DE3239807A1

DE3239807A1 - Verfahren und vorrichtung zum spritzen von kunstharz

Info

Publication number: DE3239807A1
Application number: DE19823239807
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: SEIKI K K TOKIO/TOKYO JP
Priority date: 1981-10-30
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1983-05-11
Anticipated expiration: 2002-10-28
Also published as: AU8965782A; US4687613A; GB2109296A; FR2515570B1; JPS6159219B2; JPS5874332A; FR2515570A1; AU553747B2; GB2109296B; DE3239807C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spritzen von Kunstharz, wobei ein mit einem Hohlraum in Verbindung stehender Steg nach jedem Einspritzvorgang zwangsweise gekühlt wird, um das Kunstharz im Steg auszuhärten und dadurch die Stegöffnung zu schließen.

Bei Spritzgußmaschinen für Kunstharz dieser Art handelt es sich im allgemeinen um Maschinen mit Anguß sowie um angußlose Maschinen. Präzisionsgußteile werden hauptsächlich mit der zuerst genannten Art von Vorrichtung hergestellt. Allerdings werden bei diesem Spritzgußverfahren zwangsläufig Angußkegel als Abfall erzeugt, so daß das Verfahren verschwenderisch an Material ist und keine Energie gespart wird.

Beim angußlosen Spritzgußverfahren wird die Außenseite und die Innenseite des Hauptkanals ständig mittels einer Heizvorrichtung aufgewärmt, damit sich das Kunstharz im Hauptkanal nicht abkühlen und hart werden kann. Folglich wird kein Material verschwendet. Jedoch besteht ein Nachteil insofern, als das Kunstharz in dem mit dem Hohlraum in Verbindung stehenden Steg Rückdruck ausgesetzt ist, wenn die Kolbeneinrichtung für das Spritzgußverfahren zurückbewegt wird, wodurch Kunstharz in den Hauptkanal zurückfließen kann. Das ergibt geringe Genauigkeit beim Spritzgießen, und die Spritzlinge können verformt oder von ungleichmäßiger Gestalt sein. Um die Rückströmung zu vermeiden, ist es andererseits nötig, den Innendruck des Hohlraums solange aufrechtzuerhalten, bis das geschmolzene Harz im Hohlraum ausgehärtet ist. Das wiederum hat den Nachteil, daß die Formgebungszeit verlängert wird.

Um die genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, sind bereits Spritzgußverfahren und -vorrichtungen vorgeschlagen worden, insbesondere in den japanischen Patentschriften 762 148, 916 450, 902 60I sowie dem entsprechenden deutschen Patent 22 O? 001 usw.. Gemäß einem Merkmal der in die-

sen Patenten offenbarten neuen Techniken ist eine intermittierend arbeitende Heizvorrichtung in einem Steg vorgesehen,, um das Kunstharz im Steg zu schmelzen und dann in den Hohlraum einzuspritzen« Durch das Anhalten des Heizvorganges strahlt das geschmolzene Harz im Steg Wärme ab und wird hart,, so daß kein geschmolzenes Harz aus dem Hohlraum zurück in den Hauptkanal fließen kann. Damit ist eine Materialverschwendung der genannten Art vermieden und ein geeigneter Formgebungsvorgang-verwirklicht.

Aufgabe der Erfindung ist es„ ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spritzen von Kunstharz zu schaffen, mit denen Formkörper von großer Präzision in kurzer Formgebungszeit hergestellt werden können.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird eine Zwangskühleinrichtung,, die in einem einen Steg bildenden Formteil angeordnet istj betätigt, um das durch Erwärmen geschmolzene Kunstharz örtlich im Steg zu kühlen und dadurch zwangsweise hart werden zu lassen, was den Steg schließt. Durch Anhalten der Zwangskühleinrichtung wird andererseits das hartgewordene Kunstharz im Steg von einer entweder außerhalb oder innerhalb eines Hauptkanals vorgesehenen Heizvorrichtung erwärmt und geschmolzen.

Im Folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Hauptteil einer Spritzgußmaschine für Kunstharz gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Stirnansicht längs der Linie II-II in Fig. l;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spritzgußmaschine gemäß der Erfindung!

Fig. k eine Stirnansicht eines Steges des Beispiels gemäß Fig. 3» von der Forrahohlraumseite aus gesehen;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Hauptteil eines weiteren Ausführungsbeispiels ι

Fig. 6 eine teilweise weggeschnitten gezeigte Seitenansicht eines einzigen äußeren Zylinders des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5·

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist ein Hauptkanal 1 in einem Zylinder 2 ausgebildet, in dessen Wand eine Heizvorrichtung 3 vorgesehen ist. Hierbei handelt es sich um eine Vorrichtung für angußloses Spritzen, mit der jeder Spritzling ohne Angußkegel hergestellt wird.

Mit dem Hauptkanal 1 steht ein Hohlraum 4 über einen Steg 5 in Verbindung. Um den äußeren Umfang eines Formteils 7 herum ist ein ringförmiger Kühlkanal 6 ausgebildet, mit dem ein Einlaufkanal 8 in Verbindung steht, in welchen ein Kühlmittel eingeleitet wird. Mit dem ringförmigen Kühlkanal 6 steht außerdem ein Auslaufkanal 9 in Verbindung, durch den das Kühlmittel hinausfließt. Vorzugsweise liegen die beiden genannten Kanäle 8 und 9 einander gegenüber und sind parallel zueinander in axialer Richtung des Hauptkanals 1 ausgebildet. Die beiden Kanäle 8, 9 gehören zu einer Zwangskühleinrichtung A und können miteinander mittels einer nicht gezeigten Rohrleitung verbunden sein.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt.

Mittels einer hier nicht gezeigten Einspritzeinrichtung wird eine bestimmte Menge eines geschmolzenen Kunstharzes durch den Hauptkanal 1 und den Steg 5 in den Hohlraum 4 eingespritzt. Das Kunstharz im Hauptkanal 1 und im Steg 5 wird mittels der Heizvorrichtung 3 ständig erwärmt und geschmolzen, um das Einspritzen zu ermöglichen. Sobald das geschmolzene Harz in den Hohlraum 4 eingefüllt und der Einspritzvorgang beendet ist, wird die Zwangskühleinrichtung A betätigt. Anschließend wird, wenn ein bevorzugtes Kühlmittel, z.B. Was-

ser, Luft oder ein anderes Fluid in den Kühlkanal 6 des Formteils 7 mittels einer Kompressionspumpe, eines Kolbens oder einer sonstigen Betätigungseinrichtung eingeleitet wird, das geschmolzene Harz im Steg 5 rasch abgekühlt, strahlt Wärme ab und wird schnell hart, so daß der Steg geschlossen wird. Außerdem kann natürlich während der Zwangszufuhr von Kühlfluid die Betätigung der Heizvorrichtung 3 angehalten werden.

Da das ausgehärtete Harz im Hohlraum 4 durch Öffnen der Form sofort entnommen werden kann und der Spritzgußvorgang wieder in die Ausgangslage zurückgebracht wird, kann die Formgebungszeit verkürzt werden.

Außerdem ist das Kunstharz im Steg 5 beim Öffnen der Form örtlich durch den Zwangskühlνorgang ausgehärtet und der Steg geschlossen, so daß nie geschmolzenes Harz in den Hohlraum fließen kann.

Wenn danach ein Formschlußvorgang ausgelöst wird, hört die Zwangskühleinrichtung A mit ihrer Kühlwirkung auf, so daß das Harz im Steg 5 nicht mehr weiter gekühlt wird. Stattdessen wird es von der Heizvorrichtung 3 und dem geschmolzenen Harz im Hauptkanal 1 erwärmt und sofort geschmolzen, wodurch der Steg geöffnet wird.

Durch den schon genannten Einspritzvorgang wird also das geschmolzene Harz über den Hauptkanal 1 und den Steg 5 in den Hohlraum gefüllt und damit der Spritzgußvorgang beendet.

Durch erneute Betätigung der Zwangskühleinrichtung A wird das geschmolzene Harz im Steg 5 zwangsläufig ausgehärtet, und es kann ein Formöffnungsvorgang erfolgen, um den Spritzling herauszunehmen.

Durch Wiederholen des vorstehend beschriebenen Vorganges wird ein bevorzugtes Spritzgußverfahren durchgeführt.

Ein weiteres Beispiel der Erfindung soll anhand von Fig. 3 und b näher erläutert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Hauptkanal 1 ein geschoßartiger Heizzylinder 10 angeordnet, dessen eines Ende am Zylinder 2 befestigt ist.

Der geschoßartige Heizzylinder 10 wird mittels eines eingebauten Drahtes ICa erregt, so daß das Kunstharz im Hauptkanal 1 und im Steg 5 erwärmt und geschmolzen werden kann, um einspritzbar zu werden.

Da die Zwangskühleinrichtung A die gleiche ist wie beim vorstehenden Ausführungsbeispiel, wird sie nicht noch einmal beschrieben.

Das Harz im Steg 5 und im Hauptkanal 1 wird von dem geschoßartigen Heizzylinder 10 ständig erwärmt. Wie beim vorstehenden Beispiel kann durch Betätigen der Zwangskühleinrichtung A allein das Harz im Steg 5 gekühlt und örtlich ausgehärtet werden, wodurch der Steg geschlossen wird. Durch Wiederholen des vorstehend beschriebenen Vorganges kann der Spritzgußvorgang durchgeführt werden.

Ein weiteres Beispiel der Erfindung soll anhand von Fig. 5 und 6 erläutert werden. Bei diesem Beispiel wird eine andere Spritzgußmaschine für Kunstharz verwendet, die zum Herstellen einer Vielzahl von Formkörpern geeignet ist. Den vorhergehenden Ausführungsbeispielen entsprechende Bauelemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß eine erneute Beschreibung nicht nötig ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine bevorzugte Zahl von Hohlräumen k in einer Form 11 ausgebildet. Der Zylinder 2, in dem der Hauptkanal 1, der Steg 5> die Zwangskühleinrichtung A, die Heizvorrichtung 3 usw. eingebaut ist, wird unabhängig von der Form 11 hergestellt und in jeden Hohlraum eingebaut. Jeder Zylinder 2 hat einen Flansch 12, der mittels

einer einzigen Stützplatte I3 und mittels Schrauben l¹*· abgestützt ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Einlaufkanal 8 für das Kühlmittel und der Auslaufkanal 9 für das Kühlmittel innerhalb des Zylinders 2 näher am Hauptkanal 1 vorgesehen, während die Heizvorrichtung 3 außerhalb des Einlaufkanals 8 und des Auslaufkanals 9 vorgesehen ist. Natürlich kann die Heizvorrichtung 3 auch innerhalb der beiden Kanäle 8 und 9 vorgesehen sein, wie Fig. 1 zeigt. Ferner kann die Heizvorrichtung 3 innerhalb des Hauptkanals 1 angeordnet sein, wie Fig. 3 zeigt. Wie Fig. 3 auch zeigte kann die Zwangskühleinrichtung A einstückig in der Form 11 selbst vorgesehen sein.

Mit jeder Zwangskühleinrichtung A kann eine hier nicht gezeigte Rohrleitung für das Kühlmittel über ein elektromagnet tisches Umschaltventil mittels einer Kompressionspumpe oder dgl. verbunden sein. Ein Ende der Rohrleitung ist über ein Ventil mit veränderbarer Einengung mit einer Endöffnung 8a des in der Form 11 ausgebildeten Einlaufkanals 8 verbunden, während das andere Ende der Rohrleitung mit einer Endöffnung 9a des Auslaufkanals 9 verbunden ist_D um das Kühlmittel abzugeben» Das veränderliche Drosselventil kann an einer Stelle des Auslaufkanals der Rohrleitung vorgesehen sein, jedoch nicht an einer Stelle des Einlaufkanals der Rohrleitung. Das elektromagnetische Umschaltventil in der Rohrleitung für das Kühlmittel wird von einer Zeitgeberschaltung geöffnet bzw. geschlossen, die mit jedem Spritzzyklus zusammengeschaltet ist.

Die Stützplatte I3 hat eine Angußbuchse l6 mit einer Kontaktfläche 15 für die Aufnahme einer Einspritzzylinderdüse. Die Angußbuchse 16 ist in der bestmöglichen Lage der Stützplatte 13 so angebracht, daß das geschmolzene Harz jedem Hohlraum k gleichmäßig zugeführt werden kann. Durch die Angußbuchse 16 erstreckt sich ein Angußverteiler 17s der mit dem Hauptkanal

1 und mit jedem Steg 5 in Verbindung steht.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt.

Beim Einspritzvorgang wird durch Anschluß der Zylinderdüse der hier nicht gezeigten Spritzgußmaschine an die Angußbuchse 16 das geschmolzene Harz durch den Hauptkanal 1 und die Stege 5 in jeden der Vielzahl von Hohlräumen 4 eingespritzt. Dabei wird das Harz im Hauptkanal 1 und in den Stegen 5 von der Heizvorrichtung 3 ständig erwärmt und geschmolzen, um den Einspritzvorgang vorzubereiten.

Sobald jeder Hohlraum k durch den Einspritzvorgang mit geschmolzenem Harz gefüllt ist, wird das elektromagnetische Umschaltventil in der Kühlmittelrohrleitung geöffnet und eine gewünschte Menge Kühlmittel in den Kühlkanal 6 jedes Formteile 7 geleitet. Dadurch wird das geschmolzene Harz in jedem Steg 5 rasch abgekühlt, strahlt Wärme ab und härtet schnell aus, wodurch jeder Steg 5 geschlossen wird.

Daraufhin kann das hartgewordene Harz in jedem Hohlraum k als Formkörper nach dem Öffnen der Form entnommen werden. Danach ist die Ausgangsstellung für den Einspritzvorgang erneut bereit. Da eine Vielzahl von Hohlräumen 4 vorgesehen ist, wird mit jedem Einspritzvorgang eine Vielzahl von Formkörpern erzeugt, was zur Blas senf er t igung geeignet ist. Ferner wird bei der Formzuhaltung das elektromagnetische Umschaltventil geschlossen und die Zwangskühleinrichtung A nicht langer betätigt. Anschließend wird das Harz im Steg 5 von der Heizvorrichtung 3 und dem geschmolzenen Harz im Hauptkanal 1 erneut rasch erwärmt, wodurch der Steg geöffnet wird. Auf diese Weise wird der nächste EinspritzVorgang vorbereitet.

Es sei noch erwähnt, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. So

ist ZoBo der Kühlkanal 6 nicht auf ringförmige Gestalt beschränkt» sondern es ist jede Form möglich, sofern das Harz im Steg 5 örtlich gekühlt wird. Ferner ist die Konstruktion der Zwangskühleinrichtung A nicht auf die Form der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Auch das Kühlmittel ist nicht im einzelnen festgelegt. Schließlich ist auefa die Art der Antriebsvorrichtung aur Betätigung der Zfiangskühleinrichtung A nicht festgelegt» Es kann eine Kompressionspumpe ρ ein Kolben oder der-gleichen benutzt werden, vorausgesetzt daß eine Verbindung mit dem SpritzguSvorgang herstellbar ist.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird das Kunstharz im Hauptkanal ständig innerhalb des Hauptkanals oder außerhalb des Hauptkanals mittels einer Heizvorrichtung erwärmt, um das Harz im Hauptkanal und im Steg in geschmolzenen Zustand zu versetzen. Andererseits ist es bei jeder Durchführung eines Einspritzvorganges möglich« nur den Stegbereich mittels der Zwangskühleinrichtung zu kühlen und dadurch das geschmolzene Harz im Steg auszuhärten.

Auf diese Weise wird der Steg fest geschlossen. Folglich kann in den Hohlraum gefülltes Harz nicht zurück in den Hauptkanal fließen, wenn die Kolbeneinrichtung für den Einspritzvorgang zurückbewegt wird. Folglich ist jeder geformte Gegenstand präzise und von gleichmäßiger Gestalt. Ferner kann die Formgebungszeit verkürzt werden. Da keine Einrichtung nötig ist, um die Spannung einer Kraftquelle dieser Spritzgußmaschine umzuwandeln, kann die Vorrichtung in kompakter Form und mit geringen Kosten hergestellt werden.

Da die Größe des Steges wahlweise reguliert werden kann, können außerdem verschiedene Spritzlinge mit größeren oder kleineren Abmessungen hergestellt werden.

Die Erfindung eignet sich für die Fertigung von äußerst exakten Formkörpern«,

Claims

DlpL-Ing. Ralf M. Kern Patentanwälte

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Verfahren und Vorrichtung zum Spritzen von Kunstharz

Ansprüche

IJ Ein Spritzgußverfahren für Kunstharz zum Einspritzen gekehmolzenen Kunstharzes in einen Hohlraum im Zustand des Erwärmens und Schmelzens des Kunstharzes in einem mit dem Hohlraum in Verbindung stehenden Steg und in einem Hauptkanal, wobei in den den Steg aufweisenden Formteil zwangsweise ein Kühlmittel eingeführt wird und das geschmolzene Kunstharz geeignet ist, bei jedem Einspritzvorgang gekühlt und ausgehärtet zu werden, wodurch der Steg geschlossen wird.
2. Spritsgußvorrichtung für Kunstharz, gekennzeichnet durch zwei einen Hohlraum {k) begrenzende Formen, einen mit dem Hohlraum (4) in Verbindung stehenden Steg (5)» einen Hauptkanal (1) und eine Heizvorrichtung (3) zum ständigen Erwärmen und Schmelzen des Kunstharzes im^Steg und im Hauptkanal, einen Formteil (7)» der den Steg (5) aufweist und mit einer Zwangskühleinrichtung (A) versehen ist, die den Steg örtlich kühlt und einen Kühlkanal (6) aufweist, wobei das Kunstharz im Steg durch Betätigen der Zwangskühleinrichtung (A) beim Durchführen jedes Einspritzvorganges abkühlbar und aushärtbar ist.