DE3850543T2

DE3850543T2 - Verfahren, System und darin angewendete Vorrichtung zum Spritzgiessen und dadurch hergestellter Kunststoffgegenstand.

Info

Publication number: DE3850543T2
Application number: DE3850543T
Authority: DE
Inventors: James W. Brooksville Florida 34609 Hendry
Original assignee: Melea Ltd
Current assignee: Melea Ltd
Priority date: 1987-09-21
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2008-09-20
Also published as: CA1314369C; EP0309182B2; MX165439B; EP0309182A2; EP0309182B1; JPH01157823A; US4943407A; EP0309182A3; DE3850543D1; DE3850543T3; JP2696131B2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von unter Druck stehendem Fluid bei einem Verfahren, System und darin angewendeter Vorrichtung zum Spritzgießen und einen Kunststoffgegenstand.

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND

Es ist auf dem Gebiet des Kunststoffspritzgießens bekannt, ein unter Druck stehendes Fluid in Verbindung mit dem Spritzgießen von Kunststoffgegenständen zu verwenden. Bei dem unter Druck stehenden Fluid handelt es sich typischerweise um Stickstoffgas, das mit dem geschmolzenen Kunststoff in den Formhohlraum eingebracht wird. Das unter Druck stehende Fluid hat wenigstens zwei Aufgaben.
Erstens ergeben sich bei dem so geformten Gegenstand hohle Innenbereiche, die mit Gewichts- und Materialersparnissen einhergehen. Zweitens übt das unter Druck stehende Fluid in dem Formhohlraum einen nach außen gerichteten Druck aus, der den Kunststoff gegen die Formoberflächen preßt, während sich der Gegenstand verfestigt. Dies ist wünschenswert, um die Oberflächenqualität zu verbessern, indem Einfallstellen in Bereichen des Gegenstandes mit verhältnismäßig dickeren Profilen, wie versteifenden Rippen, vermindert werden.
Gleichwohl bewirken die erforderliche zusätzliche Ausrüstung und die Verfahrenskontrollparameter, die erforderlich sind, um das Einbringen des Fluids zu bewerkstelligen, eine bedeutende Erhöhung der Kosten und der Komplexität dieser Art des Spritzgießens.
Ein anderes Problem besteht darin, daß beim Einbringen von Gas und Kunststoff in die Form durch dieselbe Düse das Gas im Bereich der Düse eingeschlossen verbleibt und dadurch der in diesem Bereich vorhandene Kunststoff beim Druckentlasten auf schäumt. Dieser geschäumte Kunststoff verursacht Fehler (Streifenbildung) bei dem folgenden Teil, wenn er in die Form eingespritzt wird.
Ein besonderes Problem bilden die Teile zum Unterdrucksetzen des Fluids und Schaltkreise, die benötigt werden, um das Fluid unter Druck zu setzen, einzuspritzen und vom Druck zu entlasten und zwar zu den vorgegebenen Zeitpunkten und Drücken, die zur reproduzierbaren Serienfertigung von Qualitätsgegenständen notwendig sind. Die im Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen, die dieses Problem lösen sollen, sind durch komplexe Ventile und Dichtungen gekennzeichnet, die kostspielig, schwierig zu betreiben sind und ein häufiges Instandsetzen oder einen Austausch erfordern. Dieses Problem tritt besonders mit Dichtungen auf, deren Leistungsfähigkeit während der Gebrauchslebensdauer abnimmt.
In der britischen Patentanmeldung 2 139 548 ist ein Verfahren zum Spritzgießen eines Kunststoffgegenstandes mittels einer Spritzgießeinrichtung mit einer Harzspritzdüse und einem Formwerkzeug, das eine Einspritzöffnung aufweist zum Aufnehmen von geschmolzenem Harz aus der Spritzdüse, die am Anfang eines Fließweges angeordnet ist, einem Formhohlraum, der am Ende eines Fließweges angeordnet ist und einem Fließweg für eine Fließverbindung, die die Einspritzöffnung und den Formhohlraum zwischen dem Anfang und dem Ende des Fließweges verbindet, beschrieben, das aus den Schritten besteht:
a) unter Druck Setzen einer Fluidladung auf eine vorbestimmte Druckhöhe;
b) Einspritzen einer Menge geschmolzenen Kunststoffs durch die Einspritzdüse und durch die Einspritzöffnung sowie den Fließweg in den Formhohlraum mit einem bestimmten Kunststoffeinspritzdruck;
c) Herstellen einer Verbindung für die vorbestimmte, unter Druck gesetzte Fluidladung mit einer Öffnung, die zum Harzfließweg im Formwerkzeug zwischen dem Anfang und dem Ende des Fließwegs geöffnet ist; Einbringen der Fluidladung in den Fließweg durch die Öffnung, um den geschmolzenen Kunststoff innerhalb des Formhohlraums zu verteilen;
d) Halten des Fluids unter Druck innerhalb der Gegenstände bis es im Formhohlraum erstarrt ist und
e) Entlüften des Fluids zur Umgebung.
In der US-Patentschrift 4 101 617 ist ein Verfahren zum Herstellen eines hohlen Gegenstandes aus thermoplastischem Kunststoff durch Spritzgießen beschrieben, bei dem eine für die Herstellung des hohlen Gegenstands ausreichende Menge geschmolzenen Harzes durch eine Spritzdüse in ein Formwerkzeug, durch eine Einspritzöffnung in Formwerkzeug eingespritzt wird. Das Verfahren umfaßt des weiteren die Schritte des Einbringens von unter Druck stehendem Gas durch die Spritzdüse und eine Öffnung, um das geschmolzene Harz über die Innenoberflächen des Formwerkzeugs auszubreiten und zu verteilen. Im Formwerkzeug wird ein Hohlkörper geformt, der im Hohlkörper eine Gaseintrittsöffnung aufweist. Das Verfahren umfaßt des weiteren die Schritte des Abkühlens des so geformten Kunststoffhohlkörpers bis auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes des Harzes und des Trennens des Formwerkzeugs und der Einspritzdüse, nachdem das Harz bis unterhalb seines Erweichungspunktes abgekühlt ist. Auf diese Weise ist das Innere des Hohlkörpers durch die Spritzöffnung und die Gaseintrittsöffnung zur Umgebung offen, wodurch sich ein Druckausgleich innerhalb des Körpers mit der Umgebung einstellt. Das Verfahren umfaßt schließlich noch den Schritt des Öffnens des Formwerkzeugs, um den Hohlkörper zu entnehmen.
Die Erfindung besteht aus einem Verfahren zum Spritzgießen eines Kunststoffgegenstandes mittels einer Spritzgießeinrichtung mit einer Harzspritzdüse und einem Formwerkzeug, das eine Einspritzöffnung aufweist zum Aufnehmen von geschmolzenen Harz aus der Spritzdüse, die am Anfang eines Fließweges angeordnet ist, einem Formhohlraum, der am Ende eines Fließweges angeordnet ist und einem Fließweg für eine Fließverbindung, die die Einspritzöffnung und den Formhohlraum zwischen dem Anfang und dem Ende des Fließweges verbindet, mit den Schritten:
a) unter Druck Setzen einer Fluidladung auf eine vorbestimmte Druckhöhe;
b) Einspritzen einer Menge geschmolzenen Kunststoffs durch die Einspritzdüse und durch die Einspritzöffnung sowie den Fließweg in den Formhohlraum mit einem bestimmten Kunststoffeinspritzdruck;
c) Herstellen einer Verbindung für die vorbestimmte unter Druck gesetzte Fluidladung mit einer Öffnung, die zum Harzfließweg im Formwerkzeug zwischen dem Anfang und dem Ende des Fließwegs geöffnet ist; Einbringen der Fluidladung in den Fließweg durch die Öffnung, um den geschmolzenen Kunststoff innerhalb des Formhohlraums zu verteilen;
d) Halten des Fluids unter Druck innerhalb der Gegenstände bis es im Formhohlraum erstarrt ist und
e) Entlüften des Fluids zur Umgebung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit, wobei die unter Druck gesetzte Fluidladung in den Fließweg eingebracht wird, nachdem die Menge von geschmolzenen Kunststoff in den Fließweg eingebracht wurde und die Fluidladung daran gehindert wird, vom Fließweg durch die Einspritzöffnung in die Einspritzdüse zu fließen.
Bei einigen Ausführungsformen wird die eingebrachte Fluidladung daran gehindert, in die Einspritzdüse einzudringen, indem die Fluidladung in den Fließweg an einer Stelle der Fluideinspritzung eingebracht wird, in der das Harz der Bewegung der Fluidladung einen größeren Widerstand zwischen der Fluideinspritzposition und dem Anfang des Fließwegs entgegenbringt, als zwischen der Fluideinspritzposition und dem Ende des Fließweges.
Die Erfindung besteht des weiteren aus einer Spritzgießeinrichtung zum Spritzgießen von Kunststoffgegenständen mit:
einer Spritzgießmaschine mit einer Spritzdüse zum Einspritzen von geschmolzenen Kunststoff durch die Düse;
einem Formwerkzeug mit einer Harzeinspritzöffnung zur Aufnahme von geschmolzenen Kunststoff am Anfang eines Fließweges, einem Formhohlraum, der die Form des geformten Gegenstandes am Ende eines Fließweges bestimmt, und einem Kunststoffließweg zum Herstellen einer Fließverbindung zwischen der Einspritzöffnung und dem Formhohlraum zwischen dem Anfang und dem Ende des Fließweges.
Die Mittel zum Leiten des Fluids können ein Ventil mit einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung aufweisen, wobei das Ventil die Fluidladung in den Fließweg durch die Öffnung in der geöffneten Stellung hindurchläßt und in der geschlossenen Stellung eine Verbindung der Fluidladung zum Fließweg verhindert
Des weiteren besteht die Erfindung aus einer Vorrichtung zur Verwendung mit einer Spritzgießeinrichtung mit einer Einspritzdüse und einem Formwerkzeug mit einem Formhohlraum am Ende eines Fließweges, einer Harzeinspritzöffnung am Anfang eines Fließweges und einem Fließweg zum Herstellen einer Fließverbindung zwischen der Einspritzöffnung und dem Formhohlraum, wobei die Vorrichtung dafür vorgesehen ist, das Einbringen des unter Druck gesetzten Fluids in den Formhohlraum zu unterstützen und den Rückfluß des Fluids vom Fließweg durch die Einspritzöffnung und in die Düse zu verhindern und die einen Einsatz aufweist, der am Formwerkzeug zwischen der Einspritzdüse und dem Formhohlraum anliegt, wobei der Einsatz wenigstens einen Teil des Harzfließweges umfaßt und der die Verbindung zwischen der Einspritzöffnung und dem Formhohlraum herstellt, wobei der Einsatz eine Öffnung, die sich zum Fließweg öffnet, sowie einen äußeren Fluideingang und einen Fluiddurchgang, der sich zwischen dem äußeren Fluideingang und der Öffnung erstreckt, aufweist und wobei die Öffnung so bemessen ist, daß sie ausreichend klein ist, um dem Eintritt von verhältnismäßig zähem, geschmolzenen Harz zu widerstehen.
Die Öffnung kann so gerichtet sein, daß das Fluid in Richtung des Harzflusses eingebracht wird.
Das Formwerkzeug kann einen Anguß mit einer Angußöffnung aufweisen, wobei die Vorrichtung zur Anlage an die Angußöffnung angepaßt ist.

KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Ablaufplan, aus dem sich die betrieblichen Schritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben;
Fig. 2 ist eine allgemeine schematische Ansicht einer in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erstellten Einrichtung;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine mit der Spritzgießeinrichtung in Fig. 2 verwendeten Angußbuchse;
Fig. 4 ist eine bereichsweise vergrößerte Ansicht des mittleren Bereichs der Angußbuchse gemäß Fig. 3;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht des mittleren Bereichs der Angußbuchse entlang der Linie 4-4 in Fig. 4;
Fig. 6 ist eine detaillierte, schematische Ansicht des das unter Druck gesetzte Fluid betreffenden Anlagenteils, der in Fig. 2 schematisch dargestellt ist;
Fig. 7 ist eine allgemeine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Heißkanalformwerkzeug, das eine Mehrzahl von Eintrittspunkten für Kunststoff und Fluid in den Formhohlraum aufweist;
Fig. 8 ist eine mehr ins Einzelne gehende Darstellung eines angepaßten Heißkanalsystems in Übereinstimmung mit der schematischen Ansicht in Fig. 7;
Fig. 9 ist eine schematische, teilweise weggebrochene Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Angußbuchse mit einem drehbaren Stift in einer ersten Schaltstellung;
Fig. 10 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 9, in der sich der drehbare Stift in einer zweiten Schaltstellung befindet, die um 95º gegenüber der ersten Schaltstellung verdreht;
Fig. 11 ist eine teilweise weggebrochene Schnittansicht, aus der sich die aufeinander abgestimmten Profile des Stifts und der Kunststoffeinspritzdüse der Fig. 9 und 10 ergeben;
Fig. 12 ist eine Draufsicht auf den Stift gemäß Fig. 10;
Fig. 13 ist eine der Darstellung in Fig. 9 ähnliche Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Angußbuchse mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Stift in seiner ersten Schaltstellung;
Fig. 14 ist eine der Darstellung in Fig. 13 entsprechende Ansicht mit dem gegenüber der Darstellung in Fig. 13 linear nach links verschobenen Stift in einer zweiten Schaltstellung;
Fig. 15 ist eine teilweise weggebrochene Schnittansicht des Zusammenwirkens des Stifts gemäß Fig. 13 und 14 und der Spritzdüse;
Fig. 16 ist eine Ansicht ähnlich der Darstellung in Fig. 9 und zeigt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Angußbuchse in ihrer ersten Schaltstellung;
Fig. 17 ist eine Ansicht entsprechend der Darstellung in Fig. 16, bei der der Stift gemäß Fig. 16 linear in eine zweite Schaltstellung verschoben ist.
Fig. 18 ist eine teilweise weggebrochene Draufsicht auf den Stift gemäß Fig. 16 und 17;
Fig. 19 ist eine der Darstellung in Fig. 16 und 17 ähnliche Ansicht, bei der sich der Stift in einer dritten Schaltstellung befindet, nachdem er in diese von der zweiten Schaltstellung gemäß Fig. 17 linear verschoben wurde;
Fig. 20 ist eine schematische Ansicht einer abgewandelten Ausführung der Angußbuchse gemäß Fig. 2 bis 5 mit einem darin angeordneten Ventilmechanismus der sich in einer ersten Schaltstellung in Verbindung mit verschiedenen äußeren Wegumschaltventilen befindet;
Fig. 21 ist eine Ansicht ähnlich der Darstellung in Fig. 20, bei der sich der Ventilmechanismus in seiner zweiten Schaltstellung befindet, um den Zutritt von Gas in den Fließweg des Kunststoffs zu bewirken und
Fig. 22 ist eine vergrößerte, teilweise weggebrochene Draufsicht der Angußbuchse gemäß Fig. 20 und 21, die den Kunststoffließweg durch die Angußbuchse, den sich dadurch erstreckenden Fluidkanal und ihre gegenseitige Beziehung darstellt.

DIE BESTE AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird zunächst mit Bezug auf die betrieblichen Schritte einer ersten Ausführungsform des Verfahrens beschrieben. Als zweites wird die mit der ersten Ausführungsform verwendete Vorrichtung beschrieben. Die verfahrensgemäße Arbeitsweise der Vorrichtung wird dann in Verbindung mit einem Spritzgießzyklus beschrieben. Schließlich werden abgewandelte Ausführungsarten der Vorrichtung beschrieben.

Allgemeine Verfahrensdurchführung

Fig. 1 ist ein Ablaufplan, aus dem sich die allgemeinen betrieblichen Schritte in Verbindung mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben. In einem Überblick ergibt sich ein Verfahren zum Formen von Kunststoffgegenständen mit inneren hohlen Bereichen, in denen sich unter Druck stehendes Fluid befindet, wenn der Gegenstand im Formhohlraum geformt wird. Das unter Druck stehende Fluid erzeugt einen nach außen gerichteten Druck, der Einfallstellen verhindert und die Materialmenge und das Gewicht des geformten Gegenstandes vermindert.
Im Schritt 1 wird eine Ladung eines Fluids auf eine bestimmte Druckhöhe gebracht, die höher oder niedriger als der sich ergebende Kunststoffeinspritzdruck sein kann. Wenn die Fluidladung während des Einspritzens des Harzes eingebracht wird, kann sich die Fluidladung auf einer niedrigeren Druckhöhe befinden als der Druck des eingespritzten Kunststoffs. Wenn die Fluidladung nach dem Einspritzen des Harzes eingebracht wird, kann der Druck der Fluidladung entweder höher oder niedriger als der Kunststoffeinspritzdruck sein.
In Schritt 2 wird eine bestimmte Menge eines geschmolzenen Kunststoffs durch eine Düse einer üblichen Spritzgießmaschine durch einen Fließweg in einen Formhohlraum mit dem sich ergebenden Einspritzdruck eingespritzt. Die Menge des geschmolzenen Kunststoffs, d. h. das Kunststoffschußgewicht ist geringer als die Menge Kunststoff, die normalerweise erforderlich ist, um den Formhohlraum zu füllen.
Im Schritt 3 wird eine Ladung von unter Druck stehendem Fluid, vorzugsweise Stickstoffgas, von einer Kammer in den Fließweg durch eine Öffnung eingebracht, die gemäß der ersten Ausführungsform klein genug ist, um dem Eintritt des relativ zähflüssigen, geschmolzenen Kunststoff zu widerstehen. Der verhältnismäßig größere Druck, der beim Einspritzen des geschmolzenen Kunststoffs auftritt, verhindert den Zutritt der Fluidladung in den Kunststoffstrom, bis der Einspritzhub der Spritzgießmaschine im wesentlichen beendet ist.
Im Schritt 4 reagiert die unter Druck stehende Fluidladung bei der ersten Ausführungsform auf eine Druckverminderung im Fließweg, die sich aus der fast vollständigen Beendigung des Einspritzens des Kunststoffs ergibt. Dies bewirkt den Eintritt der Fluidladung in den Fließweg und weiter in den Formhohlraum. Der Eintritt der Fluidladung in den Formhohlraum erfolgt selbsttätig aufgrund des Druckabfalls am Ende des Kunststoffeinspritzhubes und keine Zeitelemente, Ventile oder dergleichen werden eigens benötigt, um die Fluidladung in die Kunststoffschmelze im Formhohlraum einzubringen.
In Schritt 5 wird das unter Druck stehende Fluid im Formkörper gehalten, während sich der Kunststoff verfestigt und die Form des geformten Gegenstandes annimmt. Während dieser Zeit bewirkt das unter Druck stehende Fluid einen nach außen gerichteten Druck, der den Kunststoff zwingt, sich den Einzelheiten der Formoberfläche anzupassen und die kleinsten Details aufzuweisen, mit minimalen Einfallstellen oder anderen Oberflächenfehlern.
In Schritt 7 wird das Fluid aus dem Formhohlraum nach außen entlüftet, bevor die Form geöffnet und der fertige, geformte Gegenstand entnommen wird.

Beschreibung der Vorrichtung

Fig. 2 ist eine allgemeine, schematische Ansicht der ersten Ausführungsform einer Anlage zur Anwendung des erfindungsgemäßen Kunststoffspritzgießverfahrens.
Das gesteuerte Einbringen von unter Druck stehendem Fluid, typischerweise Stickstoffgas, wird durch die Verwendung eines angepaßten Angusses 10 erreicht. Der Anguß 10 weist einen scheibenförmigen Einsatz 12, hier als Angußbuchse bezeichnet, auf, der innerhalb des Angußgehäuses 14 angeordnet ist.
Der Anguß 10 wirkt mit einer üblichen Kunststoffspritzgießmaschine 20 zusammen. Die Düse 18 der Spritzgießmaschine 20 wirkt mit einer konkaven Fläche 22 auf der Oberseite der Angußbuchse 12 zusammen, um einen durchgehenden Fließweg 16 für den Fluß des Kunststoffs von der Spritzgießmaschine durch den Anguß 10 und in den Formhohlraum (nicht gezeigt) zu bilden.
Der Fluß des geschmolzenen Kunststoffs durch die Angußbuchse 12 kann durch einen üblichen Torpedo 24 in bekannter Weise umgelenkt sein.
Das Einbringen des unter Druck stehenden Fluids in den Fließweg erfolgt durch Durchgangssegmente 26 und 28, die in der Angußbuchse 12 (durch Bohren oder dergleichen) erzeugt sind.
Das Durchgangssegment 26 ist mit dem Fließweg durch eine Öffnung 30 mit ausreichend kleinen Abmessungen, d. h. 0,125 bis 1,0 mm, abhängig von der Viskosität des Kunststoffs, um wirksam den Eintritt des relativ hoch zähflüssigen geschmolzenen Kunststoffs während des Einspritzens zu verhindern, verbunden.
Die Kunststoffspritzgießmaschine 20 weist einen Mantel 32 mit einer mittigen, zylindrischen Bohrung 34 auf. Die Schnecke 36 dient dazu, das Harz zu plastifizieren und in den Bereich der Düse zu fördern. Nach vollständigem Plastifizieren des Harzes wird die Schnecke 36 hydraulisch zum Kopf des Mantels 32 bewegt, um geschmolzenen Kunststoff durch die Düse 18 einzuspritzen. Der Kunststoff gelangt durch die Angußbuchse 12 mit einem sich durch den Hub der Schnecke 36 einstellenden Kunststoffeinspritzdruck hindurch. Dieser Druck vermindert sich, wenn der Hub und damit das Ausstoßen des Kunststoffs aus dem Mantel 32 der Spritzgießmaschine 20 im wesentlichen beendet ist. Die Angußbuchse oder der Einsatz 12 ist in den Fig. 3, 4 und 5 mit mehr Einzelheiten dargestellt.
Der Einsatz 12 ist dargestellt, wie er konzentrisch in einer Vertiefung im Angußgehäuse 14 angeordnet ist. Geschmolzener Kunststoff gelangt von der Düse und um den Torpedo herum durch ein Paar nierenförmige Öffnungen 16a und 16b, die als erste und zweite Zweige in dem Fließweg dienen. Das unter Druck stehende Fluid gelangt in den Kunststoffließweg durch das Durchgangssegment 26 und die Öffnung 30, die mittig in den Kunststoffließzweigen und in die gleiche Richtung verlaufend liegt.
Die Temperatur des Einsatzes 12 läßt sich in Abhängigkeit von den Prozeßvorschriften des benutzten Kunststoffs steuern, indem elektrische Heizbänder oder andere Arten von Zusatzheizeinrichtungen, die wohlbekannt sind, eingesetzt werden.
Nochmals mit Bezug auf Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Vorrichtung auch Anlagenteile zum Einbringen des unter Druck stehenden Fluids oder Gas in die Angußbuchse 12 aufweist.
Eine Hydraulikfluidquelle 38 leitet ein Arbeitsfluid wie z. B. Öl unter Druck in eine Kammer 40 eines Akkumulators 42, der abgedichtet durch einen Verdichterkolben 44 in zwei Kammern unterteilt ist, die wechselseitig und umgekehrt veränderbare Volumina aufweisen. Eine Fluidzufuhr 46 dient dazu, eine Gasladung durch ein erstes Rückschlagventil 48 in die zweite Kammer 50 des Akkumulators 42 zu leiten, wo es unter Druck gesetzt wird. Ein Ventil 54 steuert die Verbindung von der Kammer 50 zur Angußbuchse 12. Ein zweites Rückschlagventil 52 ist in Serie mit dem Steuerventil 54 angeordnet.

Arbeitsweise

Ein typischer Kunststoffspritzgußzyklus beginnt damit, daß eine Fluidladung, normalerweise Stickstoffgas, unter Druck von der Fluidzufuhr 46 in die Kammer 50 des Akkumulators 42 geleitet wird, wonach Öl, ebenfalls unter Druck von einer Hydraulikfluidquelle 38 in die erste Kammer 40 des Akkumulators 42 geleitet wird. Der Verdichterkolben 44 hält die in der zweiten Kammer 50 befindliche Gasmenge bei einem konstanten Druck in Abhängigkeit von dem Öldruck in der ersten Kammer 40.
Kunststoffharz wird geschmolzen und durch die sich drehende Schnecke 36 in die vordere Kammer der zylindrischen Bohrung 34 in der Spritzgießmaschine gefördert. Wenn sich der geschmolzene Kunststoff darin angesammelt hat, wird die Schnecke 36 vorgeschoben und preßt den geschmolzenen Kunststoff durch die Düse 18 in den Fließweg 16.
Während des Kunststoffeinspritzhubes steht die Gasladung in der zweiten Kammer 50 des Akkumulators 42 durch Fluidleitungen und die Durchgangssegmente 26 und 28 in der Angußbuchse 12 mit der Fluideinspritzöffnung 30 an dem unteren Ende des Torpedos 24 in Verbindung. Der Fluiddruck in der Öffnung 30 liegt auf einer bestimmten Höhe und ist niedriger als der dort vorhandene Kunststoffeinspritzdruck, ist jedoch ausreichend hoch, während die Abmessungen der Öffnungen 30 ausreichend klein sind, um mit Sicherheit den Eintritt von geschmolzenem Kunststoff zu verhindern. Die Höhe des Fluiddrucks in der Öffnung 30 läßt sich durch wenige handgesteuerte Versuchszyklen bestimmen, indem die Oberflächenqualität der mit dem Versuchsdruck geformten Gegenstände begutachtet wird.
Wenn der Kunststoffeinspritzhub im wesentlichen beendet ist, fällt der Druck des Kunststoffs unterhalb des Fluiddrucks in der Öffnung 30. Von diesem Moment an folgt das Fluid dem Kunststoff entlang dem Fließweg 16 in den Formhohlraum.
Während das Gas eingebracht wird, folgt es dem Weg des geringsten Widerstandes innerhalb des Formhohlraums. Da sich der geschmolzene Kunststoff von seiner Außenfläche nach innen abkühlt und dort verfestigt, dringt das Gas in den inneren, wärmeren, weicheren Bereich des Kunststoffs ein, der normalerweise mit dickeren Abschnitten, z. B. einer Verstärkungsrippe geformt wird, wodurch in diesem Bereich im Kunststoff ein Hohlraum gebildet und der Kunststoff nach außen gedrängt wird, um den Formhohlraum zu füllen. Während der Gaseinbringungsphase des Spritzgießzyklus kann der Gasdruck auf einer im wesentlichen konstanten Druckhöhe verbleiben, indem ein gleichbleibender Öldruck gegen den Verdichterkolben 44 im Akkumulator 42 gehalten wird. Der Druck kann aber auch abnehmen, wenn sich das Gas innerhalb des Kunststoffs ausdehnt.
In der Praxis wurde herausgefunden, daß das eingebrachte Fluid zunächst auf einen Anfangswiderstand trifft, wenn es den Kunststoff in dem Formhohlraum erreicht. Nachdem das Fluid in den Kunststoff eingedrungen ist, verringert sich der Widerstand ganz wesentlich. Aus diesem Grunde sollte ein höherer Anfangsdruck für das Einbringen des Fluids erhalten werden, wonach sich der Fluiddruck vermindern läßt, schrittweise oder auf andere Weise, um unnötig hohen Fluiddruck innerhalb des Kunststoffgegenstandes zu vermeiden, während sich dieser in dem Formhohlraum verfestigt. Eine gesteuerte Herabsetzung des Drucks bewirkt eine Verminderung der Spannungen in dem Teil bevor der Kunststoff abgekühlt und verfestigt ist. Wenn das Teil Spannungen aufweist, wird es sich außerhalb der Form verziehen.
Nachdem der Kunststoff den Formhohlraum vollständig gefüllt hat und der Gasfluß durch die Fluideintrittsöffnung (30) beendet ist, wird das Öl, das unter Druck in die Kammer 40 des Akkumulators 42 eingeführt wurde, zurückgeleitet. Danach wird das Gas, wenn der Kunststoffgegenstand ausreichend abgekühlt ist, um seine Form beizubehalten, nach außen durch das gesteuerte Ventil 54 und durch dieselben Durchgangssegmente 26 und 28, durch die es in die Angriffsbuchse 12 eingetreten ist, entlüftet. Die Entlüftung läßt sich entweder allein durch das Durchgangssegment 26 hindurch oder in Verbindung mit einem Entfernen der Düse 18 von dem Formwerkzeug (d. h. Abbrechen des Angusses) bewerkstelligen. Vorzugsweise erfolgt das Entlüften das Gases nach außen in abgemessener oder gesteuerter Weise, um das Risiko zu vermindern, daß noch flüssiger Kunststoff oder Verunreinigungen mit dem Fluid mitgezogen werden und dadurch den Fluidkanal verunreinigen und verstopfen. Danach läßt sich das Formwerkzeug öffnen, und der geformte Gegenstand wird ausgeworfen.
Mit Bezugnahme auf die Fig. 6 wird nunmehr der Anlageteil zum Abmessen und unter Druck Setzen eines Fluids oder eines Gases in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Spritzgießverfahren in näheren Einzelheiten beschrieben.
Zunächst wird eine Spannung an einen Elektromotor 58 angelegt, der eine Hydraulikpumpe 60 antreibt, wodurch Hydraulikflüssigkeit oder Öl mit einem durch einen Druckregler 62 geregelten Druck von einem Vorratsbehälter 64 durch ein Wegumschaltventil 66 in dessen neutraler Stellung zurück zum Vorratsbehälter gelangt. Danach wird ein Absperrventil 68 geöffnet, so daß unter Druck stehendes Fluid oder Gas von einer Fluidquelle oder einem Behälter 70 über einen Druckregler 72, einen Hauptstromfilter 74 und ein Rückschlagventil 48 in die Kammer 50 des Akkumulators 42 gelangt. Diese Gasladung wird in der Kammer 50 durch das Rückschlagventil 48 und das Wegumschaltventil 56 gehalten.
Das Wegumschaltventil 66 wird betätigt und Öl gelangt in die Kammer 40 des Akkumulators 42, wodurch sich der Verdichterkolben 44 nach oben bewegt und dadurch auf das Gas, das sich in der Kammer 50 des Akkumulators befindet, Druck ausübt. Wenn der Öldruck auf eine vorgebbare Höhe, die sich durch Einstellen des Druckschalters 62 wählen läßt und sich am Druckanzeiger 76 ablesen läßt, erreicht hat, schaltet sich das Wegumschaltventil 66 wieder in die neutrale Stellung, wodurch das Öl in der Kammer 40 bei diesem Druck abgetrennt ist. Das Wegumschaltventil 56 wird daraufhin lange genug geöffnet, um das Gas in der Kammer 50 des Akkumulators 42 durch die Durchgangssegmente 26, 28 in der Angußbuchse 12 hindurch, wie in Fig. 2 gezeigt, zu der Öffnung 30 zu leiten. Zu diesem Zeitpunkt läßt sich die Druckhöhe, die durch die Wirkung des Verdichterkolbens 44 auf das Gas in der zweiten Kammer 50 des Akkumulators 42 bestimmt wird, anpassen, indem die Einstellung des Druckschalters 62 verändert wird und der vorstehend beschriebene Vorbereitungszyklus wiederholt wird, bis der gewünschte Druck am Druckanzeiger 76 angezeigt wird. Nunmehr wird das Wegumschaltventil 67 betätigt, und der Gasdruck in der Kammer 50 drückt den Verdichterkolben 44 nach unten, wodurch das Öl aus der ersten Kammer 40 und durch das Wegumschaltventil 67 hindurch über ein Druckausgleichsventil 78 zum Vorratsbehälter 64 gelangt. Der Druck des zum Vorratsbehälter 64 fließenden Öls wird durch das Druckausgleichsventil 78 gesteuert, das auf einen etwas niedrigen Druck als der Druckregler 72 eingestellt ist. Der Druck zwischen dem letzten und dem Rückschlagventil 48 wird durch einen Druckanzeiger 80 dargestellt.
Im Anschluß an die vorstehend beschriebene Vorbereitung, kann ein erster Arbeitszyklus eingeleitet werden, indem die Schnecke 36 in der in Fig. 2 dargestellten Spritzgießmaschine 20 in Drehung versetzt wird, bis sich eine vorbestimmte Menge von geschmolzenem Kunststoff in der vorderen Kammer 34 der zylindrischen Bohrung 34 des Mantels 32 angesammelt hat. Das in Fig. 5 dargestellte Wegumschaltventil 66 wird daraufhin betätigt und Öl gelangt in die Kammer 40 des Akkumulators 42, das den Verdichterkolben 44 nach oben drückt und dadurch Druck auf das in der Kammer 50 befindliche Gas ausübt. Wenn der Druck eine vorgegebene Höhe, die durch den Druckschalter 62 gesteuert wird, erreicht hat, wird das Wegumschaltventil 66 erneut betätigt und trennt das Öl in der Kammer 40 bei diesem Druck ab, so daß die Gasladung in der Kammer 50 auf dem gleichen Druck verbleibt.
Die Schnecke 36 in der in Fig. 2 dargestellten Spritzgießmaschine wird dann linear nach vorwärts bewegt und preßt den in der Kammer 34 im Mantel 32 angesammelten geschmolzenen Kunststoff durch die Düse 18 in den Fließweg 16 zum Formhohlraum (nicht dargestellt). Wie sich im einzelnen aus den Fig. 3 bis 5 ergibt, teilt der Torpedo 24 in der Angußbuchse 12 den Kunststoff in einen ersten Fließweg 16a und einen zweiten Fließweg 16b auf, deren Querschnitt in Richtung des Kunststoffflusses zunimmt. Zu einem ausgewählten Zeitpunkt während oder nach der linearen Vorwärtsbewegung der Schnecke 36 wird das Wegumschaltventil 56 in Fig. 6 geöffnet, wodurch das Gas in der Kammer 50 durch das zweite Rückschlagventil 52 und die Durchgangssegmente 26, 28, die in Fig. 2 dargestellt sind, zu der Öffnung 30 am stromabwärts liegenden Ende des Torpedos 24 gelangt.
Nachdem der Kunststoff den Formhohlraum gefüllt hat, wird das Wegumschaltventil 56 geschlossen, wodurch das Gas im Formhohlraum eingeschlossen wird. Das Wegumschaltventil 66 wird betätigt, jedoch nur wenn der Öl- und Gasdruck während der Gaseinbringungsphase konstant gehalten wurde. Der Gasdruck in der Kammer 50 verschiebt den Verdichtungskolben 44 nach unten, wodurch das Öl aus der Kammer 40 und durch das Wegumschaltventil 67 sowie das Druckausgleichsventil 78 in den Vorratsbehälter 64 gelangt. Der Druck des zum Vorratsbehälter 64 gelangenden Öls wird durch das Druckausgleichsventil 78 gesteuert, das auf einen Druck etwas unterhalb des durch das Druckregelventil 72 eingestellten Drucks eingestellt ist. Der Gasdruck zwischen dem letzten und dem Rückschlagventil 48 wird am Druckanzeiger 80 dargestellt.
Nachdem sich der Verdichterkolben 44 in seine unterste Stellung bewegt hat, wird das Wegumschaltventil 67 in seine neutrale Stellung gebracht und das Ventil 66 betätigt. Hierauf gelangt Öl zur ersten Kammer 40 des Akkumulators 42, so daß sich der Kolben 44 wieder nach oben bewegt und das in der zweiten Kammer 50 vorhandene Gas verdichtet. Sobald der Öldruck die durch den Druckschalter 62 bestimmte Höhe erreicht hat, wird das Wegumschaltventil 66 in seine neutrale Stellung gebracht, wodurch das Öl in der Kammer 40 bei diesem Druck abgetrennt wird und das Gas in der zweiten Kammer 50 auf dem gleichen Druck gehalten wird und bereit ist für den nächsten Kunststoffeinspritzzyklus.
Nachdem der Kunststoffgegenstand in dem Formhohlraum genügend abgekühlt ist, um seine Form zu halten, wird ein Wegumschaltventil 82 geöffnet, durch das das Gas von innerhalb des hohlen Kunststoffsgegenstandes in gesteuerter Weise durch das Durchflußsteuerventil 84 hindurch entlüftet wird. Danach wird das Wegumschaltventil 82 geschlossen und der fertige Gegenstand aus der Form ausgeworfen.
In einer abgewandelten Ausführungsform läßt sich der Fluiddruck während des Einbringens in den Formhohlraum stufenweise steuern. Wie bereits vorher erwähnt, trifft das Fluid anfangs auf einen größeren Widerstand, bis es in den Kunststoff eingedrungen ist. Zu diesem Zweck läßt sich das Ventil 85 zu einem ausgewählten Zeitpunkt während des Einbringens des Fluids betätigen, um den Druck in der Kammer 40 herabzusetzen. Die Betätigungsvorrichtung für das Ventil 85 läßt sich aufgrund einer Zeitschaltung beeinflussen oder in Abhängigkeit von einem gemessenen Druckabfall unterhalb einer festgesetzten Grenze in dem Fließweg. Der gemessene Druckabfall entspricht dem Eindringen des Fluids in den geschmolzenen Kunststoff. Das Ventil 85 wirkt mit einem Druckausgleichsventil 86 zusammen, um das Öl von der Kammer 40 in gesteuerter Weise zum Vorratsbehälter 64 fließen zu lassen.
Mit Bezug auf die Fig. 7 und 8 wird das erfindungsgemäße Verfahren in Anpassung an ein Formwerkzeug mit Heizkanal gezeigt, bei dem der Formhohlraum mehrere Anschnitte für den Eintritt des Kunststoffs aufweist.
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines typischen Formwerkzeugs 90 im Schnitt mit Formnestern 92, 94 für zwei Teile.
Eine Düse 96 wirkt mit einem Anguß 98 zusammen, um geschmolzenen Kunststoff in ein Angußsystem mit drei Kanälen 100, 102, 104 einzubringen. An jedem Anschnitt ist ein scheibenförmiger Einsatz 106 ähnlich der Ausbildung des Einsatzes 12 der Fig. 2 bis 5 angeordnet und dient zum wahlweisen Einbringen von unter Druck stehendem Fluid in den Formhohlraum.
Fig. 8 zeigt eine mehr ins Einzelne gehende Ansicht einer üblichen Heißkanalverteilerplatte 108. Die Heißkanalverteilerplatte weist unabhängig voneinander einstellbare Düsen 110 auf, die Kunststoff durch die Vorrichtungen 106 leiten.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 22 läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren und System mit einer Vorrichtung durchführen, die Anordnungen oder Angußbuchsen aufweist, die allgemein mit der Bezugsziffer 12', 12'', 12''' oder 12'''' bezeichnet sind. Die in den Fig. 9 bis 22 dargestellten Angußbuchsen bestehen aus Teilen, die dieselbe Bezugsziffer aufweisen, wie die Angußbuchse 12 gemäß Fig. 1 bis 8, um Teile zu kennzeichnen, die mit den Teilen der Fig. 1 bis 8 gleich sind oder im wesentlichen entweder in ihrer Struktur oder ihrer Funktion ähnlich sind.
Z. B. weist die Angußbuchse 12' gemäß Fig. 9 bis 12 ein erstes Gehäuseteil 13' auf, in dem ein zweites Element oder zylindrischer Stift 15' drehbar angeordnet ist, der sich durch eine Drehbetätigung, die allgemein mit der Bezugsziffer 21' gekennzeichnet ist, betätigen läßt. Eine Welle 23' der Drehbetätigung 21' verbindet den Stift 15' mit der Drehbetätigung 21'.
Eine Düse 18' mit einer konkaven Fläche 19' wirkt mit der äußeren zylindrischen, konvexen Oberfläche 22' des zylindrischen Stifts 15' an einer stromaufwärts liegenden Stelle zusammen, wobei sich die Düse durch eine Einspritzöffnung 17' in dem ersten Gehäuseteil 13' erstreckt.
In einer ersten Schaltstellung des Stifts 15', der in Fig. 9 dargestellt ist, fluchtet eine kegelige Kunststoffließöffnung 16a', die vollständig durch den Stift 15' hindurch verläuft, mit einer kegeligen Kunststoffließöffnung 16b' im ersten Gehäuseteil 13', so daß der Kunststoff in der Düse 18' in den Formhohlraum (nicht gezeigt) an einer stromabwärts gelegenen Stelle fließen kann. Die Öffnungen 16a' und 16b' sind Teil des Fließweges 16' für den Kunststoff.
In einer zweiten Schaltstellung des Stifts 15' der in Fig. 10 dargestellt ist, ist der Stift 15' von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung durch die Drehbetätigung 21' um etwa 90º gedreht, so daß ein Fluiddurchgang 26' zum Fließweg 16' durch eine Öffnung 30' geöffnet ist. Der Fluiddurchgang 26' erstreckt sich zwischen einem äußeren Fluidanschluß 28' in dem Stift 15' zur Öffnung 30'.
Vorzugsweise liegt die Düse 18' mit einer Hochdruckfluiddichtung an dem Stift 15' während des Einspritzens des Kunststoff s und während des Einbringens des unter Druck stehenden Stickstoffgases an. Die Düse 18' bewirkt jedoch einen so niedrigen Fluiddichtungsdruck, daß sich der Stift 15' bewegen läßt und dabei dennoch der Austritt von geschmolzenem Kunststoff aus der Düse oder dem Formwerkzeug verhindert wird.
Der Fluidkanal 26' dient des weiteren als eine Entlüftungsöffnung, wenn der geformte Gegenstand entlüftet wird. Das Entlüften läßt sich entweder allein durch den Fluidkanal oder in Verbindung mit dem Wegbewegen der Düse 18' von dem Formwerkzeug (d. h. Abbrechen des Angusses) bewerkstelligen.
Des weiteren läßt sich die Angußbuchse 12' gemäß einer ersten Ausführungsform heizen.
Der Stift 15' in Verbindung mit dem ersten Gehäuseteil 13' wirkt wie ein Absperrventil, das normalerweise innerhalb der Düse 18' angeordnet ist. Ein derartiges Absperrventil ist typischerweise äußerst kostspielig.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 ist eine dritte Ausführungsform der Angußbuchse dargestellt, die allgemein mit der Bezugsziffer 12'' gekennzeichnet ist und in der anstelle einer Drehbetätigung 21' eine Schiebebetätigung, die allgemein mit der Bezugsziffer 29'' gekennzeichnet ist, verwendet wird, um den Stift 15'' zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltstellung, wie in Fig. 13 und 14 dargestellt, linear zu verschieben. In der ersten Schaltstellung fluchtet eine Kunststoffließöffnung 16a'' mit einer Kunststoffließöffnung 16b''. Wie sich aus Fig. 14 ergibt, fluchtet ein Fluidkanal 26'' mit der Fließöffnung 16b'', wodurch der Fluidkanal 26'' mit der Fließöffnung 16b'' in Verbindung stehen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 bis 19 ist eine vierte Ausführungsform einer Angußbuchse, die allgemein mit der Bezugsziffer 12''' gekennzeichnet ist, dargestellt, die ähnlich aufgebaut ist, wie die Angußbuchse 12'' der Fig. 13 bis 15. Der Hauptunterschied zwischen der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform liegt darin, daß das Entlüften durch einen von einem Paar von Entlüftungsschlitzen 31''' bewirkt wird, wie sich dies am besten in Fig. 19 erkennen läßt, wenn der Stift 15''' durch die Verschiebebetätigung, die allgemein mit der Bezugsziffer 21''' gekennzeichnet ist, linear verschoben wird. Wie in der zweiten Ausführungsform läßt sich das Entlüften entweder allein durch die Entlüftungsschlitze 31''' oder in Verbindung mit dem Abbrechen des Angusses erreichen.
Bei jeder der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform läßt sich Kunststoff innerhalb der Durchgänge 16a und 16b vor dem Beginn eines neuen Zyklus entfernen, nachdem das Gas aus dem Formling oder geformten Gegenstand entlüftet wurde, indem die Öffnung 16a mit der Öffnung 16b zum Fluchten gebracht werden. Andererseits ist es auch möglich, daß der Kunststoff mit dem nächsten Zyklus in den Formhohlraum gelangt. Da bei diesen Ausführungsformen das Gas keine Möglichkeit hat zurück in die jeweiligen Harzeinspritzöffnungen zurückzuwandern, wenn die Öffnungen 16a und 16b nicht miteinander fluchten, besteht keine Möglichkeit, daß das Gas den Kunststoff in der Düse verunreinigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 20 bis 22 ist noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Angußbuchse 12'''' dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist ein verschiebbares Nadelventil 33'''' in der Angußbuchse 12'''' angeordnet. In der geschlossenen Stellung des Nadelventils 33'''' kann kein Kunststoff an dem Nadelventil 33'''' während des Kunststoffeinspritzens gelangen.
In der geöffneten Stellung des Nadelventils 33'''', die in Fig. 21 dargestellt ist, gelangt Gas durch die Öffnung 28'''' und fließt durch einen Fluidkanal 26'''' und durch die Öffnung 30'''' in den Kunststoffließweg, der zum Formhohlraum (nicht dargestellt) führt. Des weiteren wird das Gas aus dem Formling (nicht dargestellt) in der in Fig. 21 dargestellten Stellung zurück durch die Öffnung 28'''' entlüftet.
Die Bewegung des Nadelventils 33'''' wird durch Wegumschaltventile 35'''', 37'''', 39'''' und 41'''' von einer Stickstoffgasquelle 43'''' in folgender Reihenfolge gesteuert. Zuerst wird das Wegumschaltventil 39'''' geöffnet, während die verbleibenden Wegumschaltventile geschlossen bleiben, so daß sich das Nadelventil 33'''' in die in Fig. 20 dargestellte geschlossene Stellung bewegt. Wie bereits vorerwähnt, wird in dieser Stellung geschmolzener Kunststoff durch die Öffnung 16a'''' in der Angußbuchse 12'''' eingespritzt.
Wenn die Kunststoffeinspritzung im wesentlichen beendet ist, werden die Wegumschaltventile 35'''' und 41'''' geöffnet und das Wegumschaltventil 39'''' geschlossen, so daß der Gasdruck am Durchgang 28'''' das Nadelventil 33'''' in die in Fig. 21 dargestellte äußerste rechte Stellung bewegt. Gleichzeitig wird das Gas im Kanal 45'''' auf Atmosphären- oder Umgebungsdruck durch das Wegumschaltventil 41'''' hindurch entlüftet.
In der in Fig. 21 dargestellten Stellung kann das Gas durch den Kanal 28'''', den Durchgang 26'''', die Öffnung 30'''' hindurch in den Kunststoffließweg gelangen.
Nachdem sich das Teil in der Form verfestigt hat, wird das Wegumschaltventil 37'''' geöffnet und das Wegumschaltventil 35'''' geschlossen, so daß der Druck in dem Formling entweichen kann.
Schließlich wird das Wegumschaltventil 37'''' geschlossen und das Wegumschaltventil 39'''' geöffnet, um das Nadelventil 33'''' in seine geschlossene, in Fig. 20 dargestellte Stellung zur Vorbereitung eines weiteren Zyklus zu bewegen.
Wie in Fig. 22 dargestellt, ist die Öffnung 16a'''' mondsichel- oder nierenförmig und umschließt den Fluiddurchgang 26'''' teilweise. In der ersten und letzten Ausführungsform öffnen sich die Öffnungen 30 und 30'''' zum Kunststoffließweg hin im Bereich der Unterfläche der Angußbuchse 12 und 12'''' und verlaufen gleichgerichtet mit dem Kunststofffluß. Um ein Wandern des Gases in Richtung der Düse zu verhindern, sind die Öffnungen 16a, 16a'''' und 16b kegelig ausgebildet. Dieser Unterschied im Querschnitt des Harzfließweges sowie die relativ kleinen Abmessungen des Harzfließweges durch die Angußbuchse verhindern diese Wanderung, so daß sich das Gas nicht mit dem Kunststoff innerhalb der Düse vermischt, sondern erst stromabwärts von der Angußbuchse 12''''. Bei jeder Ausführungsform ist der Widerstand des Kunststoffs gegenüber dem Gasfluß größer zwischen den Öffnungen 30, 30', 30'', 30''' und 30'''' und ihrer jeweiligen stromaufwärts angeordneten Lage als zwischen den Öffnungen und ihren jeweiligen stromabwärts befindlichen Lagen. Folglich fließt das Gas von den Öffnungen 30, 30', 30'', 30''' und 30'''' in Richtung der jeweiligen Formhohlräume stromabwärts statt entgegengesetzt stromaufwärts zu den Harzeinspritzöffnungen.
Obwohl die beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung in Einzelheiten beschrieben wurde, werden diejenigen, die mit der Technik, auf die sich diese Erfindung bezieht, vertraut sind, verschiedene abgewandelte Konstruktionen und Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, erkennen.

Claims

1. Verfahren zum Spritzgießen eines Kunststoffgegenstandes mittels einer Spritzgießeinrichtung (20) mit einer Harzspritzdüse (18) und einem Formwerkzeug (90), das eine Einspritzöffnung aufweist zum Aufnehmen von geschmolzenen Harz aus der Spritzdüse (18), die am Anfang eines Fließweges angeordnet ist, einem Formhohlraum (92, 94), der am Ende eines Fließweges angeordnet ist und einem Fließweg (16) für eine Fließverbindung, die die Einspritzöffnung und den Formhohlraum (93, 94) zwischen dem Anfang und dem Ende des Fließweges verbindet, mit den Schritten:

a) unter Druck Setzen einer Fluidladung auf eine vorbestimmte Druckhöhe;

b) Einspritzen einer Menge geschmolzenen Kunststoffs durch die Einspritzdüse (18) und durch die Einspritzöffnung sowie den Fließweg (16) in den Formhohlraum (92, 94) mit einem bestimmten Kunststoffeinspritzdruck;

c) Herstellen einer Verbindung für die vorbestimmte unter Druck gesetzte Fluidladung mit einer Öffnung (30), die zum Harzfließweg (16) im Formwerkzeug (90) zwischen dem Anfang und dem Ende des Fließwegs geöffnet ist; Einbringen der Fluidladung in den Fließweg (16) durch die Öffnung (30), um den geschmolzenen Kunststoff innerhalb des Formhohlraums (92, 94) zu verteilen;

d) Halten des Fluids unter Druck innerhalb der Gegenstände bis es im Formhohlraum (92, 94) erstarrt ist und

e) Entlüften des Fluids zur Umgebung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit, wobei die unter Druck gesetzte Fluidladung in den Fließweg eingebracht wird, nachdem die Menge von geschmolzenen Kunststoff in den Fließweg eingebracht wurde und die Fluidladung daran gehindert wird, vom Fließweg (16) durch die Einspritzöffnung in die Einspritzdüse (18) zu fließen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die eingebrachte Fluidladung daran gehindert wird, in die Einspritzdüse (16) einzudringen, indem die Fluidladung in den Fließweg an einer Stelle (30) der Fluideinspritzung eingebracht wird, in der das Harz der Bewegung der Fluidladung einen größeren Widerstand zwischen der Fluideinspritzposition und dem Anfang des Fließwegs entgegenbringt, als zwischen der Fluideinspritzposition und dem Ende des Fließweges.

3. Spritzgießeinrichtung zum Spritzgießen von Kunststoffgegenständen mit

- einer Spritzgießmaschine (20) mit einer Spritzdüse (18) zum Einspritzen von geschmolzenen Kunststoff durch die Düse;

- einem Formwerkzeug (19) mit einer Harzeinspritzöffnung zur Aufnahme von geschmolzenen Kunststoff am Anfang eines Fließweges, einem Formhohlraum (92, 94), der die Form des geformten Gegenstandes am Ende eines Fließweges bestimmt, und einem Kunststoffließweg (16) zum Herstellen einer Fließverbindung zwischen der Einspritzöffnung und dem Formhohlraum zwischen dem Anfang und dem Ende des Fließweges;

- Mittel (42, 44, 50) zum unter Druck Setzen einer Fluidladung auf eine vorbestimmte Druckhöhe und

- Mittel (26) zum Leiten des Fluids, die eine Verbindung zwischen dem Fließweg und den Mitteln zum unter Druck Setzen des Fluids zwischen dem Anfang und dem Ende des Fließweges an einer Öffnung (30, 30', 30'') herstellen, die sich zum Fließweg öffnet, um die Fluidladung in den Fließweg gleichzeitig oder nach dem Einspritzen des Kunststoff einzubringen, so daß die Fluidladung den geschmolzenen Kunststoff im Formhohlraum verteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Form einen Anguß (10) mit der Einspritzöffnung und wenigstens einem Teil des Fließweges aufweist, wobei die Mittel zum Leiten des Fluids innerhalb des Angusses (10) angeordnet sind und der Anguß (10) eine Buchse (12', 12'', 12''', 12'''') mit einer Öffnung aufweist und die Einspritzdüse mit der Buchse in Fließverbindung steht, die Fluidladung mit der Öffnung in der Buchse in Verbindung steht, die Mittel zum Leiten des Fluids Mittel aufweisen, um ein Entlüften des unter Druck gesetzten Fluids zur Umgebung nach dem Formen des Gegenstandes vorzunehmen und um zu verhindern, daß die eingebrachte Fluidladung von dem Fließweg (16) durch die Einspritzöffnung in die Düse hineinwandert.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der die Mittel zum Leiten des Fluids ein Ventil mit einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung aufweisen, wobei das Ventil (20) die Fluidladung in den Fließweg (16) durch die Öffnung in der geöffneten Stellung hindurchläßt und in der geschlossenen Stellung eine Verbindung der Fluidladung zum Fließweg verhindert.

5. Vorrichtung zur Verwendung mit einer Spritzgießeinrichtung mit einer Einspritzdüse (18) und einem Formwerkzeug (19) mit einem Formhohlraum (92, 94) am Ende eines Fließweges, einer Harzeinspritzöffnung am Anfang eines Fließweges und einem Fließweg (16) zum Herstellen einer Fließverbindung zwischen der Einspritzöffnung und dem Formhohlraum, wobei die Vorrichtung dafür vorgesehen ist, das Einbringen des unter Druck gesetzten Fluids in den Formhohlraum zu unterstützen und den Rückfluß des Fluids vom Fließweg durch die Einspritzöffnung und in die Düse zu verhindern und die

- einen Einsatz (12) aufweist, der am Formwerkzeug zwischen der Einspritzdüse und dem Formhohlraum anliegt, wobei der Einsatz wenigstens einen Teil des Harzfließweges (16) umfaßt und der die Verbindung zwischen der Einspritzöffnung und dem Formhohlraum herstellt, wobei der Einsatz eine Öffnung (30), die sich zum Fließweg öffnet sowie einen äußeren Fluideingang (28) und einen Fluiddurchgang (26), der sich zwischen dem äußeren Fluideingang und der Öffnung erstreckt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung so bemessen ist, daß sie ausreichend klein ist, um dem Eintritt von verhältnismäßig zähem, geschmolzenen Harz zu widerstehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Öffnung (30) so angeordnet ist, daß das Fluid in Richtung des Harzflusses von der Einspritzdüse (18) zum Formhohlraum (92, 94) eingebracht wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der das Formwerkzeug (90) einen Anguß (10) mit einer Angußöffnung aufweist und wobei die Vorrichtung zur Anlage an die Angußöffnung angepaßt ist.