DE3828383A1 - Spritzgussform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Form zum Spritzgießen eines becherförmigen Kunststoffteils mit einem Boden und einer Öffnung an der gegenüberliegenden Seite, bestehend aus einer Formplatte und einem Kern, die gemeinsam einen Formhohlraum entsprechend der Form des Spritzgußteiles bilden, wenn die Form geschlossen ist, einer Düse, die sich in den Formhohl­ raum an einer Stelle öffnet, die den Boden des Spritzguß­ teils bestimmt, wobei der Kern einen Kühlkanal zur Zirkula­ tion von Kühlmittel enthält, welcher zumindest mit einer Rippe zur Vergrößerung der Kühlfläche versehen ist.

Eine Spritzgußform der genannten Art, etwa zum Spritzgießen von Filmdosen für Kleinbildfilme, besteht, wie aus Fig. 1 schematisch zu erkennen, im allgemeinen aus einer festen Formhälfte (1), welche im Innern eine im allgemeinen elektri­ sche beheizte Düseneinrichtung (7) zum Einspritzen des flüs­ sigen Kunststoffs enthält, weiterhin Kühlkanäle (4) zur Abführung der Wärme sowie einen Hohlraum (9), in den der Kern (16) einer beweglichen Formhälfte (2) eintaucht, welcher mit dem Hohlraum (9) den Formhohlraum (8) (Fig. 2) zur Aufnahme des flüssigen Kunststoffs bestimmt. Weiterhin ist eine ringförmige Abstreifplatte (3) vorgesehen, welche nach Erstarren der Kunststoffmasse und während oder nach dem Trennen der Formhälften (1, 2) das gespritzte Kunststoff­ teil abstreift. Auch im Kern (16) ist eine Kühleinrichtung enthalten in Form eines zylindrischen Hohlraums (14), in den Kühlflüssigkeit einströmt. Dabei besteht das Problem, im Interesse einer kurzen Zykluszeit für den Spritzgieß­ vorgang die Wände des Kerns möglichst dünn zu halten, um einen guten Wärmeübergang zu ermöglichen, wobei andererseits die Wände dem hohen Einspritzdruck ohne Verformung standhal­ ten sollen.

Aus der DE-OS 37 28 325 ist bekannt, durch Einbau einer Rippe im Hohlraum des Kerns nahe dem Einspritzpunkt an dieser Stelle den Wärmeübergang zu verbessern. Diese Form bewirkt zwar am Boden der becherförmigen Spritzgußform einen ver­ besserten Wärmeübergang, nicht jedoch in den zylindrischen Seitenwänden, so daß hier die Wärmeübertragung zu gering oder die Verformung zu groß ist. Schließlich darf bezweifelt werden, ob nach der Lehre dieser OS die gestellte Aufgabe, nämlich bei kurzer Zykluszeit Vermeidung von Fädenziehen oder einer Einsinkmarke an der Einspritzstelle mit der offen­ barten Lösung in Verbindung mit einer offenen Düse, die kontinuierlich oder periodisch im Taktzyklus elektrisch aufgeheizt wird, gelöst werden kann.

Deswegen bestand die Aufgabe, eine Spritzgußform der oben genannten gattungsmäßigen Art zu finden, welche nicht die genannten Nachteile aufweist und die eine gegen den Stand der Technik deutlich reduzierte Zykluszeit beim Spritzgieß­ vorgang zur Folge hat.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einer Spritz­ gußform mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Nähere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeich­ nungen hervor.

Anschließend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Spritzgußform im getrennten Zustand der Formhälften gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Spritzgußform,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Spritzgußform gemäß Fig. 2 entlang der Linie III.

Gemäß Fig. 2 enthält die erfindungsgemäße Spritzgußform zunächst eine Düseneinrichtung (7), in Form einer mechanisch gesteuerten Nadelverschlußdüse (5), die elektrisch beheizt sein kann. Nadelverschlußdüsen sind beispielsweise aus den Anmeldungen DE 23 47 987, 31 27 938, 32 45 571, 32 49 486 und 33 24 901 bekannt. Enthalten ist ferner ein Schmelze­ kanal (6) zur Durchleitung der flüssigen Kunststoffmasse und eine Beheizung (9) mit einer Ummantelung (10). Diese genannte Einrichtung ist im allgemeinen mit der festen Form­ hälfte (1) einstückig verbunden, ferner sind, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 geschildert, ringförmig ver­ laufende Kühlkanäle (4) vorhanden.

Die bewegliche Formhälfte (2) besteht aus einem Kern (16), welcher einen nach unten offenen Innenraum (14) aufweist und dessen Innenfläche gemäß der vorliegenden Erfindung mit mehreren parallel zur Längsachse des Kerns verlaufenden Rippen (11) versehen ist, wodurch Wärmeübergangsfläche Kühl­ mittel - Kern wesentlich vergrößert wird. Die Rippen verlaufen bis zur Scheitelfläche (12) des Kerns, so daß auch an dieser Stelle ein besserer Wärmeübergang erreichbar ist, ohne die mit der oben genannten DE-OS verknüpften Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Das Kühlmittel strömt durch ein zentrales im Innenraum (14) eingebrachtes nach oben offenes Rohr (13) von unten nach oben aus und läuft (durch Pfeile angedeutet) nach allen Seiten symmetrisch nach unten ab, so daß ein außerordentlich gleichmäßiger Wärmeübergang erreicht wird. Hingewiesen wird in diesem Zusammenhang auf die Fig. 3, die den kleeblattartigen Verlauf der Rippen (11) im Innern des Kerns (16) zeigt. Eine ringförmige Abstreifeinrichtung (3) besorgt nach Erstarren des Kunststoffes in dem Formhohl­ raum (8) und nach Trennen der Formhälften (1, 2) in kon­ ventioneller Weise das Auswerfen des becherartigen Gegenstan­ des. Besonders vorteilhaft kommt die Erfindung zum Tragen, wenn sie in einem Vielfachwerkzeug, wie beispielsweise in der DE-OS 36 32 574 der Anmelderin geschildert, eingebaut ist und/oder wenn Spritzgießwerkzeuge mit Temperierkanal­ systemen gemäß der DE 36 32 640 der Anmelderin verwendet werden.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile einer verkürzten Zykluszeit beim Spritzgießvorgang, wie am nachfolgenden Beispiel geschildert, lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• - Durch Einsatz einer Nadelverschlußdüse wird der Einspritz­ vorgang exakter gesteuert als mit einer offenen Düse, so daß kein extrem hoher Einspritzdruck an der Einspritz­ stelle erforderlich ist und deswegen an dieser Stelle die Wand des Kerns nicht so extrem dick sein muß, wie in der mehrfach genannten DE-OS beschrieben.
• - Durch die Verwendung von axialverlaufenden Rippen wird der Wärmeübergang Kühlmittel - Kern erheblich vergrößert.
• - Durch die Strömungsführung des Kühlmittels ist ein gleich­ mäßiger Temperaturverlauf im Formwerkzeug erreicht.

Beispiel

Ein 24faches Produktionswerkzeug zur Herstellung von Klein­ bild-Filmdosen wurde gebaut. Als Kunststoffmasse wurde Poly­ ethylen mit einem Rußpigmentzusatz bei einer Temperatur von etwa 220°C in den Formhohlraum eingespritzt. Durch die inneren Hohlräume der Kerne wurde Kühlwasser mit einer Eingangstemperatur von 12°C und einer Durchflußmenge von 80 Liter/Minute hindurchgeleitet. Durch die geschilderte erfindungsgemäße Ausführung mit 6 Rippen im Kern wurde die Temperatur in der Formhälfte 1 und 2 um 30C°gegenüber konventionellen Formwerkzeugen abgesenkt. Die Zykluszeit wurde um 38% bei gleicher Qualität des Spritzgußteils ver­ ringert.

Claims (3)

1. Form zum Spritzgießen eines becherförmigen Kunststoff­ teils mit einem Boden und einer Öffnung an der gegenüber­ liegenden Seite mittels einer Formhälfte, welche einen Hohlraum enthält und einer zweiten Formhälfte, mit einem Kern, die gemeinsam einen Formhohlraum entsprechend in der Form des Spritzgußteils bilden, einer Düse, die sich in den Formhohlraum an einer Stelle öffnet, die den Boden des Spritzgußteils bestimmt, wobei der Kern einen Kühl­ kanal zur Zirkulation von Kühlmittel enthält und zur Vergrößerung der Kühlfläche mit Rippen versehen ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - Die Düse ist eine mechanisch gesteuerte Nadelverschluß­ düse
• - im Innenraum (14) des Kerns (16) sind mehrere axial verlaufende Rippen (11), welche bis zur Scheitelfläche (12) des Kerns verlaufen, angeordnet
• - Zufluß des Kühlmittels erfolgt durch ein zentrales nach oben offenes Rohr (13) und der Abfluß erfolgt allseitig axial gleichmäßig entlang der Rippen.

2. Spritzgußform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (14) des Kerns (16) einen kleeblatt­ artigen Querschnitt hat.

3. Spritzgußform nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese in einem Mehrfachwerkzeug eingebaut ist und daß die Formhälften (1, 2) aus mehreren Platten zusammengesetzt sind, in deren Grenzflächen die Kühlka­ näle (14) eingefräst wurden, worauf die Platten durch Diffusionsschweißen zusammengefügt werden.