DE69517471T2

DE69517471T2 - Spritzgiessverfahren mit gegenüberliegenden Anschnitten

Info

Publication number: DE69517471T2
Application number: DE69517471T
Authority: DE
Inventors: Rene A. Bertschi; Edward J. Jenko; Walter Malmquist; Martin Osterode
Original assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Current assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Priority date: 1994-06-06
Filing date: 1995-04-24
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2015-04-25
Also published as: US5789033A; EP0688652A1; US5651998A; DK0688652T3; EP0688652B1; DE69517471D1; ATE193860T1; JPH0839609A; JP2993866B2; HK1011636A1; US5798069A

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Formungssystem und ein Einspritzverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 beziehungsweise Anspruch 15.
Ein derartiges Formungssystem beziehungsweise ein derartiges Einspritzverfahren ist vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 19 der DE-T1- 4,092,623 bekannt. Dieses Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 19 der DE-T1- 4,092,623 offenbart ein Formungssystem/einen Formungsvorgang, in dem die erste und die zweite Formhälfte und eine Einlage einen unteren Formhohlraum und einen oberen Formhohlraum bilden, der vom unteren Formhohlraum durch die Einlage getrennt ist. In jeden Formhohlraum mündet eine Einspritzgruppe zum Einspritzen von möglicherweise verschiedenen Materialien (ob die Materialien während der Einspritzung verschieden sind oder nicht, scheint aus der DE-T1-4,092,623 nicht deutlich hervorzugehen).
Die japanischen Patentzusammenfassungen offenbaren in Band 14 Nr. 93 (14- 939) [4036], 21. Februar 1990 & JP-A-01,304,919 die Formung eines Gegenstandes aus Verbundplastik, der aus zwei verschiedenen Harzen hergestellt ist. Der sich ergebende Gegenstand umfaßt Teile eines Harzes, die seitlich an Teile des anderen Harzes angrenzen. Die zwei Harze werden in zwei Schritten eingespritzt, wobei ein Harz vollständig in einen Formhohlraum eingespritzt wird, der vom anderen Formhohlraum durch eine Trennplatte abgetrennt ist, gefolgt von einer Entfernung der Trennplatte und einer Einspritzung des zweiten Harzes in den zweiten Hohlraum.
Die japanischen Patentzusammenfassungen offenbaren in Band 10 Nr. 231 (M- 506) [2287], 12. August 1986 & JP-A-61,063,426 ein Verfahren zur Formung eines Verbundgegenstandes in einem Formhohlraum, wobei der Gegenstand einen äußeren Teil (Schale), hergestellt aus thermoplastischem Harz, und einen inneren Teil (Kern), hergestellt aus einem Metall oder einer Metallegierung, umfaßt. Das thermoplastische und das metallische Material werden aufeinanderfolgend von gegenüberliegenden Düsen eingespritzt. Zuerst wird das thermoplastische Material eingespritzt, und nachdem der Hohlraum vergrößert wurde, wird das Metall eingespritzt.
Im allgemeinen ist die Koinjektion dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Harz in einen Formhohlraum eingespritzt wird, gefolgt von oder gleichzeitig mit der Einspritzung einer oder mehreren anderer Harzarten in den gleichen Hohlraum. Dieses Verfahren führt typischerweise dazu, daß der Gegenstand zahlreiche Schichten über seinen Querschnitt hinweg und im allgemeinen eine größere Anzahl von Schichten als Harzarten in dem Fall, in dem die aufeinanderfolgende Einspritzung der Harze verwendet wird, aufweist.
Der Stand der Technik der Einspritzung umfaßt eine Vielzahl von Vorrichtungen und Verfahren zur Bildung von geformten Artikeln aus einer Vielzahl von Harzen durch Koinjektion. Zum Beispiel zeigen die US-Patente Nr. 5,028,226 und Nr. 4,717,324 gleichzeitige beziehungsweise aufeinanderfolgende Koinjektionsvorrichtungen und -verfahren. Beide Patente zeigen eine Düse, die für einen Formhohlraum bestimmt ist, worin der Formhohlraum für Formungszwecke durch Einspritzung einer Vielzahl von Harzen durch eine einzige Einlauföffnung vollständig gefüllt ist. Da für die Vielzahl von Harzen eine einzige Öffnung benutzt wird, kann das Heißkanalsystem, das verwendet wird, um die verschiedenen Harzarten von der Harzquelle zur Beförderung in die geformten Hohlräume zu empfangen, sehr kompliziert sein, wie in den Figuren, die in den zwei Patenten gezeigt werden, deutlich wird. Folglich führen derartig komplizierte Heißkanalsysteme zu Formkonstruktionen, die nicht kompakt sind und dabei weniger Hohlräume und die Formung von weniger Gegenständen innerhalb eines bestimmten Raumes in einer Formmaschine ermöglichen. Wegen ihrer Komplexität erfordern die Systeme ebenfalls eine besondere Beachtung der Konstruktion und der Herstellung, die bei weniger anspruchsvollen Systemen zur Einspritzung eines einzigen Harzes normalerweise nicht erforderlich sind oder angetroffen werden.
Ein alternatives Koinjektionsverfahren wird im US-Patent Nr. 4,803,031 gezeigt, worin geformte Gegenstände durch die Einspritzung eines Harzes in einen Hohlraum und die Füllung des Hohlraumes und danach durch die Vergrößerung und das Füllen des zusätzlichen Raumes mit einem zweiten Harz gebildet werden. Das Ergebnis einer derartigen Technik sind zwei verschiedene Bereiche, von denen jeder eine Harzart umfaßt. Eine derartige Anordnung erfordert jedoch zwei Einspritzpunkte in den Formhohlraum, was zu komplizierten und sperrigen Konstruktionen von Heißkanälen führt. Wie in den Figuren zu ersehen ist, erfordert die Konstruktion der Heißkanäle die Anordnung der Hohlräume mit großen Abständen voneinander, und diese weisen selbst eine komplizierte, nicht geradlinige Konstruktion auf. Das US- Patent Nr. 4,275,030 leidet unter den gleichen Problemen, indem es ein ähnliches Verfahren zur Herstellung eines geformten Artikels aus mehrfachen Harzen offenbart. In diesem Patent sind die Formhohlräume von beweglichen Klingen unterteilt und Harz wird in einen ersten unterteilten Abschnitt des Hohlraumes eingespritzt. Die Klinge wird dann bewegt und Harz wird in den verbleibenden Abschnitt des Hohlraumes durch eine zusätzliche Düsenöffnung eingespritzt. Als Ergebnis werden die verschiedenen Harzarten dazu veranlaßt, in dem Bereich, der zuvor von der Klinge eingenommen wurde, sich zu verbinden oder zu verschweißen.
Das US-Patent Nr. 3,873,656 zeigt eine Koinjektionsvorrichtung, worin eine Vielzahl von Kunststoffen in einen Formhohlraum durch eine Anzahl von verschiedenen Einlauföffnungen eingespritzt werden. Die zeitliche Festlegung der Öffnung und der Schließung der Einlauföffnungen legt die Anzahl und das Ausmaß der Harztypen fest, die den geformten Gegenstand bilden. Wie aus den Figuren ersehen werden kann, ist die Konstruktion nur für die Formung von sehr großen Plastikgegenständen geeignet, worin die Vielzahl von Einlauföffnungen verwendet werden kann. Der Heißkanal ermöglicht ebenfalls keine individuelle Temperaturkontrolle von verschiedenen Harzarten, was die Verschiedenheit der Harze, die in dem System zusammen verwendet werden können, von Natur aus beschränkt. Zusätzlich ist, da die Einlauföffnungen voneinander entfernt sind, der Fluß jedes Harzes nicht im ganzen Teil symmetrisch, sondern ist im Bereich der Einspritzöffnung verschoben.
Das US-Patent Nr. 4,212,626 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Übertragung von Plastik in einer Stapelgußanordnung. Zwei Schmelzspritzeinheiten werden verwendet, wobei sich eine Einheit in der feststehenden Platte des Stapelgusses und die andere Einheit in der beweglichen Platte des Stapelgusses befindet. Jede Einheit umfaßt ihren eigenen Heißkanaldurchgang und ihren eigenen Durchflußkontrolleinlauf. Wenn sich die bewegliche Platte in der geschlossenen Position an der feststehenden Platte befindet, stehen die Einläufe jeder Einheit in leitender Verbindung. Dementsprechend wird der Einlauf jeder Einheit betätigt, um ihn zu öffnen oder zu schließen, wenn sich die Platte in geschlossener Position befindet, um einen Fluß von unter Druck stehender Schmelze vom ersten Heißkanaldurchgang zum zweiten Heißkanaldurchgang bereitzustellen. Die offenbarte Vorrichtung ist nicht für die Verwendung mit zwei Materialien geeignet. Ein Heißkanal wird bereitgestellt, um eine Vielzahl von Hohlräumen von einer Düse aus zu beschicken. Der Heißkanal läuft durch getrennte Kontrollventile und bewegt fortschreitend Plastik in jeden Hohlraum. Mit nur einem Heißkanal, der Materialien für alle Hohlräume bereitstellt, kann nur ein Material verwendet werden, um die Gegenstände zu formen.
Das US-Patent Nr. 5,145,630 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur verbesserten Kern-/Hohlraumausrichtung bei der Herstellung von Behältern mit dünnen Wänden aus einem Material. Diese Vorrichtung wird verwendet, um Plastik in den Randabschnitt eines dicklippigen Gegenstandes einzuspritzen, um die Lage des Schmelzkernes bezüglich des Hohlraumes während des Vorganges der Plastikeinspritzung zu stabilisieren. Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt wird, wird die gleichzeitige Einspritzung von Plastik von gegenüberliegenden Enden des Behälters gezeigt. Zweck der gleichzeitigen Einspritzung ist es offensichtlich, die Kernverschiebung durch die Verringerung der Durchflußlänge des Plastiks durch den Abschnitt der dünnen Wand zu stabilisieren. Als Ergebnis wird ein gleichförmigerer Fluß hergestellt. Die offenbarte Vorrichtung bezieht sich nur auf die Verwendung mit einem einzigen Harz.
Daher besteht auf dem Gebiet der Einspritzformung das Bedürfnis nach einer vereinfachten Formwerkzeug-Konstruktion, die eine effiziente Anordnung der Düsen und eine effiziente Verwendung des Raumes zur Einspritzung einer Vielzahl von Harzen erlaubt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die hauptsächliche Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zur Einspritzung von mehreren Harzen in einen Formhohlraum auf eine raumeffiziente Weise zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Einspritzsystem und -verfahren zu schaffen, das einfache Konstruktionen von Düsen und Heißkanälen verwendet.
Noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Einspritzsystem und -verfahren zu schaffen, worin Heißkanäle und Düsen unabhängig voneinander auf jedes Harz eingestellt werden können, während sie zur Anordnung in der Form raumeffizient sind.
Noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Einspritzsystem und -verfahren zu schaffen, dessen Konstruktion einfach ist und das Teile mit einzigartigen Qualitäten herstellen kann.
Die obengenannten Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung der gegenüberliegenden Einlaufeinspritzung der gegenwärtigen Erfindung erzielt, die im Hauptausführungsbeispiel zur Bildung von geformten Gegenständen aus einem Verbund von Materialien benutzt wird, wobei die Einspritzformer eine erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte umfassen, die dazu angepaßt sind, zur Bildung mindestens eines Formhohlraumes zusammenzuwirken. Die Erfindung umfaßt ein erstes Einspritzmittel, das in der ersten Formhälfte angrenzend an den einen Hohlraum zur Einspritzung eines ersten Formharzes in den Formhohlraum durch eine erste Öffnung angeordnet ist. Ein zweites Einspritzmittel ist eingeschlossen, das in der zweiten Formhälfte, angrenzend an den Formhohlraum, zur Einspritzung eines zweiten Formharzes angeordnet ist. Das zweite Formharz unterscheidet sich vom ersten Harz. Das zweite Harz wird durch eine zweite Öffnung eingespritzt, die nicht mit der ersten Öffnung verbunden ist. In Übereinstimmung mit der Erfindung können die Einspritzmittel entweder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend betätigt werden, um den Formhohlraum zu füllen.
Das Einspritzverfahren umfaßt die Bildung eines geformten Gegenstandes aus einem Verbund von Materialien, die den Schritt der Bereitstellung eines Einspritzformers beinhaltet, der eine erste und eine zweite Formhälfte umfaßt, die zur Formung mindestens eines Formhohlraumes zur Bildung des geformten Gegenstandes zusammenwirken. Zusätzliche Schritte des Verfahrens umfassen die Einspritzung eines ersten Materials in den Formhohlraum aus einer Position innerhalb der ersten Formhälfte und die Einspritzung eines zweiten Materials in den Formhohlraum aus einer Position innerhalb einer zweiten Formhälfte, worin das zweite Material vom ersten verschieden ist. Das Verfahren kann die Schritte der Einspritzung umfassen, die entweder aufeinanderfolgend oder gleichzeitig sind, wobei die gewählte Weise die Art der Schichtanordnung festlegt, die der sich ergebende Formgegenstand umfaßt.
Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das erste Einspritzmittel umfassen, das eine erste Einspritzdüse ist, die in einer Öffnung innerhalb der ersten Formhälfte des Einspritzformers angeordnet ist. Das gleiche Ausführungsbeispiel kann das zweite Einspritzmittel umfassen, das eine zweite Einspritzdüse ist, die in einer Öffnung innerhalb der zweiten Formhälfte angeordnet ist, worin die Materialien von der ersten und von der zweiten Düse im Hohlraum, der von den Formhälften gebildet wird, verteilt werden. Das gleiche Ausführungsbeispiel umfaßt ebenfalls jede Einspritzdüse, die eine getrennte Materialquelle umfaßt, worin die Quellen für jede Düse nicht miteinander verbunden sind. Alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch Düsen umfassen, die im wesentlichen einander gegenüberliegen oder versetzt angeordnet sind.
Die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnittsaufriß einer Einspritzvorrichtung in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht von Fig. 1, die den ersten Schritt der Einspritzung eines aufeinanderfolgenden Einspritzverfahrens zeigt.
Fig. 3 ist ähnlich Fig. 2, die den zweiten Schritt der Einspritzung des aufeinanderfolgenden Einspritzverfahrens zeigt.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der Einspritzvorrichtung und des Einspritzverfahrens der vorliegenden Erfindung, die in einer Form mit mehreren Hohlräumen verwendet wird.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die die Ergebnisse der gleichzeitigen Einspritzung zeigt.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht, die die Ergebnisse der Verwendung der gleichzeitigen Einspritzung zeigt, und die ein Harz mit hoher Viskosität mit einem Harz mit niedriger Viskosität verbindet.
Fig. 7 und 8 sind Querschnittsansichten des Ausführungsbeispiels mit versetzten Düsen, das eine nicht einheitliche Form verwendet.
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht eines anderen alternativen Ausführungsbeispiels, das die Verwendung einer einzigen Düse, die in einer Formhälfte angeordnet ist, und eine Koinjektionsdüse, die in der anderen Formhälfte angeordnet ist, zeigt.

Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Es wird nun auf die Zeichnung im Detail Bezug genommen, worin in Fig. 1 ein Querschnittsaufriß der gegenüberliegenden Einlaufeinspritzeinrichtung der vorliegenden Erfindung, die im wesentlichen als 10 gekennzeichnet ist, gezeigt ist. Die Einrichtung 10 wird verwendet, um einen Gegenstand 12 zwischen einer negativen Formhälfte 14, die eine Formoberfläche aufweist, und einer positiven Formhälfte 16, die eine Formoberfläche aufweist, zu bilden, wobei die negative Formhälfte 14 mit einer feststehenden Platte 18 und die positive Formhälfte 16 mit einer beweglichen Platte 20 verbunden ist. Die negative Formhälfte 14 wirkt mit der positiven Formhälfte 16 zusammen, um einen Formhohlraum 22 zu bilden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Einrichtung 10 eine Einspritzgruppe 24, die in der negativen Formhälfte 14 und der feststehenden Platte 18 angeordnet ist, und eine Einspritzgruppe 26, die in der positiven Formhälfte 16 angeordnet ist. Die Einspritzgruppe 24 umfaßt eine Düse 28 und eine Einspritzeinheit 30. Die Düse 28 befindet sich in der negativen Formhälfte 14, angrenzend an den Formhohlraum 22, so daß sich die Öffnung 32 in den Hohlraum 22 öffnet. Die Einspritzeinheit 30 ist in Fließverbindung mit einer Quelle (nicht gezeigt) für Harz oder Material 34, das unter Druck über die Düse 28 und die Einspritzeinheit 30 in den Hohlraum 22 eingespritzt wird. Ähnlich umfaßt die Einspritzgruppe 26 eine Düse 36, eine Einspritzeinheit 38 und zusätzlich einen Schmelzflußverteiler 40. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Düse 36 in der positiven Formhälfte 16 im wesentlichen gegenüber der Anordnung der Düse 28 in der negativen Formhälfte 14, angrenzend an den Hohlraum 22, angeordnet. Dementsprechend öffnet die Öffnung 42 der Düse in den Formhohlraum 22 zum Einbringen eines anderen Harzes oder Materials 44 während des Einspritzformverfahrens.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Gruppe 26 auf eine andere Weise als die Gruppe 24 angeordnet. Das heißt, die Einspritzgruppe 24 in der negativen Formhälfte 14 ist so angeordnet, daß die Einspritzeinheit 30 auf der gleichen horizontalen Ebene angeordnet ist wie die Düse 28, so daß sie sich im wesentlichen in einer Linie befinden. Da die Gruppe 26 einen Verteiler 40 zur Erhitzung des Harzes 44 vor seinem Eintritt in die Düse 36 benutzt und aus Gründen der Einsparung von Raum in der waagrechten Richtung, ist jedoch die Einspritzeinheit 38 im wesentlichen rechtwinklig zu der Düse 36 und vertikal von ihr entfernt angeordnet. Als Ergebnis wird der vertikale Raum benutzt, um Elemente der Einrichtung zu tragen, anstatt die waagerechten Abmessungen der Formeinrichtung erhöhen zu müssen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 kann ein geformter Gegenstand aus einer Verbindung von mehreren Harzen 34 und 44 gebildet werden, wobei jedes Harz getrennt in den Hohlraum 22 von gegenüberliegenden Düsen 28 und 36 eingeführt wird. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird das erste Harz 34 zuerst in den Hohlraum 22 durch eine Düse 28 eingeführt und füllt den zentralen Bereich des Hohlraumes 22 teilweise. Anschließend wird das zweite Harz 44 in den Hohlraum 22 durch die Düse 36 eingeführt, wobei der Formhohlraum 22 mit den Harzen 34 und 44 auf eine Weise gefüllt wird, die in Fig. 3 gezeigt wird. Als Ergebnis dieses aufeinanderfolgenden Einspritzverfahrens wird das zuerst eingeführte Harz 34 durch das Harz 44 an die Ränder des Formhohlraumes 22 gedrängt. Ein Gegenstand 12, wie im Hohlraum 22 der Fig. 3 gezeigt, wird gebildet, wobei das Harz 34 das Äußere des Gegenstandes 12 und das Harz 44 das Innere des Gegenstandes 12 bildet.
Durch die in den Fig. 1-3 dargestellte Anordnung können die gezeigten vereinfachten Einspritzgruppen jeweils unabhängige und genaue Temperatursteuerungen aufweisen, die besonders mit jedem Harz kompatibel sind, wodurch die Konstruktion des Heißkanals vereinfacht wird. Zusätzliche Steuerungen 45, die in Fig. 1 schematisch dargestellt sind, zur Auswahl der gleichzeitigen oder aufeinanderfolgenden Einspritzungen mittels der Düsen sind ebenfalls an der Einrichtung 10 ergänzt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 kann die in den Fig. 1-3 gezeigte Anordnung für die Verwendung in einer Form mit mehreren Hohlräumen zur Herstellung einer Vielzahl von Teilen aus Verbundmaterialien, typischerweise kleinen Verschlüssen, verändert werden. Eine Einrichtung 110 wird verwendet, um eine Vielzahl von Gegenständen 112 in einem einzigen Einspritzformschritt zu bilden. Die Einrichtung umfaßt eine Vielzahl von Düsen 136, die in der positiven Formhälfte 116 angeordnet sind, und eine Vielzahl von gegenüberliegend angeordneten Düsen 128, die in der negativen Formhälfte 114 angeordnet sind. Die Düsen 128 werden von einer Einspritzeinheit 130 beschickt und die Düsen 136 werden von einer Einspritzeinheit 138 beschickt. Wiederum ist wegen der geringeren Verfügbarkeit des waagrechten Raumes die Einspritzeinheit 138 außer der Reihe mit den Düsen 136 angeordnet, gegenüber der Einspritzeinheit 130, die in einer Reihe mit den Düsen 128 angeordnet ist. Die Einspritzeinheit 130 bewegt ein erstes Harz unter Druck über einen gemeinsamen Beschickungsbereich 150, der eine Vielzahl von Beschickungsverzweigungen aufweist, die zu jeder Düse führen, in die Düsen 128. In vergleichbarer Weise beschickt die Einspritzeinheit 138 ein zweites Harz über einen gemeinsamen Beschickungsbereich 152, der in die Düsen 136 führende Beschickungsverzweigungen aufweist, in die Düsen 136. Als Ergebnis der gegenüberliegenden Düsen kann der Raum zwischen den Hohlräumen 122 sehr klein sein, so daß eine große Anzahl von Verschlüssen innerhalb eines bestimmten Raumes, der zur Formung zur Verfügung steht, hergestellt werden kann. Die Verteiler der Heißkanäle 154 und 156, die die Düsen 128 beziehungsweise 136 unterstützen, sind konstruktionsbedingt voneinander isoliert, was zu präzisen Temperaturkontroll- und Schmelzkanaldurchflußwegen führt, die für jede Harzart ohne Beeinflussung durch die Erfordernisse anderer Harze optimal eingestellt sind.
Dementsprechend können die Verteiler 154 und 156 und die Düsen 128 und 136 vom Standardtyp sein, der normalerweise dazu benutzt wird, Gegenstände herzustellen, die nur ein einziges Material erfordern.
Verschiedene Verfahren der Harzeinspritzung können mit den zwei Ausführungsbeispielen, die in Fig. 1-4 gezeigt werden, verwendet werden. Wenn unter Bezugnahme auf Fig. 5 anstatt einer aufeinanderfolgenden Einspritzung, wie oben in Fig. 1-4 besprochen, ein gleichzeitiges Einspritzverfahren verwendet wird, kann ein Gegenstand mit zwei Schichten anstatt eines Gegenstands mit drei Schichten, der zwei Harzmaterialien umfaßt, geformt werden. Fig. 5 zeigt die Ergebnisse der gleichzeitigen Einspritzung von verschiedenen Harzen 34 und 44 durch die Düsen 28 beziehungsweise 36. Zusätzlich zur gleichzeitigen Einspritzung kann die Feinabstimmung des Materialvolumens und der Materialgeschwindigkeit von jeder der Düsen verschiedene Ergebnisse bei den Eigenschaften des geformten Gegenstandes ergeben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 kann weiterhin, wenn Materialien verwendet werden, die verschiedene Viskositäten aufweisen, ein verschiedenes Ergebnis im Gegenstand 12 erreicht werden. Fig. 6 zeigt ein Material 52 mit hoher Viskosität, das von der Düse 36 ausgespritzt wird, und ein Material 54 mit niedriger Viskosität, das von der Düse 28 ausgespritzt wird. Als Ergebnis des langsameren Flusses des Materials 54 von geringer Viskosität in den Hohlraum 22 weist der sich ergebende Gegenstand eine dünne Wand und eine dicke Wand auf, worin die dünne Wand das langsamer eintretende Material 54 mit niedriger Viskosität umfaßt. Außerdem können Parameter wie z. B. Geschwindigkeit, Druck und zeitliche Festlegung verändert werden, um Gegenstände zu formen, die gewünschte Eigenschaften oder visuelle Charakteristiken aufweisen, die von der Dicke des Materials des Gegenstandes bestimmt werden.
Zusätzlich zu den oben genannten Parametern können, wenn die Formen des Formhohlraumes verändert werden und Bewegungen der Formhälfte ausgeführt werden, einzigartig geschichtete und gestaltete Gegenstände erzielt werden.
Fig. 7 und 8 zeigen ein Beispiel der Verwendung einer versetzten Konstruktion von Fig. 11 und 12 mit einem nicht einheitlich gestalteten Formhohlraum 270. Wie in Fig. 13 gezeigt, ist der Formhohlraum 270 unterteilt in einen oberen kleinen Abschnitt 271, der einen kleineren Rauminhalt als ein unterer großer Abschnitt 272 aufweist. Ein erstes Material, ein Harz 234, wird eingespritzt, um den oberen Abschnitt 271 zu füllen und hieran schließt sich die Einspritzung eines zweiten Materials, eines Harzes 244, in den unteren Abschnitt 272 an, das den Hohlraum 270 füllt, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Als Ergebnis dieses Verfahrens und dieser Formgestaltung umfaßt der hergestellte Gegenstand 212 in seinem unteren Abschnitt ein Schalenmaterial mit einer ersten Charakteristik und einen Kern mit einer anderen Charakteristik. Verschiedene Kombinationen von Einspritzpunkten, Mengen und zeitlicher Festlegung können verwendet werden, um Gegenstände mit verschiedenen Konfigurationen herzustellen.
Fig. 9 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, worin eine Koinjektionsdüse 480 in der negativen Formhälfte 414 verwendet wird und einer Einspritzdüse 436 für nur ein Material gegenübersteht, ähnlich denjenigen, die in den anderen Ausführungsbeispielen in der positiven Formhälfte 416 gezeigt sind. Als eine zusätzliche Alternative könnte eine Koinjektionsdüse auch in der Formhälfte 416 benutzt werden, um zwei oder mehrere Materialien von der positiven Hälfte 416 einzuspritzen. Jede Kombination von Düsen für ein Material, für zwei Materialien oder für mehr als zwei Materialien könnte in den Gestaltungen der Formhälften verwendet werden, wie in Fig. 9 gezeigt, um die Herstellung einer Art von gewünschten Gegenständen zu erreichen. Als Folge der Düsen, die sich einander in gegenüberstehenden Formhälften gegenüberstehen, kann eine Vereinfachung des Heißkanals der Koinjektionsdüse 480 erzielt werden. Das heißt, Abschnitte der vorher komplexen Heißkanalsysteme, z. B. die Heißkanäle für die normalen Düsenarten, können in der positiven Formhälfte 416 angeordnet werden, wobei Raum in der negativen Formhälfte 414 für die komplexeren Heißkanalsysteme geschaffen wird, die mit Koinjektionsdüsen 480 benutzt werden.
In einem Beispiel des Betriebes eines Systems, wie in Fig. 9 gezeigt, wird eine erste Menge von Material 490 von den negativen Formhälften 416 und der Koinjektionsdüse 480 in den Formhohlraum 422 eingespritzt. Auf das erste Material 490 folgt ein zweites Material 444 aus der Düse 436, die sich in der positiven Formhälfte 416 befindet. Danach wird ein drittes Material 492 in den Hohlraum 422 von einer Koinjektionsdüse 480 eingespritzt, das die Materialien 490 und 444 trennt und weiter in den Hohlraum 422 zur Füllung desselben einschiebt. Dies ist nur ein Beispiel der Einspritzkombinationen, die möglich sind, wenn die Grundsätze dieses Ausführungsbeispiels dieser Erfindung verwendet werden. Das heißt, Einspritzungen können aufeinanderfolgend oder gleichzeitig erfolgen, die Düsen können jede Gestaltung aufweisen, z. B. gegenüberliegend oder versetzt sein, die Einspritzungen können unabhängig voneinander und genau bemessen, zeitlich festgelegt oder anderweitig erzielt sein, und Bewegungen der Form können zwischen oder während den Einspritzungen stattfinden.
Die wesentliche Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zu schaffen, um eine Vielzahl von Harzen in einen Formhohlraum auf eine platzsparende Weise einzuspritzen. Eine andere Aufgabe ist es, ein Einspritzsystem und ein Einspritzverfahren zu schaffen, welche einfache Konstruktionen von Düsen in Heißkanälen verwenden. Noch ein weiteres Ziel ist es, ein Einspritzsystem und ein Einspritzverfahren zu schaffen, wobei Heißkanäle und Düsen unabhängig voneinander für jedes Harz angepaßt werden können, wobei ein derartiges System raumeffizient ist. Noch eine weitere Aufgabe ist es, ein Einspritzsystem und ein Einspritzverfahren zu schaffen, dessen Konstruktion einfach ist und das Teile mit einzigartigen Qualitäten herstellen kann.
Es ist offenkundig, daß in Übereinstimmung mit dieser Erfindung ein System und ein Verfahren einer gegenüberliegenden Einspritzung geschaffen wurde, das die Aufgaben, die Mittel und die Vorteile, die oben dargelegt wurden, vollständig erfüllt. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß viele Alternativen, Veränderungen und Variationen für den Durchschnittsfachmann aufgrund der vorangegangenen Beschreibung deutlich sind.

Claims

1. Formsystem zur Formung eines Gegenstandes und zur Verwendung mit einem Einspritzformer (10), umfassend eine erste Formhälfte (14) und eine zweite Formhälfte (16), die zusammenwirken, um mindestens einen durchgehenden Formhohlraum (22) zur Formung des geformten Gegenstandes (12) zu bilden, umfassend:

- eine erste Einspritzgruppe (24), umfassend erste Einspritzmittel (28), die sich in der ersten Formhälfte (14) in Verbindung mit mindestens einem durchgehenden Hohlraum (22) befinden, zur Einspritzung von Plastikformmaterial in mindestens einen durchgehenden Hohlraum (22) durch eine erste Öffnung (32); und

- eine zweite Einspritzgruppe (26), umfassend zweite Einspritzmittel (36), die sich in der zweiten Formhälfte (16) in Verbindung mit mindestens einem durchgehenden Hohlraum (22) zur Einspritzung von Plastikformmaterial durch eine zweite Öffnung (42) befindet, die mit der ersten Öffnung (32) nicht verbunden ist,

worin die erste und die zweite Einspritzgruppe (24 beziehungsweise 26) eine erste beziehungsweise eine zweite Materialversorgungsquelle umfassen, und worin die erste und die zweite Einspritzgruppe (24 beziehungsweise 26) unabhängig voneinander eingestellt werden, um ein erstes Plastikformmaterial (34) beziehungsweise ein zweites Plastikformmaterial (44), das vom ersten Plastikformmaterial (34) verschieden ist, einzuspritzen, so daß ein Gegenstand, der eine Vielzahl von Schichten von einer Vielzahl von verschiedenen Plastikformmaterialien aufweist, erhalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das erste Einspritzmittel als auch das zweite Einspritzmittel mit dem gleichen mindestens einen durchgehenden Hohlraum verbunden sind;

dadurch, daß die erste und die zweite Materialversorgungsquelle nicht miteinander verbunden sind; und dadurch, daß die erste und die zweite Einspritzgruppe (24 beziehungsweise 26) Steuerungsmittel (45) umfassen, die das zweite Plastikformmaterial (44) in mindestens einen durchgehenden Hohlraum (22) einspritzen, während das erste Plastikformmaterial (34) sich in dem mindestens einen durchgehenden Hohlraum (22) noch im flüssigen Zustand befindet.

2. Formsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein durchgehender Hohlraum (22) einen Randkantenbereich aufweist, und dadurch, daß die Steuerungsmittel in Betriebsbereitschaft stehen, um mindestens teilweise aufeinanderfolgend das erste und das zweite Plastikformmaterial (34 beziehungsweise 44) in den Hohlraum (22) einzuspritzen, so daß:

- das eine der Plastikformmaterialien (34), das zuerst eingespritzt wird, in den Randbereich des Hohlraumes (22) gedrängt wird, und

- das andere der Plastikformmaterialien (44), das als zweites eingespritzt wird, in das Innere des Hohlraumes (22) gedrängt wird, vorzugsweise derart, daß es von dem zuerst eingespritzten Plastikformmaterial voll abgedeckt wird.

3. Formsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Einspritzgruppe (24 beziehungsweise 26) jeweils voneinander unabhängige Temperatursteuereinrichtungen aufweisen.

4. Formsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das erste und das zweite Einspritzmittel (28 beziehungsweise 36) im wesentlichen direkt einander gegenüber angebracht sind.

5. Formsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das erste Einspritzmittel (28) eine Düse zur Einspritzung eines einzigen Materials ist und das zweite Einspritzmittel (36) eine Koinjektionsdüse ist.

6. Formsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste und die zweite Formhälfte (114 beziehungsweise 116) eine Vielzahl von Hohlräumen bilden, die zueinander angrenzend angebracht sind, wobei das System weiter einen Satz des ersten und des zweiten Einspritzmittels (128 beziehungsweise 136) für jeden Hohlraum der Vielzahl von Hohlräumen umfaßt.

7. Formsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das erste und das zweite Einspritzmittel (228 beziehungsweise 236) im wesentlichen voneinander versetzt sind.

8. Formsystem nach Anspruch 7, worin der Hohlraum (270) einen im wesentlichen nicht gleichförmigen Querschnitt aufweist, umfassend einen großen Abschnitt (272) und einen kleinen Abschnitt (271), wobei das erste Einspritzmittel (228) angrenzend an den kleinen Abschnitt (271) angebracht ist und wobei das zweite Einspritzmittel (236) angrenzend an den großen Abschnitt (272) angebracht ist.

9. Formsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste Formhälfte (14) mindestens eine negative Form umfaßt, und wobei die zweite Formhälfte (16) mindestens einen Formkern aufweist.

10. Formsystem nach Anspruch 9, worin mindestens entweder der Formkern oder die negative Form zueinander zur Veränderung der Gestalt des Hohlraumes beweglich ist.

11. Formsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste Formhälfte und die zweite Formhälfte jeweils negative Formhälften sind.

12. Formsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das erste Einspritzmittel eine erste Einspritzdüse umfaßt, die in einer Öffnung innerhalb der ersten Formhälfte angebracht ist, so daß das erste Material in dem mindestens einen Hohlraum bei der Betätigung der ersten Einspritzdüse verteilt wird, und das zweite Einspritzmittel eine zweite Einspritzdüse umfaßt, die in einer Öffnung innerhalb der zweiten Formhälfte angebracht ist, so daß das zweite Material in dem mindestens einen Hohlraum bei der Betätigung der zweiten Einspritzdüse verteilt wird.

13. Formsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Steuerungsmittel (45) weiter dazu ausgelegt sind, gleichzeitig oder aufeinanderfolgend das erste und das zweite Einspritzmittel (28 beziehungsweise 36) zu betätigen.

14. Einspritzverfahren zur Bildung eines geformten Gegenstandes, das die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellung eines Einspritzformers, der eine erste Formhälfte mit einer ersten Formoberfläche und eine zweite Formhälfte mit einer zweiten Formoberfläche aufweist, worin die Formoberflächen zusammenwirken, um mindestens einen durchgehenden Formhohlraum zur Formung des geformten Gegenstandes zu bilden;

Bewegung der ersten und der zweiten Formhälfte aufeinander zu, um mindestens einen durchgehenden Formhohlraum zu bilden;

Einspritzung eines ersten Plastikformmaterials durch eine erste Öffnung in mindestens einen durchgehenden Formhohlraum durch ein erstes Einspritzmittel, das sich in der ersten Formhälfte befindet; und

Einspritzung eines zweiten Plastikformmaterials durch eine zweite Öffnung in mindestens einen durchgehenden Formhohlraum durch ein zweites Einspritzmittel, das sich in der zweiten Formhälfte befindet und mit der ersten Öffnung nicht verbunden ist,

worin das zweite Plastikformmaterial vom ersten Plastikformmaterial verschieden ist, so daß ein Gegenstand erhalten wird, der eine Vielzahl von Schichten aus einer Vielzahl von verschiedenen Plastikformmaterialien umfaßt,

und das erste und das zweite Formmaterial in den gleichen mindestens einen Formhohlraum eingespritzt werden, und

das zweite Plastikformmaterial in den mindestens einen Hohlraum eingespritzt wird, während das Plastikformmaterial sich in dem mindestens einen Hohlraum noch im flüssigen Zustand befindet.

15. Verfahren nach Anspruch 14, worin die Einspritzung des ersten Plastikformmaterials und die Einspritzung des zweiten Plastikformmaterials gleichzeitig oder aufeinanderfolgend stattfinden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-15, worin das erste Einspritzungsmittel eine Koinjektionsdüse und das zweite Einspritzmittel eine Düse zur Einspritzung eines einzigen Materials ist, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt der Einspritzung eines dritten Plastikformmaterials in den durchgehenden Formhohlraum durch die in der ersten Formhälfte angeordnete Koinjektionsdüse umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, worin das dritte Plastikformmaterial vom zweiten Material verschieden oder damit identisch ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-17, worin der durchgehende Hohlraum einen im wesentlichen nicht gleichförmigen Querschnitt aufweist, umfassend einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, worin das erste Einspritzmittel angeordnet ist, um das erste Plastikformmaterial in den ersten Abschnitt einzuspritzen und das zweite Einspritzmittel angeordnet ist, um das zweite Plastikformmaterial in den zweiten Abschnitt einzuspritzen, wobei das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfaßt:

Einspritzung eines ersten Plastikformmaterials in den ersten Abschnitt vor der Einspritzung des zweiten Plastikformmaterials in den zweiten Abschnitt;

Ermöglichung des Durchflusses des ersten Materials in den zweiten Abschnitt;

Verzögerung der Einspritzung des zweiten Plastikformmaterials in den zweiten Abschnitt, bis das Plastikformmaterial durch das zweite Einspritzmittel im zweiten Abschnitt fließt; und

Einspritzung des zweiten Plastikformmaterials in das erste Plastikformmaterial im zweiten Abschnitt und Schieben des ersten Materials nach außen auf die Formoberflächen hin, wobei das zweite Plastikformmaterial einen Kern eines Abschnittes des Gegenstandes, der vom zweiten Abschnitt des durchgehenden Hohlraumes geformt wird, bildet.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-18, worin das erste Plastikformmaterial von einem Standort eingespritzt wird, der sich im wesentlichen direkt gegenüber dem Standort befindet, von dem das zweite Plastikformmaterial eingespritzt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-19, worin der Rauminhalt des mindestens einen Formhohlraumes während des gesamten Einspritzvorganges konstant gehalten wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-20, worin das zweite Plastikformmaterial in das erste Plastikformmaterial eingespritzt wird, so daß das erste Plastikformmaterial das zweite Plastikformmaterial vollständig abdeckt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14-21, worin das erste Plastikformmaterial eine geringere Viskosität aufweist als das zweite Plastikformmaterial, so daß der sich ergebende Gegenstand eine dünne Wand und eine dicke Wand aufweist, worin die dünne Wand das erste Plastikformmaterial umfaßt.

54 Einspritzverfahren mit gegenüberliegenden Einläufen.

57 Einspritzverfahren und -vorrichtung mit gegenüberliegenden Einläufen zur Bildung von geformten Gegenständen und zur Verwendung mit Einspritzformern, worin eine erste Formhälfte (14) und eine zweite Formhälfte 16 dazu angepaßt sind, zusammenzuwirken und mindestens einen Formhohlraum (22) zu bilden. Die Erfindung umfaßt eine erste Einspritzdüse (28), die sich in einer ersten Formhälfte (14), angrenzend an den Hohlraum (22) befindet, um ein erstes Formharz durch eine erste Öffnung (32) in den Hohlraum einzuspritzen. Eine zweite Einspritzdüse (36) ist darin enthalten, die sich in der zweiten Formhälfte (16), angrenzend an den Hohlraum (22) befindet, um ein zweites Formharz einzuspritzen. Das zweite Harz kann vom ersten Harz verschieden oder mit dem ersten Harz identisch sein. Das zweite Harz wird durch eine zweite Öffnung (42) eingespritzt, die mit der ersten Öffnung (32) nicht verbunden ist. In Übereinstimmung mit der Erfindung können die Einspritzdüsen (28, 36) entweder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend betätigt werden, um den Formhohlraum zu füllen, und können Düsen für die Einspritzung eines einzigen Materials oder zur Koinjektion sein.