedingungen verarbeitet werden können.It is the object of the invention, while avoiding or minimizing the disadvantages described, to demonstrate a method and an apparatus for carrying out this method which enable the processing of a wide variety of materials and in a freely selectable order. Furthermore, the individual components should be able to be processed under processing conditions that are optimal for them.
Die Aufgabe wird gelöst durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren und die in Anspruch 4 beschriebene Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verarbeitung unterschiedlichster Materialien mit einer Spritzeinheit. Die Haupt- und die Nebenkomponente werden zunächst in voneinander mechanisch getrennten Räumen für das Einspritzen bereitgestellt. Kunststoffschmelzen, auch chemisch reaktionsfähige, sowie Flüssigkeiten, die geeignet sind mit den Schmelzen bei Berührung chemisch zu reagieren, werden, gleichzeitig oder in wählbarer Reihenfolge, mit dem hydrostatischen Druck der Hauptkomponente eingespritzt, wobei eine Berührung der Komponenten miteinander erst beim Einspritzen, unmittelbar vor der Werkzeugkavität erfolgt. Entsprechend ihrer unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie den Gegebenheiten des Prozesses und der Vorrichtung werden die einzelnen Komponenten unter ihnen jeweils optimal angepaßten Bedingungen bereitgestellt und eingespritzt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Übertragung des hydrostatischen Einspritzdruckes der Hauptkomponente auf die Nebenkomponente über einen abdichtenden Kolben, wodurch jede vorzeitige Berührung der Komponenten ausgeschlossen wird.The object is achieved by the method specified in claim 1 and the device described in claim 4. The method according to the invention enables a wide variety of materials to be processed with one injection unit. The main and secondary components are initially made available for injection in mechanically separate rooms. Plastic melts, including those that are chemically reactive, as well as liquids that are suitable for reacting chemically with the melts when they are touched, are injected simultaneously or in a selectable order with the hydrostatic pressure of the main component, with the components coming into contact with one another only when injecting, immediately before Tool cavity takes place. According to their different chemical and physical properties as well as the conditions of the process and the device, the individual components are provided and injected under the optimally adapted conditions. According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the hydrostatic injection pressure of the main component is transferred to the secondary component via a sealing piston, as a result of which any premature contact the components is excluded.
Auch darin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu sehen, daß je nach Bedarf, mehrere Nebenkomponenten und nur eine Hauptkomponente in einem Prozeß zur Herstellung von Mehrkomponenten-Formteilen bereitgestellt und eingespritzt werden.An advantageous embodiment of the method according to the invention can also be seen in the fact that, depending on requirements, several secondary components and only one main component are provided and injected in a process for producing multi-component molded parts.
Dadurch ist es möglich, Formteile mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen, was die Einsatzbreite des Verfahrens wesentlich vergrößert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 4 ermöglicht die Herstellung von Mehrkomponenten-Formteilen nach dem Verfahren entsprechend Anspruch 1 mit den dargestellten Vorteilen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mehrere Nebenaggregate und ebensoviele ihnen zugeordnete Schmelzespeicher vorhanden. Dadurch kann die Einsatzbreite der Vorrichtung für die Herstellung aus unterschiedlichen Komponenten bestehende Mehrkomponenten-Formteile vergrößert werden. Nicht alle vorhandenen Nebenaggregate und zugehörigen Schmelzespeicher müssen bei der Herstellung der Mehrkomponenten- Formteile benutzt werden. Dadurch kann eine notwendig werdende Umrüstung der Vorrichtung auf die Herstellung anderer Erzeugnisse beschleunigt werden. Auch darin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung zu sehen, daß die Schmelzespeicher nicht in der Einspritzachse angeordnet sein müssen, sondern auch parallel oder in jedem Winkel dazu angeordnet sein können, weil der Einspritzdruck nicht über mechanische Glieder sondern hydrostatisch über entsprechend dimensionierte Verbindungsleitungen und Schmelzespeicher übertragen wird. Daraus ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Beherrschung der auftretenden Kräfte, aber auch in Bezug auf die bedienerfreundliche Zugänglichkeit der Schmelzespeicher im Falle erforderlich werdender Parameteränderungen oder Produkt- Umstellungen.This makes it possible to produce molded parts with very different properties, which significantly increases the scope of the method. The inventive device according to claim 4 enables the production of multi-component molded parts by the method according to claim 1 with the advantages shown. According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, there are a number of auxiliary units and just as many melt stores assigned to them. As a result, the range of use of the device for the production of multi-component molded parts consisting of different components can be increased. Not all existing auxiliary units and associated melt stores have to be used in the manufacture of the multi-component molded parts. This makes it possible to accelerate the need to convert the device to the manufacture of other products. An advantageous embodiment can also be seen in this that the melt accumulators do not have to be arranged in the injection axis, but can also be arranged in parallel or at any angle to them, because the injection pressure is not transmitted hydrostatically via mechanical links but via appropriately dimensioned connecting lines and melt accumulators. This results in advantages with regard to the control of the occurring forces, but also with regard to the user-friendly accessibility of the melt storage in the event that parameter changes or product changes become necessary.
Ferner besteht eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß das Zurückströmen der Nebenkomponente in das Nebenaggregat durch ein Rückschlagventil verhindert wird. Nach einer weiteren Ausgestaltung sind Verbindungskanäle in dem Schmelzespeicher vorgesehen, die das Überströmen der Hauptkomponente zu dem Werkzeug ermöglichen. Dadurch ist es möglich, die Hauptkomponente vor der Nebenkomponente oder vor den Nebenkomponenten in das Werkzeug einzuleiten. Ferner ist es möglich, die Hauptkomponente außerdem noch abschließend einzuspritzen.Furthermore, one embodiment of the device according to the invention is that the backflow of the secondary component into the auxiliary unit is prevented by a check valve. According to a further embodiment, connection channels are provided in the melt reservoir, which allow the main component to flow over to the tool. This makes it possible to introduce the main component into the tool before the secondary component or before the secondary components. It is also possible to finally inject the main component.
Zweckmäßigerweise werden die Verbindungskanäle durch den Kolben geöffnet oder geschlossen, um die Hauptkomponente zu steu- ern. Die Hauptkomponente und die Nebenkomponente können in eine gemeinsame Werkzeugkavität als auch in getrennte Werk- zeugkavitäten eingespritzt werden, sodaß sowohl nach dem Sandwich als auch nach dem Overmoulding-Verfahren gearbeitet werden kann. Auch darin ist eine Ausgestaltung der Erfindung zu sehen, daß der Kolben einen Steuerkolben besitzt, mit dem das Überströmen gesteuert werden kann. Ein derart ausgebildeter Schmelzespeicher ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn über den Kolben eine Druckübersetzung erzielt werden soll. Schließlich ist auch darin eine Ausgestaltung der Erfindung zu sehen, daß der Kolben als Stufenkolben ausgebildet ist, wodurch sich eine einfache Anpassung der Druckverhältnisse erreichen läßt.The connecting channels are expediently opened or closed by the piston in order to control the main component. The main component and the secondary component can be injected into a common tool cavity as well as into separate tool cavities, so that both after the sandwich and after the overmoulding Procedure can be worked. An embodiment of the invention can also be seen in the fact that the piston has a control piston with which the overflow can be controlled. A melt reservoir designed in this way is particularly expedient if a pressure transmission is to be achieved via the piston. Finally, an embodiment of the invention can also be seen in the fact that the piston is designed as a stepped piston, as a result of which a simple adjustment of the pressure conditions can be achieved.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Fig.l: Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formteilen, in schematischer Darstellung, Fig.2: Schmelzespeicher, im Längsschnitt, Fig.3: anderer Schmelzespeicher, im Längsschnitt, Fig.4: weiterer Schmelzespeicher, im Längsschnitt.Fig.l: Device for producing multi-component molded parts, in a schematic representation, Fig.2: melt storage, in longitudinal section, Fig.3: other melt storage, in longitudinal section, Fig.4: further melt storage, in longitudinal section.
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to carry out the invention
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt ein Hauptaggregat 6 für die Bereitstellung der Hauptkomponente 18, drei Nebenaggregate 7 für die Bereitstellung von drei Nebenkomponenten 19, den Nebenaggregaten 7 einzeln zugeordnete drei Schmelzespeicher 8, in den Verbindungsleitungen von den Schmelzespeichern 7 zu der Werkzeugkavität 23 des aus der düsenseitigen Werkzeughälfte 3 und der auswerferseitigen Werkzeughälfte 4 bestehenden Werkzeuges angeordnete Steuereinrichtungen 12 und Rückschlagventi- le 13 in den Verbindungsleitungen von den Nebenaggregaten 7 zu den Schmelzespeichern 8.1 comprises a main unit 6 for the provision of the main component 18, three secondary units 7 for the provision of three secondary components 19, three melt stores 8 individually assigned to the secondary units 7, Control devices 12 and check valves 13 in the connecting lines from the melt accumulators 7 to the tool cavity 23 of the tool consisting of the nozzle-side tool half 3 and the ejector-side tool half 4 in the connecting lines from the auxiliary units 7 to the melt accumulators 8.
Das Hauptaggregat 6 ist als Plastifizier- und Spritzeinheit ausgebildet. Die im Schneckenvorraum 25 befindliche, plastifi- zierte Hauptkomponente 18, wird nach Betätigung des Einspritz- kolbens 17 in dem Einspritzzylinder durch den Schneckenkolben 15, mit der Rückstromsperre 16, zuerst in den mittleren Schmelzespeicher 8, gemäß Fig. 1, und danach beispielsweise nacheinander in den oberen Schmelzespeicher 8 und den unteren Schmelzespeicher 8 gedrückt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Hauptkomponente 18 über den Verbindungskanal 27 in dem Grundkörper 22 in den Druckraum 11 gelangt. Im Speicherraum 10 befindet sich die Nebenkomponente 19, die von dem beispielsweise als Plastifiziereinheit ausgebildeten Nebenaggregat 7 als dünnflüssige Kunststoffkomponente, unter Zurhilfenahme einer nicht dargestellten Wegmeßeinrichtung am Schneckenkolben 15 des Hauptaggregates 6, dosiert wurde. Beim Dosieren der Nebenkomponente 19 in den Speicherraum 10 hat sich der Kolben 9 aus seiner linken Endlage in die aus Fig. 2 ersichtliche Position bewegt, wobei er die Hauptkomponente 18 aus dem Druckraum 11 in den Schneckenvorraum 25 zurückgedrängt und den Schneckenkolben 15 nach rechts geschoben hatte.The main unit 6 is designed as a plasticizing and injection unit. The plasticized main component 18 located in the screw antechamber 25 is, after actuation of the injection piston 17 in the injection cylinder by the screw piston 15, with the non-return valve 16, first in the middle melt reservoir 8, according to FIG. 1, and then, for example, in succession the upper melt memory 8 and the lower melt memory 8 pressed. From Fig. 2 it can be seen that the main component 18 reaches the pressure chamber 11 via the connecting channel 27 in the base body 22. In the storage space 10 there is the secondary component 19, which was metered by the auxiliary unit 7, for example as a plasticizing unit, as a low-viscosity plastic component, with the aid of a displacement measuring device (not shown) on the screw piston 15 of the main unit 6. When metering the secondary component 19 into the storage space 10, the piston 9 has moved from its left end position into the position shown in FIG. 2, whereby it has pushed the main component 18 back out of the pressure space 11 into the screw antechamber 25 and pushed the screw piston 15 to the right ,
Beim Erreichen eines vorgegebenen Weges gibt die Wegmeßeinrichtung des Hauptaggregates 6 ein Signal zur Beendigung des Füllvorganges der Nebenkomponente 19. Danach plastifiziert das Hauptaggregat 6 die Hauptkomponente 18 bis zu einem vorgegebenen Plastifizierhub. Sind mehrere Schmelzespeicher 8 vorhanden, so laufen die Füllvorgänge der Speicherräume 10 nacheinander ab, damit genau definierte Mengen der einzelnen Neben- komponenten 19 bereitstehen. Wie bereits dargelegt, wird beim Einspritzvorgang, nach Betätigung der Steuerung 12, die Hauptkomponente 18 in den Druckraum 11 gedrückt, wo sie den Kolben 9 beaufschlagt. Dieser verdrängt die Nebenkomponente 19 aus dem Speicherraum 10 in die Werkzeugkavität 23. In der in Fig. 2 angegebenen Position des Kolbens 9 kann die Hauptkomponente 18, ohne mit der Nebenkomponente 19 in Berührung zu kommen, nach Betätigung der Steuereinrichtung 12 über den Verbindungskanal 28 als erste Komponente in die Werkzeugkavität 23 gespritzt werden.When a predetermined path is reached, the path measuring device of the main assembly 6 gives a signal to end the filling process of the secondary component 19. The main assembly 6 then plastifies the main component 18 up to a predetermined plasticizing stroke. If a plurality of melt stores 8 are present, the filling processes of the storage rooms 10 take place one after the other, so that precisely defined quantities of the individual secondary components 19 are available. As already explained, in the injection process, after actuation of the control 12, the main component 18 is pressed into the pressure chamber 11, where it acts on the piston 9. This displaces the secondary component 19 the storage space 10 into the tool cavity 23. In the position of the piston 9 shown in FIG. 2, the main component 18, without coming into contact with the secondary component 19, can be moved into the tool cavity 23 as the first component via the connecting channel 28 after actuation of the control device 12 be injected.
Hat der Kolben 9 wieder seine linke Endlage erreicht, so kann die Hauptkomponente 18 über den nun freigegebenen Verbindungskanal 26 in die Werkzeugkavität 23 nachfließen. Der Verbindungskanal 28 ist in diesem Falle nicht vorhanden. Beim Sandwich-Spritzgießen bildet die Hauptkomponente 18 das Kernmaterial und die Nebenkomponente 19 das Hautmaterial. Soll jedoch die Hauptkomponente 18 das Hautmaterial bilden, so wird sie bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Position des Kolbens 9, ohne mit der Nebenkomponente 19 in Berührung zu kommen, nach Betätigung der Steuereinrichtung 12, über den dann vorhandenen Verbindungskanal 28 zuerst in die Werkzeugkavität 23 gespritzt. Die Steuereinrichtung 12 ist beispielsweise als hydraulisch oder pneumatisch betätigtes 2-Wege-Ventil oder Dreh- Schieber ausgebildet. Die Rückschlagventile 13 verhindern das Zurückströmen der Hauptkomponente 18 und der Nebenkomponente 19 sowohl beim Einpritzen als auch beim Plastifizieren. Beim Einsatz mehrerer Schmelzespeicher 8, beispielsweise drei wie in Fig. 1 gezeigt, können durch entsprechendes Betätigen der jeweiligen Steuereinrichtungen 12, die einzelnen Nebenkomponenten 19 und die Hauptkomponente 18 in gewünschter Reihenfolge in die Werkzeugkavität 23 eingespritzt werden. Fig. 3 zeigt einen anderen Schmelzespeicher 8. In einer axialen Bohrung nimmt der Kolben 9 einen Steuerkolben 24 auf, der gleichfalls eine axiale Bohrung besitzt. Beim Einspritzen beaufschlagt die Hauptkomponente 18 den Kolben 9, der die Nebenkomponente 19 aus dem Speicherraum 10 verdrängt. Die axiale Bohrung im Steuerkolben 24 ist abgesperrt. Erreicht der Kolben 9 die linke Endlage, so versperrt er die Verbindung zwischen dem Speicherraum 10 und der Werkzeugkavität 23.When the piston 9 has reached its left end position again, the main component 18 can flow into the tool cavity 23 via the connection channel 26 that has now been released. The connecting channel 28 is not available in this case. In sandwich injection molding, the main component 18 forms the core material and the secondary component 19 the skin material. If, however, the main component 18 is to form the skin material, it is first brought into the tool cavity via the connecting channel 28 then, when the piston 9 is in the position shown in FIG. 2, without coming into contact with the secondary component 19, after actuation of the control device 12 23 injected. The control device 12 is designed, for example, as a hydraulically or pneumatically operated 2-way valve or rotary slide. The check valves 13 prevent the back flow of the main component 18 and the secondary component 19 both during injection and during plasticizing. When using a plurality of melt stores 8, for example three as shown in FIG. 1, the individual secondary components 19 and the main component 18 can be injected into the tool cavity 23 in the desired order by corresponding actuation of the respective control devices 12. Fig. 3 shows another melt storage 8. In an axial bore, the piston 9 receives a control piston 24, which also has an axial bore. During injection, the main component 18 acts on the piston 9, which displaces the secondary component 19 from the storage space 10. The axial bore in the control piston 24 is blocked. When the piston 9 reaches the left end position, it blocks the connection between the storage space 10 and the tool cavity 23.
Gleichzeitig wird der Steuerkolben 24 betätigt und die Hauptkomponente 18 kann aus dem Druckraum 11 durch die axiale Bohrung in dem Steuerkolben 24 in die Werkzeugkavität 23 fließen. Verbindungskanäle 26; 28 sind nicht erforderlich. Die Länge und der Durchmesser des Kolbens 9, des Speicherraumes 10 und des Druckraumes 11 können den konstruktiven Einbaubedingungen gut angepaßt werden. Insbesondere kann der Kolben 9 als Stu- fenkolben ausgebildet sein, mit dem eine Druckübersetzung bewirkt werden kann. Grundsätzlich ist damit eine Möglichkeit der Anpassung an die jeweiligen Eigenschaften der einzelnen Komponenten und der Verarbeitungsbedingungen gegeben. Die zugeordneten Schmelzespeicher 8 sind dann entsprechend unter- schiedlich ausgebildet. Da die Schmelzespeicher 8 leicht ausgewechselt werden können, ist auch eine einfache Anpassung an geänderte Komponenteneigenschaften oder Verarbeitungsbedingungen möglich. Damit wird beispielsweise eine Erhöhung des Druckes der Neben- ko ponente 19 erzielt, um größere Fließwiderstände beim Einspritzen, wie sie bei langen Fließwegen oder sehr dünnen Wandstärken des Formteils auftreten, zu überwinden. Auch ist es möglich auf diese Weise unvermeidliche Druckverluste beim Strömen der hochviskosen Hauptkomponente 18 vom Hauptaggregat 6 zum Schmelzespeicher 7 zu kompensieren.At the same time, the control piston 24 is actuated and the main component 18 can flow from the pressure chamber 11 through the axial bore in the control piston 24 into the tool cavity 23. Connecting channels 26; 28 are not required. The length and the diameter of the piston 9, the storage space 10 and the pressure space 11 can be well adapted to the structural installation conditions. In particular, the piston 9 can be designed as a stepped piston with which a pressure transmission can be effected. Basically, there is a possibility of adaptation to the respective properties of the individual components and the processing conditions. The associated melt stores 8 are then designed differently accordingly. Since the melt storage 8 can be easily replaced, a simple adaptation to changed component properties or processing conditions is also possible. For example, an increase in the pressure of the secondary component 19 is achieved in order to overcome greater flow resistances during injection, such as occur with long flow paths or very thin wall thicknesses of the molded part. It is also possible in this way to compensate for unavoidable pressure losses when the highly viscous main component 18 flows from the main unit 6 to the melt reservoir 7.
Fig. 4 zeigt einen weiteren Schmelzespeicher 8, der beim Over- moulding-Mehrkomponenten-Spritzgießen verwendet wird. Das Werkzeug mit den Werkzeugkavitäten 20; 21 ist in Dreh-, Transfer- oder Schiebertechnik ausgeführt. Der Schmelzespei- eher 8 wird mittels einer Heizeinrichtung 14 beheizt. Grundsätzlich können alle Schmelzespeicher 8 und Verbindungsleitungen beheizt werden. Darin ist eine weitere, einfach zu realisierende Möglichkeit der optimalen Anpassung an die jeweiligen Komponenteneigenschaften und Verarbeitungsbedingungen zu se- hen.FIG. 4 shows a further melt store 8, which is used in over-molding multi-component injection molding. The tool with the tool cavities 20; 21 is designed in rotary, transfer or slide technology. The melt storage device 8 is heated by means of a heating device 14. In principle, all melt stores 8 and connecting lines can be heated. This is another easy-to-implement option for optimal adaptation to the respective component properties and processing conditions.
Beim Einspritzvorgang wird zunächst die Werkzeugkavität 20 mit der Nebenkomponente 19 des Nebenaggregates 7 aus dem Speicherraum 10 durch den Druck des Kolbens 9 gefüllt. Nach Ablauf der Nachdruckzeit werden beide Steuereinrichtungen 12 umgeschaltet und die Werkzeugkavität 21 wird über die Verbindungskanäle 26; 27 mit der Hauptkomponente 18 aus dem Hauptaggregat 6 gefüllt. Bei diesem Verfahrensablauf laufen die Einspritz- und die Nachdruckzeit für die Nebenkomponente 19 und die Hauptkompo- nente 18 beispielsweise nacheinander ab. Es ist jedoch auch ein paralleles Einspritzen möglich, wenn die Druckverhältnisse beim Einspritzvorgang einen definierten Füllvorgang ergeben. Möglich ist auch die Anwendung des Bi-Injektions-Verfahrens , bei dem die Hauptkomponente 18 und die Nebenkomponente 19 gleichzeitig in eine gemeinsame Werkzeugkavität 20; 21 eingespritzt werden und die Fließfronten an einer bestimmten Stelle des Formteiles zusammenstoßen.During the injection process, the tool cavity 20 is first filled with the secondary component 19 of the auxiliary unit 7 from the storage space 10 by the pressure of the piston 9. After the reprint time, both control devices 12 are switched over and the tool cavity 21 is connected via the connecting channels 26; 27 filled with the main component 18 from the main unit 6. In this process sequence, the injection and hold pressure times for the secondary component 19 and the main component nente 18, for example, one after the other. However, parallel injection is also possible if the pressure conditions during the injection process result in a defined filling process. It is also possible to use the bi-injection method, in which the main component 18 and the secondary component 19 simultaneously in a common tool cavity 20; 21 are injected and the flow fronts collide at a specific point on the molded part.
Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial applicability
Die Erfindung findet Anwendung bei der Herstellung von Mehrkomponenten-Formteilen aus Kunststoff, bestehend aus einer Hauptkomponente und wenigstens einer Nebenkomponente, auf ei- ner Spritzgießmaschine mit einem als Plastifizier- und Spritzeinheit ausgebildeten Hauptaggregat für die Bereitstellung der Hauptkomponente und wenigstens einem Nebenaggregat für die Bereitstellung der Nebenkomponente. The invention is used in the production of multi-component molded parts made of plastic, consisting of a main component and at least one secondary component, on an injection molding machine with a main assembly designed as a plasticizing and injection unit for the provision of the main component and at least one auxiliary assembly for the provision of the minor component.
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formteilen aus KunststoffMethod and device for producing multi-component molded parts made of plastic
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
2 auswerferseitige Werkzeugaufspannplatte2 tool clamping plate on the ejector side
3 düsenseitige Werkzeughälfte3 tool halves on the nozzle side
4 auswerferseitige Werkzeughälfte4 tool half on the ejector side
6 Hauptaggregat6 main unit
7 Nebenaggregat7 auxiliary unit
8 Schmelzespeicher8 melt stores
9 Kolben9 pistons
10 Speicherraum für Nebenkomponente10 Storage space for secondary components
11 Druckraum für Hauptkomponente11 pressure chamber for main component
12 Steuereinrichtung12 control device
13 Rückschlagventil13 check valve
14 Heizeinrichtung14 heating device
15 Schneckenkolben15 screw pistons
16 Rückstromsperre16 non-return valve
17 Einspritzkolben17 injection pistons
18 Hauptkomponente18 main component
19 Nebenkomponente19 secondary component
20 Werkzeugkavität20 tool cavity
21 Werkzeugkavität21 Tool cavity
22 Grundkörper22 basic body
23 Werkzeugkavität23 Tool cavity
24 Steuerkolben24 control pistons
25 Schneckenvorraum 26 ... Verbindungskanal 27 ... Verbindungskanal 28 ... Verbindungskanal 25 snail vestibule 26 ... connecting channel 27 ... connecting channel 28 ... connecting channel

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formteilen aus KunststoffAnsprüche Method and device for producing multi-component molded parts from plastic claims
1. Verfahren zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formteilen aus Kunststoff, bestehend aus einer Hauptkomponente und wenigstens einer Nebenkomponente, auf einer Spritzgießmaschine mit einem als Plastifizier- und Spritzeinheit ausgebildeten Hauptaggregat für die Bereitstellung der Hauptkomponente und wenigstens einem Nebenaggregat für die Bereitstellung der Nebenkomponente, wobei die hochviskose Nebenkomponente von dem Nebenaggregat bereitgestellt und einem Speicherraum eines dem Neben- aggregat zugeordneten Schmelzespeichers zugeleitet wird und die hochviskose Hauptkomponente von dem Hauptaggregat bereitgestellt und einem Druckraum des Schmelzespeichers zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß - die Dosierung der Nebenkomponente (19) und der Hauptkomponente (18) mittels einer Wegmeßeinrichtung des Hauptaggregates (6) erfolgt, die Nebenkomponente (19) in dem Speicherraum (10) und die Hauptkomponente (18) in dem Druckraum (11), durch einen abdichtenden Kolben (9) des Schmelzespeichers1. A method for producing multi-component molded parts made of plastic, consisting of a main component and at least one secondary component, on an injection molding machine with a main unit designed as a plasticizing and injection unit for the provision of the main component and at least one secondary unit for the provision of the secondary component, the highly viscous secondary component is provided by the auxiliary unit and is fed to a storage space of a melt store assigned to the auxiliary unit and the high-viscosity main component is provided by the main unit and is fed to a pressure chamber of the melt store, characterized in that ß - the dosage of the secondary component (19) and the main component ( 18) by means of a displacement measuring device of the main unit (6), the secondary component (19) in the storage space (10) and the main component (18) in the pressure space (11), by a sealing piston (9) of the melt storage
(8) getrennt, gespeichert wird, durch Steuereinrichtungen (12) gesteuert, in wählbarer Aufeinanderfolge oder gleichzeitig, die Nebenkomponen- te (19) aus dem Speicherraum (10) und die Hauptkomponente (18) aus dem Druckraum (11) des Schmelzespeichers (8) mit dem hydrostatischen Einspritzdruck der Hauptkomponente (18) des Hauptaggregates (6) in eine Werkzeugkavität (20; 21; 23) zwischen einer dü- senseitigen Werkzeughälfte (3) und einer auswerfersei- tigen Werkzeughälfte (4) eines Werkzeuges eingespritzt wird.(8) is separated, stored, controlled by control devices (12), in selectable sequence or simultaneously, the secondary component te (19) from the storage space (10) and the main component (18) from the pressure space (11) of the melt reservoir (8) with the hydrostatic injection pressure of the main component (18) of the main assembly (6) into a tool cavity (20; 21; 23 ) between a nozzle-side tool half (3) and an ejector-side tool half (4) of a tool.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß das Einspritzen der Nebenkomponente (19) in das Werkzeug erfolgt, indem der hydrostatische Einspritzdruck der Hauptkomponente (18) des Hauptaggregates (6) durch den ab- dichtenden Kolben (9) in dem Schmelzespeicher (8) auf die Nebenkomponente (19) übertragen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the secondary component (19) is injected into the mold by the hydrostatic injection pressure of the main component (18) of the main unit (6) through the sealing piston (9) in the melt reservoir ( 8) is transferred to the secondary component (19).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß für einen Einspritzzyklus zwei oder mehr Nebenkomponenten (19) von ebensovielen Nebenaggregaten (7), denen jeweils eigene Schmelzespeicher (8) zugeordnet sind, bereitgestellt werden.3. The method of claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß for an injection cycle two or more secondary components (19) of the same number of auxiliary units (7), each with its own melt storage (8) are assigned.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei dem Nebenaggregat ein Schmelzespeicher zugeordnet ist, der einen Speicherraum für das Speichern der von dem Nebenaggregat dosiert bereitgestellten Nebenkomponente und einen Druckraum für die Aufnahme der von dem Hauptaggregat bereitgestellten Hauptkomponente umfaßt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein the auxiliary unit is assigned a melt reservoir which comprises a storage space for storing the secondary component provided by the auxiliary unit and a pressure space for accommodating the main component provided by the main unit, so that the main component is provided
- zwischen dem Speicherraum (10) und dem Druckraum (11) der, durch die hydraulischen Drücke beim Dosieren der Nebenkomponente (19) und der Hauptkomponente (18) ge- steuert, axial verschiebbare, die Volumenverhältnisse zwischen dem Speicherraum (10) und dem Druckraum (11) verändernde, abdichtende Kolben (9) angeordnet ist,- Between the storage space (10) and the pressure space (11), controlled by the hydraulic pressures when metering the secondary component (19) and the main component (18), axially displaceable, the volume ratios between the storage space (10) and the pressure space (11) changing, sealing piston (9) is arranged,
- in der Verbindungsleitung vom Schmelzespeicher (8) zu der Werkzeugkavität (23) eine Steuereinrichtung (12) angeordnet ist, - eine Wegmeßeinrichtung für die Steuerung der Dosierung der Hauptkomponente (18) durch das Hauptaggregat (6) und der Nebenkomponente (19) durch das Nebenaggregat (7) am- In the connecting line from the melt reservoir (8) the tool cavity (23) a control device (12) is arranged, - a path measuring device for controlling the metering of the main component (18) by the main unit (6) and the secondary component (19) by the secondary unit (7) on
Hauptaggregat (6) vorhanden ist.Main unit (6) is present.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß der abdichtende Kolben (9) für die Übertragung des hydrostatischen Einspritzdruckes der Hauptkomponente (18) des Hauptaggregates (6) im Druckraum (11) auf die Nebenkomponente (19) im Speicherraum (10) des Schmelzespeichers (8) geeignet ausgebildet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the sealing piston (9) for the transmission of the hydrostatic injection pressure of the main component (18) of the main unit (6) in the pressure chamber (11) on the secondary component (19) in the storage space (10) of the Melt storage (8) is suitably designed.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß mehrere Nebenaggregate (7) und ebensoviele ihnen jeweils zugeordnete Schmelzespeicher (8) vorhanden sind.6. Apparatus according to claim 4 or 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß a number of auxiliary units (7) and just as much melt storage (8) assigned to them are available.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Schmelzespeicher (8) in, oder parallel zu oder in einem beliebigen Winkel zu der Einspritzachse angeordnet sind.7. The device according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the melt stores (8) are arranged in, or parallel to or at any angle to the injection axis.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß in einer Verbindungsleitung zwischen dem Nebenaggregat (7) und dem Schmelzespeicher (8) ein Rückschlagventil (13) angeordnet ist .8. Device according to one of claims 4 to 7, d a d u r c h g e k e n n e e c h e d, that a check valve (13) is arranged in a connecting line between the auxiliary unit (7) and the melt reservoir (8).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß in dem Schmelzespeicher (8) Verbindungskanäle (26; 28) für das Überströmen der Hauptkomponente (18) aus dem Druckraum (11) in die Verbindungsleitung zu dem Werkzeug angeordnet sind. 9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that ß in the melt memory (8) connecting channels (26; 28) for the overflow of the main component (18) from the pressure chamber (11) are arranged in the connecting line to the tool.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß das Öffnen und Schließen der Verbindungskanäle (26; 27; 28) durch den Kolben (9) steuerbar ist.10. The apparatus of claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the opening and closing of the connecting channels (26; 27; 28) by the piston (9) is controllable.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß der Kolben (9) einen axial verschiebbaren Steuerkolben (24) mit stirnseitigen Abdichtflächen und einem axialen Überströmkanal für die Hauptkomponente (18) aus dem Druckraum (11) in die Verbindungsleitung zu dem Werkzeug besitzt .11. Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that the piston (9) has an axially displaceable control piston (24) with end sealing surfaces and an axial overflow channel for the main component (18) from the pressure chamber (11) into the connecting line owns the tool.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß der Kolben (9) als Stufenkolben ausgebildet ist. 12. Device according to one of claims 4 to 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the piston (9) is designed as a stepped piston.
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