DE4333543A1

DE4333543A1 - Process for producing hollow mouldings from thermoplastic material by injection moulding and a mould for carrying out the process

Info

Publication number: DE4333543A1
Application number: DE19934333543
Authority: DE
Inventors: Franz Scheschark
Original assignee: Thermoplast & Apparatebau GmbH
Current assignee: Thermoplast & Apparatebau GmbH
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1995-04-06

Abstract

For producing hollow mouldings from thermoplastic material by injection moulding, polymer melt is introduced into the cavity (22) of a mould (20) via a runner (24) and subsequently the polymer is forced out of the region forming the hollow space in the moulding into the open by gas introduced into the polymer under pressure. For this purpose, at the same time as the gas is introduced, a closable and heatable outlet channel (28), leading out into the open, is opened and the polymer forced out by the gas is expelled out of the cavity (22) through this outlet channel (28), whereupon the outlet channel (28) is closed again before the gas can flow out. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hohler Formkörper aus thermoplastischem Kunststoff durch Spritzgießen, bei dem schmelzflüssiger Kunststoff über einen Angußkanal in das Formnest eines nachfolgend kurz als Form bezeichneten Werkzeugs eingebracht und anschließend durch in den Kunststoff unter Druck eingebrachtes Gas der Kunststoff aus dem den Hohlraum des Formkörpers bildenden Bereich verdrängt wird, und eine Form zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing hollow Moldings made of thermoplastic by injection molding, in the molten plastic via a sprue in the mold nest of what is referred to briefly below as mold Tool inserted and then through in the plastic pressurized gas the plastic from the Cavity of the molded body forming area is displaced, and a form for performing the procedure.

Diese Verfahrensweise ist bekannt. Das unter Druck stehende Gas wird dabei entweder durch die Spritze oder durch eine Gasinjektionsnadel in den im Formnest befindlichen Kunststoff eingepreßt, wobei die Gasinjektionsnadel in den Kunststoff eingestochen werden kann oder derart fest an der Form ange bracht ist, daß sie in das Formnest einmündet.This procedure is known. The pressurized Gas is either through the syringe or through a Gas injection needle in the plastic in the mold cavity pressed in, the gas injection needle into the plastic can be pierced or so firmly attached to the shape is that it flows into the mold nest.

Bei der Anwendung des bekannten Verfahrens wird das Volumen des in das Formnest eingebrachten Kunststoffs auf das für die Bildung des hohlen Formkörpers erforderliche Volumen be schränkt.When using the known method, the volume of plastic introduced into the mold cavity on the for the Formation of the hollow molded body required volume be limits.

Es hat sich gezeigt, daß mit den bekannten Verfahren keine hohe Reproduktionsgenauigkeit des Hohlraums im Formkörper und keine gleichmäßige, von Schatten oder Umschaltpunkten freie Ober fläche erreicht werden kann.It has been shown that with the known methods no high Reproduction accuracy of the cavity in the molded body and none uniform upper, free of shadows or switching points area can be reached.

Es liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit relativ geringen Werkzeugkosten eine hohe Oberflächenqualität des Formkörpers und eine hohe Reproduktionsgenauigkeit des im Formkörper befindlichen Hohlraums erreicht wird. Insbesondere soll sich das Verfahren auch zur Herstellung flächiger, ver rippter und/oder dickwandiger Kunststoffteile ohne Oberflächen fehler und Einfallstellen eignen.It is therefore the object of the invention, a Ver drive the type mentioned in such a way that with relatively low tool costs and high surface quality of the molded body and a high reproductive accuracy of the im Molded cavity is achieved. Especially the method should also be used to manufacture flat, ver ribbed and / or thick-walled plastic parts without surfaces errors and sink marks.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem eingangs genannten Verfahren darin, daß das Formnest vollständig mit Kunststoff gefüllt wird und daß zugleich mit dem Einbringen des Gases ein verschließbarer und beheizbarer Austrittskanal geöffnet und der vom Gas verdrängte Kunststoff durch diesen Austrittskanal aus dem Formnest ausgetrieben wird, worauf der Austrittskanal wie der geschlossen wird, bevor das Gas ausströmen kann.The solution to this problem consists in the aforementioned Process in that the mold cavity completely with plastic is filled and that at the same time with the introduction of the gas lockable and heated outlet channel opened and the plastic displaced from the gas through this outlet channel the mold nest is driven out, whereupon the outlet channel how which is closed before the gas can escape.

Es hat sich gezeigt, daß durch diese Verfahrensweise nicht nur die gestellte Aufgabe zufriedenstellend gelöst werden kann, sondern daß auch eine Verkürzung der Zykluszeiten erreicht und der Werkzeugaufbau vereinfacht werden kann.It has been shown that not only by this procedure the task can be solved satisfactorily, but that cycle times are also shortened and the tool structure can be simplified.

Der aus der Form ins Freie ausgetriebene Kunststoff kann dort ausgehärten, ohne daß dieser Vorgang eine Rückwirkung auf die Zykluszeit hat, und kann gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung vermahlen und wieder der Plastifizierungs- und Spritzvorrich tung zugeführt werden.The plastic expelled from the mold into the open can be there harden without this process having a retroactive effect on the Has cycle time, and can according to an appropriate embodiment grind and again the plasticizing and spraying device tion are fed.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Beginn des Einpressens des Gases gegenüber dem Ende des Einspritzens des Kunststoffs verzögert wird, so daß der gegenüber dem Gasdruck wesentlich höhere Spritzdruck zuverlässig das gesamte Formnest mit Kunststoff füllt und den Kunststoff zur Erzielung einer hohen Oberflächenqualität vor dem Einpressen des Gases fugenlos gegen die Begrenzung des Formnestes drückt.An advantageous embodiment is that the beginning of gas injection towards the end of injection of the plastic is delayed, so that compared to the Gas pressure much higher spray pressure reliably the whole Mold cavity fills with plastic and plastic to achieve a high surface quality before the gas is injected presses seamlessly against the limitation of the mold cavity.

Das Gas kann in an sich bekannter Weise entweder durch den Angußkanal in den Kunststoff eingebracht oder direkt in den im Formnest befindlichen Kunststoff injiziert werden.The gas can either in a known manner through the Sprue channel introduced into the plastic or directly into the Mold plastic can be injected.

Eine Form zur Durchführung des Verfahrens mit einem in das Formnest mündenden Angußkanal besteht erindungsgemäß darin, daß die Form mit einem aus dem Formnest ausmündenden, beheizbaren und verschließbaren Austrittskanal versehen ist.A form for performing the procedure with one in the According to the invention, the runner opening into the mold nest consists in the fact that the mold with a heatable that opens out of the mold cavity and lockable outlet channel is provided.

Sie ist nach einer zweckmäßigen Weiterbildung mit einer Injektionsvorrichtung zum Einbringen eines unter Druck stehenden Gases in den Bereich des Formnestes versehen.It is after a practical training with a Injection device for introducing a pressure standing gas in the area of the mold cavity.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann die Injek tionsvorrichtung als gesonderter, durch den Angußkanal in das Formnest mündender Kanal ausgebildet sein.According to a further expedient embodiment, the injection tion device as a separate, through the sprue into Forming channel opening can be formed.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß sie mit einer durch die Formwandung in das Formnest einmündenden Injektionsvorrichtung für das Gas versehen ist.Another advantageous embodiment is that it with one opening into the mold cavity through the mold wall Injection device for the gas is provided.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiels wird die Erfindung näher erläutert.Based on an exemplary embodiment shown in the drawing game, the invention is explained in more detail.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch den zu erzeugenden Formkörper, Fig. 1 shows a cross section through the body shape to be produced,

Fig. 2 in schematischer, perspektivischer Darstellung das der Erzeugung des Formkörpers dienende, mit Kunststoff an gefüllte Formnest mit den ihm in der Form zugeordneten Kanälen bzw. Öffnungen nach Abschluß des Spritzvor gangs, Fig. 2 shows a schematic, perspective view of the serving for production of the shaped body, with plastic in the mold cavity filled with him passage in the form of dedicated channels or openings after completion of the Spritzvor,

Fig. 3 in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung die Situation während der Ausblasphase und Fig. 3 in a representation corresponding to FIG. 2 shows the situation during the blow-out phase and

Fig. 4 in einer den Fig. 2 und 3 entsprechenden Darstellung die Situation während der Gasdruckphase. Fig. 4 in a representation corresponding to Figs. 2 and 3, the situation during the gas pressure phase.

Der zu erzeugende, beispielsweise dargestellte Formkörper 10 besteht aus einem quaderförmigen. Abschnitt 12, der in Längs richtung von einem Hohlraum 14 mit abgerundeten Kanten durch zogen wird. Die eine breite Längsseite 16 setzt sich in einer flachen Rippe 18 fort, deren Breite etwa der Breite dieser Längsseite 16 entspricht.The molded body 10 to be produced, shown for example, consists of a cuboid. Section 12 , which is pulled in the longitudinal direction by a cavity 14 with rounded edges. A wide long side 16 continues in a flat rib 18 , the width of which corresponds approximately to the width of this long side 16 .

Zur Herstellung dieses Formkörpers 10 dient eine nur schema tisch dargestellte Spritzgießform 20, deren äußere Konturen in unterbrochenen Linien angedeutet sind. Im Inneren dieser Spritzgießform 20 befindet sich ein den äußeren Umrissen des zu erzeugenden Formkörpers 10 angepaßtes Formnest 22, in das ein Angußkanal 24 mündet, durch den in der Spritzphase Kunststoff in schmelzflüssigem Zustand in das Formnest 22 in solcher Menge eingespitzt wird, daß das Formnest 22 vollständig mit Kunst stoff ausgefüllt wird.To produce this molded body 10 is used only a schematically illustrated injection mold 20 , the outer contours of which are indicated in broken lines. Inside this injection mold 20 there is a mold cavity 22 adapted to the outer contours of the molded body 10 to be produced, into which a sprue channel 24 opens, through which plastic is injected into the mold cavity 22 in the molten state in the injection phase in such an amount that the mold cavity 22 completely filled with plastic.

In die im Formnest 22 befindliche, noch plastische Kunststoff masse wird während der Ausblasphase über einen Injektor 26 unter Druck stehendes Gas eingepreßt, wobei zugleich ein be heizter Austrittskanal 28 geöffnet wird, wie es schematisch durch die Stellung eines Schiebers 30 gezeigt wird.In the still 22 in the mold plastic plastic mass is pressed during the blow-out via an injector 26 pressurized gas, at the same time a heated outlet channel 28 is opened, as is shown schematically by the position of a slide 30 .

Als alternative Anordnung für das einpressen des Gases ist in Fig. 2 zugleich eine in die Spritzdüse 38 einmündende Gas leitung 36 gezeigt. Die Verbindung zwischen Spritze 42 und Gasdüse 34 kann durch einen Schieber 40 geschlossen werden, wenn das Gas eingepreßt wird. As an alternative arrangement for injecting the gas, a gas line 36 opening into the spray nozzle 38 is shown in FIG. 2 at the same time. The connection between syringe 42 and gas nozzle 34 can be closed by a slide 40 when the gas is injected.

Das Gas bildet eine den Hohlraum 14 erzeugende Blase 32 in dem dem quaderförmigen Abschnitt 12 des Formkörpers 10 entsprechen den großvolumigen Abschnitt des Formnests 22 und verdrängt da bei einen Teil des noch plastischen Kunststoffs durch den Austrittskanal 28. Bevor das Gas durch den Austrittskanal 28 entweichen kann, wird der Schieber 30 geschlossen, wodurch während der anschließenden Gasdruckphase das unter Druck ste hende Gas den erstarrenden Formkörper 10 von innen abstützt.The gas forms a bubble 32 which creates the cavity 14 in which the cuboid section 12 of the molded body 10 corresponds to the large-volume section of the mold cavity 22 and displaces part of the still plastic plastic through the outlet channel 28 . Before the gas can escape through the outlet channel 28 , the slide 30 is closed, whereby the pressurized gas supports the solidifying molded body 10 from the inside during the subsequent gas pressure phase.

Anhand der gegebenen Betriebsparameter, wie den Material eigenschaften, den herrschenden Temperaturen, dem Volumens des Formnestes, dem Volumens des zu erzeugenden Hohlraums und dem Gasdruck, kann der Schieber 30 so gesteuert werden, daß mit großer Reproduktionsgenauigkeit der gewünschte hohle Formkörper 10 erzeugt wird.Based on the given operating parameters, such as the material properties, the prevailing temperatures, the volume of the mold cavity, the volume of the cavity to be generated and the gas pressure, the slide 30 can be controlled so that the desired hollow molded body 10 is produced with great reproductive accuracy.

Wenn die Entformungstemperatur erreicht ist, wird der Gasdruck über den Injektor 26 abgebaut, worauf die Form 20 geöffnet und der Formkörper 10 entnommen werden kann.When the demolding temperature is reached, the gas pressure is released via the injector 26 , whereupon the mold 20 is opened and the molded body 10 can be removed.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung hohler Formkörper aus thermoplastischem Kunststoff durch Spritzgießen, bei dem schmelzflüssiger Kunststoff über einen Angußkanal in das Form nest einer Form eingebracht und anschließend durch in den Kunststoff unter Druck eingebrachtes Gas der Kunststoff aus dem den Hohlraum des Formkörpers bildenden Bereich verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Formnest vollständig mit Kunststoff gefüllt wird und daß zugleich mit dem Einbringen des Gases ein verschließbarer und beheizbarer Austrittskanal ge öffnet und der vom Gas verdrängte Kunststoff durch diesen Aus trittskanal aus dem Formnest ausgetrieben wird, worauf der Aus trittskanal wieder geschlossen wird, bevor das Gas aus strömen kann.1. A process for producing hollow molded articles made of thermoplastic by injection molding, in which molten plastic is introduced into the mold nest via a sprue and then the plastic is displaced from the area forming the cavity of the molded article by gas introduced into the plastic under pressure, characterized in that the mold cavity is completely filled with plastic and that at the same time with the introduction of the gas a closable and heatable outlet channel opens ge and the plastic displaced by the gas through this outlet channel is expelled from the mold cavity, whereupon the outlet channel is closed again, before the gas can flow out.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der aus dem Austrittskanal ausgetriebene Kunststoff vermahlen und wieder der Plastifizierungs- und Spritzvorrich tung zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in net that the expelled plastic from the outlet channel grind and again the plasticizing and spraying device tion is fed.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des Einpressens des Gases gegenüber dem Ende des Einspritzens des Kunststoffs verzögert wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the beginning of the pressing of the Gas towards the end of the injection of the plastic is delayed.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch den Angußkanal in den Kunststoff eingebracht wird. 4. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the gas through the Sprue channel is introduced into the plastic.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, durch gekennzeichnet, daß das Gas direkt in den im Formnest befindlichen Kunststoff injiziert wird.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the gas directly in the mold cavity plastic is injected.

6. Form zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem in das Formnest (22) mündenden Angußkanal (24), dadurch gekennzeichnet, daß die Form (20) mit einem aus dem Formnest (22) ins Freie ausmündenden, beheizbaren und verschließbaren Austrittskanal (28) versehen ist.6. Mold for performing the method according to one of claims 1 to 5 with a sprue ( 24 ) opening into the mold cavity ( 22 ), characterized in that the mold ( 20 ) with a from the mold cavity ( 22 ) opening out into the heatable and closable outlet channel ( 28 ) is provided.

7. Form nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Injektionsvorrichtung (26) zum Einbringen eines unter Druck stehenden Gases in den Bereich des Formnestes (22) versehen ist.7. Mold according to claim 6, characterized in that it is provided with an injection device ( 26 ) for introducing a pressurized gas into the region of the mold cavity ( 22 ).

8. Form nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsvorrichtung (26) als gesonderter, durch den Angußkanal (24) in das Formnest (22) mündender Kanal ausgebildet ist.8. Mold according to claim 7, characterized in that the injection device ( 26 ) is designed as a separate, through the sprue ( 24 ) in the mold cavity ( 22 ) opening channel.

9. Form nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer durch die Formwandung in das Formnest einmündenden Injektionsvorrichtung für das Gas versehen ist.9. Mold according to claim 7, characterized in that with a through the mold wall in the mold nest confluent injection device for the gas is provided.