DE4301320C1

DE4301320C1 - Injection moulding plastic components, esp. large containers - uses cores in tool cavity to reduce surface area during first injection and after core retraction second injection fills remaining voids

Info

Publication number: DE4301320C1
Application number: DE19934301320
Authority: DE
Inventors: Bernd Ternes; Alfons Deeken
Original assignee: Peguform Werke GmbH
Current assignee: SMP Deutschland GmbH
Priority date: 1993-01-20
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2013-01-21

Abstract

Reduced tool clamping loads are required in a two part injection moulding tool, esp. for large containers. One tool half (4,5) has retractable cores (8) which move into the cavity until contacting the opposing tool face. The surface area of the cavity is thus reduced and less clamping force (10) is needed to overcome the lower cavity pressure. A process using the tool (4,5) includes (i) tool (4,5) closure under clamping load (10); (ii) outward movement of cores (8) until contact is made with the opposing tool face; (iii) injection of plastic melt (9) to fill remaining cavity (iv) reduced pressure holding phase (v) retracting cores (8) from cavity; (vi) injecting further polymer to fill voids left by retracted cores (8); (vii) reduced pressure holding phase; (viii) component cooling ad demoulding. USE/ADVANTAGE - Injection moulding of plastic components, esp. large vol. containers. Requires less tool clamping force.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform zur Herstellung von Kunststoffteilen, insbesondere großvolumigen Behältern, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Kunststoffteile unter Verwendung der Spritz gießform.The invention relates to an injection mold for the production of Plastic parts, especially large-volume containers, after The preamble of claim 1 and a method for producing it such plastic parts using the spray mold.

Zur Herstellung von Kunststoffteilen und hier insbesondere auch großvolumigen Behältern werden in großem Umfang Spritzgießver fahren unter Verwendung von Spritzgießformen eingesetzt, wie es beispielsweise aus "Lueger", Lexikon der Fertigungstechnik und Arbeitsmaschinen, Band 9, 4. Auflage, 1968, Seite 347, rechte Spalte bekannt ist.For the production of plastic parts and here in particular large-volume containers are injection molding on a large scale drive using injection molds used like it for example from "Lueger", encyclopedia of manufacturing technology and Arbeitsmaschinen, volume 9, 4th edition, 1968, page 347, right Column is known.

Die Spritzgießform besitzt zwei Formhälften, nach deren Zusam menfahren (Schließen) Kunststoffschmelze unter hohem Druck durch einen Angußkanal eingespritzt wird. Damit die beiden Formhälften durch den hohen Spritzdruck nicht auseinandergedrückt werden, sind hohe, durch die Spritzgießmaschine aufzubringende Schließ kräfte erforderlich. Erst nach dem Erstarren des Kunststoffmate rials können dann die beiden Formhälften auseinandergefahren und der Behälter entnommen werden.The injection mold has two mold halves, after their together driving through (closing) plastic melt under high pressure a sprue is injected. So that the two mold halves are not pushed apart by the high spray pressure, are high closures to be applied by the injection molding machine forces required. Only after the plastic mat has solidified rials can then move the two mold halves apart and the container can be removed.

Bei einem typischen Verlauf des Einspritzdruckes ist dieser zu Beginn gleich Null und steigt dann während der Einspritzphase kontinuierlich auf einen Maximaldruck von beispielsweise 2000 N/mm². Während der sogenannten Nachdruckphase fällt der Druck auf einen vorgegebenen, etwa konstanten Wert ab, bis der Formhohlraum gefüllt ist und das Einspritzen beendet wird.With a typical course of the injection pressure, this is zero at the beginning and then increases continuously during the injection phase to a maximum pressure of, for example, 2000 N / mm ² . During the so-called holding pressure phase, the pressure drops to a predetermined, approximately constant value until the mold cavity is filled and the injection is ended.

Die hohen Einspritzdrücke und insbesondere der hohe, für das Füllen auch der entfernten Teile des Formhohlraums erforderliche Maximalwert führt insbesondere bei großvolumigen und damit groß flächigen Teilen, beispielsweise bei einem Behälter mit einem großflächigen Boden, zu sehr hohen Schließkräften, die die Spritzgießmaschine aufbringen muß. Diese hohen Schließkräfte ma chen aufwendige Konstruktionen mit hohen Kosten und hohem Mate rial- und Platzbedarf erforderlich.The high injection pressures and especially the high one for that Also fill the removed parts of the mold cavity as required Maximum value leads especially to large-volume and therefore large flat parts, for example in a container with a large floor, to very high clamping forces that the Injection molding machine must apply. These high clamping forces ma elaborate constructions with high costs and high mate rial and space required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießform anzugeben, die auch bei großvolumigen Kunststoffteilen und ins besondere -behältern verringerte Schließkräfte und damit weniger aufwendige Konstruktionen möglich macht. Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 3 genannten Merkmale gelöst.The invention has for its object an injection mold specify that even with large-volume plastic parts and ins special containers reduce closing forces and therefore less makes complex constructions possible. This task will solved by the features mentioned in claims 1 and 3.

Die ausfahrbaren Kerne verringern also diejenigen Flächenberei che der Formhälften, die unter dem Einfluß des Spritzdrucks die hohen Kräfte erzeugen, die durch die Schließkraft beherrscht werden müssen. Der Aufwand zur Aufbringung der Schließkräfte kann demgemäß verringert werden. Ein vollständiges Füllen des Formhohlraums ist trotzdem möglich, wenn nach wenigstens teil weisem Erstarren die Kerne eingefahren und dann die dadurch freigegebenen Formhohlräume durch weiteres Einspritzen ausge füllt werden. Zwar tritt dann hierbei im ungünstigsten Fall wiederum der maximale Einspritzdruck auf, der aber nur noch über die kleinere, durch die Kerne und die diesen gegenüberliegenden Wandteile gebildeten Flächen wirken.The extendable cores reduce those areas che of the mold halves, which under the influence of the injection pressure generate high forces that are controlled by the closing force Need to become. The effort to apply the clamping forces can be reduced accordingly. A complete fill of the Mold cavity is still possible if after at least part the cores, and then the wise stiffness released mold cavities by further injection be filled. The worst case scenario occurs again the maximum injection pressure, but only above the smaller one, through the cores and the wall parts opposite them formed surfaces act.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü che. So können zweckmäßig die Kerne im großflächigen Bereich des Formhohlraums angeordnet sein, der den Boden eines Behälters ausbildet. Die Kerne können entweder in nur einer Formhälfte oder auch in beiden Formhälften angeordnet sein.Further developments of the invention are the subject of the dependent claims che. Thus, the cores in the large area of the Mold cavity may be arranged, the bottom of a container trains. The cores can either be in one mold half or can also be arranged in both mold halves.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung kann in Weiterbil dung vorgesehen sein, daß das Einfahren von Kernen und das an schließende Einspritzen von verflüssigtem Kunststoff in den je weils freigegebenen Hohlraum in einer dritten oder weiteren Phase wiederholt werden.In the method according to the invention can in further Bil be provided that the retraction of cores and the closing injection of liquefied plastic in each because shared cavity in a third or more Phase to be repeated.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen be schrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawings wrote.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 schematisch einen großvolumigen Behälter aus Kunststoff; Figure 1 shows schematically a large-volume container made of plastic.

Fig. 2 schematisch eine Spritzgießform nach dem Stand der Tech nik zur Herstellung des Behälters nach Fig. 1; Figure 2 shows schematically an injection mold according to the state of the art for the manufacture of the container according to Fig. 1.

Fig. 3 den Verlauf des Einspritzdrucks bei der Herstellung eines Behälters unter Verwendung der Spritzgießform nach Fig. 2; Fig. 3 shows the profile of the injection pressure in the production of a container using the injection mold according to Fig. 2;

Fig. 4, 5 und 6 schematisch eine Spritzgießform nach der Erfin dung in drei unterschiedlichen Phasen der Behälterherstellung; Figures 4, 5 and 6 schematically an injection mold according to the inven tion in three different phases of container manufacture;

Fig. 7 den Verlauf des Einspritzdrucks bei Verwendung der Spritzgießform nach den Fig. 4 bis 6. Fig. 7 shows the course of the injection pressure by using the injection mold according to Figs. 4 to 6.

Die Fig. 1 bis 3 erläutern den Stand der Technik. Der in Fig. 1 dargestelle Behälter besteht aus einem Boden 1, Stirnseiten 2 und Längsseiten 3. Das in Fig. 2 dargestellte Spritzgießwerkzeug besitzt zwei Formhälften 4, 5. Nach dem Zusammenfahren der bei den Formhälften 4, 5 in die in Fig. 2 gezeigte Position wird Kunststoffschmelze unter hohem Druck durch einen Angußkanal 7 eingespritzt und füllt dann zunächst den wiederum mit 1 bezeich neten Bodenbereich und dann die Seitenbereiche 2, 3. Figs. 1 to 3 illustrate the prior art. The container shown in Fig. 1 consists of a bottom 1 , end faces 2 and long sides 3rd The injection mold shown in FIG. 2 has two mold halves 4 , 5 . After moving the mold halves 4 , 5 into the position shown in FIG. 2, plastic melt is injected under high pressure through a sprue 7 and then fills the bottom region, again designated 1, and then the side regions 2 , 3 .

Damit die beiden Formhälften 4, 5 durch den hohen Spritzdruck nicht auseinander gedrückt werden, sind hohe durch die Spritz gießmaschine aufzubringende Schließkräfte erforderlich, die in Richtung der Pfeile 10 wirken.So that the two mold halves 4 , 5 are not pressed apart by the high injection pressure, high closing forces to be applied by the injection molding machine are required, which act in the direction of the arrows 10 .

Der typische Verlauf des Einspritzdrucks ist schematisch in Fig. 3 gezeigt. The typical course of the injection pressure is shown schematically in FIG. 3.

Mit der Spritzgießform nach den Fig. 4 bis 6 wird ebenfalls ein Behälter gemäß Fig. 1 hergestellt. Abweichend von der Spritz gießform nach Fig. 2 sind bewegliche Kerne 8 vorgesehen, die in den Fig. 4 und 5 in der ausgefahrenen Position und in Fig. 6 in der eingefahrenen Position dargestellt sind. Das Ein- und Ausfahren der Kerne 8 kann auf übliche Weise erfolgen, beispiels weise mit Hilfe von Hydraulikzylindern (nicht dargestellt).A container according to FIG. 1 is also produced with the injection mold according to FIGS. 4 to 6. Notwithstanding the injection mold of FIG. 2 movable cores 8 are provided, which are shown in Figs. 4 and 5 in the extended position and in Fig. 6 in the retracted position. The cores 8 can be moved in and out in the usual way, for example with the aid of hydraulic cylinders (not shown).

Zu Beginn des Einspritzverfahrens sind gemäß Fig. 4 die Kerne 8 ausgefahren und liegen an der gegenüberliegenden Innenwand der Formhälfte 5 an. Die Kunststoffschmelze 9 wird durch den Anguß kanal 7 unter hohem Druck eingespritzt und strömt um die Kerne 8 herum ein, bis der Formhohlraum 1, 2, 3 gemäß Fig. 5 ausgefüllt ist. Dabei kann der Einspritzdruck nur auf die Flächen außerhalb der Kerne 8 einwirken, so daß eine Verringerung der Schließ kräfte möglich ist. Anschließend werden die Kerne eingefahren (Fig. 6), und es können dann durch weiteres Einspritzen von Kunststoffschmelze 9 die durch die zurückgezogenen Kerne 8 frei gegebenen Formhohlräume entsprechend der Darstellung in Fig. 6 ausgefüllt werden.At the beginning of the injection process, the cores 8 are extended as shown in FIG. 4 and rest on the opposite inner wall of the mold half 5 . The plastic melt 9 is injected through the sprue 7 under high pressure and flows around the cores 8 until the mold cavity 1 , 2 , 3 is filled in accordance with FIG. 5. The injection pressure can only act on the surfaces outside the cores 8 , so that a reduction in the closing forces is possible. The cores are then retracted ( FIG. 6), and the mold cavities released by the retracted cores 8 can then be filled in by further injection of plastic melt 9, as shown in FIG. 6.

Der Verlauf des Einspritzdrucks bei Verwendung der Spritzgieß form nach Fig. 4 bis 6 ist in Fig. 7 gezeigt. Der Druckverlauf während der ersten Einspritzphase entsprechend der Zeit t1 ent spricht dem Druckverlauf gemäß Fig. 3. Es wird auch hier wieder ein hoher Maximaldruck von beispielweise 2000 N/mm² erreicht. Danach fällt der Einspritzdruck während der ersten Nachdruck phase entsprechend der Zeit t2 auf einen konstanten Wert wie bei dem Verlauf gemäß Fig. 3 ab. Nach dem Zurückziehen der Kerne 8 schließt sich die zweite Einspritzphase entsprechend der Zeit t3 an. Wiederum wird der Maximaldruck erreicht und fällt dann wäh rend der zweiten Nachdruckphase entsprechend der Zeit t4 wieder auf den konstanten Druck ab, bis das Einspritzen beendet ist.The course of the injection pressure when using the injection mold according to FIGS. 4 to 6 is shown in FIG. 7. The pressure curve during the first injection phase corresponding to the time t1 corresponds to the pressure curve according to FIG. 3. Here, too, a high maximum pressure of, for example, 2000 N / mm ^{2 is} reached. The injection pressure then falls during the first holding pressure phase in accordance with the time t2 to a constant value as in the course according to FIG. 3. After the withdrawal of the cores 8 , the second injection phase follows in accordance with the time t3. Once again, the maximum pressure is reached and then falls back to the constant pressure during the second holding pressure phase corresponding to time t4 until the injection has ended.

Wie gestrichelt gezeichnet, können sich während der Zeit tn + tn+1 eine oder mehrere weitere Einspritz- und Nachdruckphasen anschließen, nachdem jeweils weitere Kerne eingefahren worden sind. Die Maximaldrücke während der Einspritzzeiten t1, t3 und tn erreichen zwar prinzipiell die gleichen Werte wie bei dem Verlauf nach Fig. 3, wirken aber jeweils auf verringerte Flä chen, so daß die Schließkräfte entsprechend verringert sein kön nen.As shown in dashed lines, one or more further injection and holding pressure phases can follow during the time tn + tn + 1 after further cores have been run in. The maximum pressures during the injection times t1, t3 and tn in principle reach the same values as in the course according to FIG. 3, but each have an effect on reduced areas, so that the closing forces can be reduced accordingly.

Claims

1. Injection mold for the production of plastic parts, in particular large-volume containers, with two mold halves ( 4 , 5 ) which form a mold cavity in the closed state, characterized in that at least one of the mold halves ( 4 , 5 ) one or more, in the mold cavity has for the abutment against the opposite mold cavity wall extendable cores ( 8 ) which reduce such opposing surface areas of the mold cavity which, under the influence of the injection pressure, generate forces which counteract the closing force ( 10 ) for the mold halves ( 4 , 5 ).

2. Injection mold according to claim 1, characterized in that the cores ( 8 ) are arranged in the large area of the mold cavity which forms the bottom ( 1 ) of a container.

3. Process for the production of plastic parts and use of an injection mold according to claim 1 or 2, characterized by the process steps:

a) closing the mold by applying a closing force ( 10 ) to the mold halves ( 4 , 5 );
b) extending the cores ( 8 ) into the mold cavity until they abut the opposite mold cavity wall;
c.1) injecting plastic melt ( 9 ) under high pressure into the remaining mold cavity until it is completely filled;
c.2) reduction of the injection pressure (holding pressure phase 1);
d) retracting at least one core ( 8 );
e.1) injection of plastic melt ( 9 ) under high pressure into the mold cavity enlarged by the insertion of cores ( 8 ) until the mold cavity is filled again;
e.2) reduction of the injection pressure (holding pressure phase 2);
f) cooling the mold until the plastic has solidified to such an extent that demolding is possible;
g) opening the mold and removing the plastic part.

4. The method according to claim 3, characterized, that steps d), e.1) and e.2) for further cores or repeated several times.