DE69927362T2 - Spritzgussmatrizze für scheibenartigen gegenstand aus kunststoff und mehrfach-spritzgiessform - Google Patents

Spritzgussmatrizze für scheibenartigen gegenstand aus kunststoff und mehrfach-spritzgiessform Download PDF

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Description

  • Aus der EP-A-0 051 252 ist eine Spritzgussmatrize zur Herstellung von scheibenförmigen Kunststoffgegenständen mit einem zentralen Loch bekannt, die aufweist:
    einen ersten Formteil;
    einen zweiten Formteil, der relativ zu diesem ersten Formteil mittels erster Verstellmittel verschiebbar ist;
    wobei die zwei Formteile mittels der ersten Verstellmittel zwischen einer geschlossenen ersten Position, in welcher sie zusammen einen Formhohlraum entsprechend der Form eines herzustellenden Gegenstandes teilweise begrenzen, und einer offenen zweiten Position, in welcher ein geformter Gegenstand herausgenommen werden kann, verschiebbar sind;
    einem dritten Formteil, der in einer aktiven Position in die geschlossene Position der ersten und zweiten Formteile durch den dadurch gebildeten Formhohlraum ragt und in dem Bereich dieser Formhohlraum eine Form entsprechend der Form des zentralen Loches hat, wobei der dritte Formteil relativ zu den ersten und zweiten Formteilen zwischen der aktiven Position, in welcher er eine teilweise Begrenzung des Formhohlraumes bildet, und einer zurückgezogenen Ruheposition mittels zweiter Verstellmittel und mittels einer Führungshülse, die einen Teil des ersten Formteils bildet, axial verschiebbar ist;
    wobei der dritte Formteil mit der Führungshülse einen Kanal begrenzt, der an seinem zum Formhohlraum entfernten Ende mit der Einspritzdüse einer Spritzgussvorrichtung verbindbar ist,
    wobei der Kanal an seinem Ende in der Nähe des Formhohlraums mittels eines Ventils wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann, das aus einem Ventilsitz, der durch einen Teil der Innenfläche der Führungshülse gebildet ist, der sich in Richtung auf den Formhohlraum aufweitet, und einem Ventilkörper besteht, der durch einen aufgeweiteten Teil an dem relevanten Ende des dritten Formteils gebildet ist, dergestalt, dass in der offenen aktiven Situation des Ventils der Kanal auf ringförmige Art und Weise in den Formhohlraum mündet und in der geschlossenen Ruheposition des Ventils der Kanal von dem Formhohlraum getrennt ist;
    wobei der Ventilkörper in die aktive Position des Ventils durch den Druck des Kunststoffes verstellt werden kann, der durch den Kanal zugeführt wird und in die Ruheposition durch ein Druckelement verstellt werden kann, welches durch den zweiten Formteil ragt, wobei die Aktivität des Druckelementes und die Zufuhr des Kunststoffes niemals gleichzeitig erfolgt; erste Kühlmittel, die auf die zentrale Zone des Formhohlraums wirken, um den Kunststoff, welcher in den Formhohlraum fließt, zu kühlen, wobei diese zentrale Zone sich über einen Bereich mit einem Durchmesser von dem (0,30 ± 0,15)-fachen des Durchmessen des Formhohlraumes erstreckt; und
    Heizmittel, die mit der Führungshülse zusammenwirken, um den im Kanal vorhandenen Kunststoff in dem plastischem Zustand zu halten.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, diese bekannte Spritzgussmatrize bezüglich einer Anzahl von Aspekten zu verbessern.
  • Diesbezüglich schafft die Erfindung eine derartige Spritzgussmatrize zur Herstellung von scheibenförmigen Kunststoffgegenständen mit einem zentralen Loch, wobei diese Matrize dadurch gekennzeichnet ist, dass:
    der Ventilkörper zum wahlweisen Lösen mit dem Rest des dritten Formteils verbunden ist und aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise einem Keramikmaterial besteht,
    dass die Heizmittel von den ersten Kühlmitteln durch einen ringförmigen Wärmeisolator getrennt sind, der zwischen der Führungshülse und den ersten Kühlmitteln angeordnet ist, und
    dass ein ringförmiger Wärmeisolator zwischen der Führungshülse und den ersten Kühlmitteln angeordnet ist.
  • Anzumerken ist, dass die EP-A-0 825 008 eine ähnliche Vorrichtung schafft, die zum gleichzeitigen Herstellen von zwei scheibenförmigen Kunststoffgegenständen ausgerüstet ist.
  • Ferner offenbart die WO 92/08597 eine ähnliche Vorrichtung, bei der nur Heizmittel um den Kanal vorgesehen sind.
  • Um ein zuverlässiges Schließen des Ventils mit einem geringen Druck am Ventilkörper und Ventilsitz an den Kontaktoberflächen zu kombinieren, wird eine Ausführungsform empfohlen, bei der der Ventilkörper im Wesentlichen die gleiche Form wie der Ventilsitz hat.
  • Es kann ein ringförmiger Ring von Durchgangsöffnungen verwendet werden, mit welchem der Kanal in den Formhohlraum mündet. Es wird jedoch eine Ausführungsform empfohlen, bei der der Kanal in den Formhohlraum über eine Ringöffnung mündet. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein Einströmen, das so homogen wie möglich ist, sichergestellt.
  • In einer spezifischen Ausführungsform hat die Matrize gemäß der Erfindung das Merkmal, dass wenigstens die Außenfläche des Ventilkörpers eine Härte hat, die wenigstens derjenigen von Hartmetall entspricht.
  • Diese letztgenannte Ausführungsform kann vorteilhafterweise das spezielle Merkmal haben, dass wenigstens die Außenfläche aus einem Keramikmaterial besteht.
  • Eine spezifische Ausführungsform hat das besondere Merkmal, dass der dritte Formteil durch die Führungshülse mittels einer Anzahl von Führungsvorsprüngen, die an der Führungshülse und/oder dem dritten Formteil vorhanden sind, verschiebbar getragen wird. Die Führungsvorsprünge können, wie gewünscht, an der Innenfläche der Führungshülse oder der Außenfläche des dritten Formteils oder einer Kombination dersel ben angeordnet sein. Diese Führungsvorsprünge können vorteilhafterweise in gleichen Winkelabständen platziert sein. Aus Gründen der Herstellungstechnik wird empfohlen, die Führungsvorsprünge beispielsweise in Form von Rippen am dritten Formteil auszubilden. Die Führungsvorsprünge müssen dann eine gewisse Abmessung in axialer Richtung haben oder es werden separate Vorsprünge verwendet, die zueinander in axialem Abstand angeordnet sind. Eine zuverlässige axiale Führung wird dadurch realisiert. Die Führungsvorsprünge haben vorzugsweise eine große aktive Oberfläche gemeinsam mit der mit ihnen zusammenwirkenden Oberfläche, so dass der Druck zwischen den relevanten Flächen sehr klein ist. Dies verbessert die Lebensdauer und niedrige Reibung.
  • Für optische Informationsträger, wie beispielsweise CD-Audio, CD-ROM, CD-i, DVD und dergleichen, ist es von größter Wichtigkeit, dass die optische Qualität des Informationsträgers, der üblicherweise aus Polycarbonat besteht, den am höchsten gesetzten Standard erfüllt. Um diese Anforderung zu realisieren, hat die Matrize gemäß der Erfindung bei der bevorzugten Ausführungsform erste Kühlmittel, die auf die zentrale Zone des Formhohlraums wirken, um den Kunststoff, welcher in den Formhohlraum fließt, zu kühlen, wobei sich die zentrale Zone über einen Bereich mit einem Durchmesser von dem (0,30 ± 0,15)-fachen des Durchmessers des Hohlraums erstreckt. Eine wesentliche Qualitätsverbesserung kann durch dieses Tempern des hereinströmenden Kunststoffes realisiert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann bei einer Ausführungsform, bei der der Ventilkörper die gleiche Form wie der Ventilsitz hat und der Kanal über eine Ringöffnung in den Formhohlraum mündet, die Matrize gemäß der Erfindung das spezielle Merkmal haben, dass die relevante Form eine konische Form ist.
  • Eine spezifische Variante hat das spezielle Merkmal, dass der obere Winkel der konischen Form einen Wert von (20 ± 5)° hat.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Matrize das spezielle Merkmal haben, dass das Druckelement ein Druckzylinder ist, der mit zweiten Kühlmitteln versehen ist.
  • Um zu ermöglichen, dass die vorstehend beschriebenen Führungsvorsprünge mit der geringstmöglichen Reibung über die mit ihnen zusammenwirkende Fläche gleiten, kann die Form gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung das spezielle Merkmal haben, dass die Führungsvorsprünge mit der benachbarten Fläche über eine die Reibung verringernde Beschichtung, beispielsweise TiN, DLC (diamantartiger Kohlenstoff), zusammenwirken.
  • Ein derartiges Zusammenwirken muss wärmebeständig und verschleißfest sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Matrize das spezielle Merkmal haben, dass die Beschichtung auf alle Oberflächen des Kanals aufgebracht ist und auch von einem solchen Typ ist, der relativ zu dem vorbeiströmenden Kunststoff Antihafteigenschaften hat, beispielsweise TiN, DLC (diamantartiger Kohlenstoff).
  • In einer spezifischen Ausführungsform hat die Matrize das spezielle Merkmal, dass der Ventilkörper lösbar mit dem Rest des dritten Formteils verbunden ist und aus einem Material mit geringer Wärmeleitung besteht, beispielsweise einem Keramikmaterial. In diesem Fall kann der Ventilkörper, der Erosion und Alterung durch Druck ausgesetzt ist, wie gewünscht ausgetauscht werden. Die geringe Wärmeleitfähigkeit über den Ventilkörper verhindert auch, dass sich unerwünschte Wärmekupplungen bilden.
  • Die Erfindung schafft ferner eine Spritzgussformeinheit mit wenigstens zwei Spritzgussmatrizen gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
  • 1 einen Längsschnitt durch eine Matrize gemäß der Erfindung, die an eine Einspritzdüse einer Spritzgussvorrichtung angeschlossen ist;
  • 2 eine Einzelheit einer Matrize gemäß der 1 in vergrößertem Maßstab;
  • 3 eine teilweise weggebrochene, perspektivische Ansicht des dritten Formteils;
  • 4, 5, 6, 7 und 8 Einzelheiten der Matrize in vergrößertem Maßstab in entsprechenden Betriebspositionen;
  • 9 eine Ansicht im Schnitt durch eine Spritzgussmatrize einer anderen Ausführungsform;
  • 10 den dritten Formteil gemäß 9 in teilweise weggebrochener, perspektivischer Ansicht;
  • 11 im Querschnitt eine Dualspritzgussformeinheit mit zwei Matrizen der in der 9 gezeigten Bauart; und
  • 12 eine Dualspritzgussmatrize gemäß einer anderen Ausführungsform.
  • Die 1, 2, 4, 5, 6, 7 und 8 zeigen eine Spritzgussmatrize 1 zur Herstellung von scheibenförmigen Kunststoffgegenständen mit einem zentralen Loch. Die Matrize hat einen ersten Formteil 2, einen zweiten Formteil 3, der relativ zu diesem ersten Formteil 2 mittels allgemein bekannter erster Verstellmittel (nicht dargestellt) verschiebbar ist, wobei die zwei Formteile 2, 3 mittels der ersten Verstellmittel zwischen einer geschlossenen ersten Position, die in den 1, 2, 5, 6, 7 gezeigt ist, in welcher sie mit einem Ring 5 zusammen einen Formhohlraum 6 entsprechend der Form eines herzustellenden Gegenstandes bilden, und einer offenen zweiten Position verschiebbar sind, die mit 7 bezeichnet ist, in welcher ein geformter Gegenstand 8 herausgenommen werden kann. Ein dritter Formteil 4 (siehe ebenfalls 3), der in eine aktive Position in der geschlossenen Position der ersten und zweiten Formteile 3, 4 gemäß den 1, 2, 5, 6, 7 durch den dadurch gebildeten Formhohlraum 6 ragt und in dem Bereich dieses Formhohlraums 6 eine Form entsprechend der Form des zentralen Loches 9 des Gegenstandes 8 hat, wobei der dritte Formteil 4 mit den ersten und zweiten Formteilen 2, 3 zwischen der aktiven Position, in welcher er eine teilweise Begrenzung des Formhohlraums 6 bildet, und einer zurückgezogenen Ruheposition, wie in den 4, 5, 7, 8 gezeigt, mittels zweiter Verstellmittel verschiebbar ist, die später beschrieben werden, und zwar mittels der Führungshülse 10, die einen Teil des ersten Formteils 2 bildet; wobei der dritte Formteil 4 mit der Führungshülse 10 einen Kanal 11 begrenzt, der an seinem dem Formhohlraum 6 gegenüber liegenden freien Ende 12 an die Einspritzdüse 13 einer Spritzgussvorrichtung 14 anschließbar ist, wobei dieser Kanal 11 wahlweise an seinem Ende 15 in der Nähe des Formhohlraums mittels eines Ventils geöffnet und geschlossen werden kann, das aus einem Ventilsitz, der durch einen Teil 16 der Innenfläche 17, 35 der Führungshülse 10, der auf den Formhohlraum 6 zu aufgeweitet ist, gebildet ist, und einem Ventilkörper, der durch einen aufgeweiteten Teil des relevanten Endes 19 des dritten Formteils 4 so gebildet ist, dass in der offenen aktiven Situation des Ventils 16, 18 der Kanal 11 auf ringförmige Weise in den Formhohlraum 6 mündet und in der geschlossenen Ruheposition des Ventils 16, 18 der Kanal 11 von dem Formhohlraum 6 getrennt ist; wobei der Ventilkörper 18 in die aktive Position des Ventils (6) durch den Druck des Kunststoffes 20, welcher durch den Kanal 11 zugeführt wird, verstellt werden kann und in die Ruheposition durch ein Druckelement 21 verstellt werden kann, das durch den zweiten Formteil 3 ragt, wobei die Aktivität des Druckelementes 21 und die Zuführung des Kunststoffes 20 niemals gleichzeitig erfolgen; und ersten Heizmitteln 122 und zweiten Heizmitteln 123, die mit der Führungshülse 10 zusammenwirken, um den im Kanal 11 vorhandenen Kunststoff 20 in plastischem Zustand zu halten. Der Druck des Kunststoffes, welcher durch den Kanal geführt wird, und das Druckelement bilden somit die zweiten Verstellmittel.
  • Eine ringförmige Einschnürung 37 dient als ein Anschlag für den Formteil 4.
  • Wie in den Figuren gezeigt, kann der Ventilkörper 18 im Wesentlichen die gleiche Form wie der Ventilsitz 16 haben. Die Zeichnung zeigt, dass die in Frage stehende Form eine konische Form mit einem spitzen Winkel von ungefähr 20° ist. Bei der beschriebenen Konstruktion mündet der Kanal 11 wenigstens in der in der 6 gezeigten aktiven Position im Bereich des Ventils 16, 18 in den Formhohlraum 6 über eine Ringöffnung.
  • Der dritte Formteil 4 hat die Form eines Torpedos, wie dies klar in der 3 gezeigt ist, und hat eine im Allgemeinen lang gestreckte Form mit drei Führungsrippen 22, 23, 24, die über die Innenfläche 17 verschiebbar sind. Weil sich die Rippen 22, 23, 24 über einen im Wesentlichen axialen Abstand erstrecken und mit geringem Spalt in das Innere der Zylinderfläche 17 passen, wird der dritte Formteil 3 in leicht verschiebbarer Art und Weise ohne im Wesentlichen radiale Änderung getragen.
  • Die Kühlmittel sind in der zentralen Zone des Formhohlraums 6 wahlweise aktiv. Diese bestehen aus einem Kühlelement 25 mit Kühlkanal 26, das einstückig mit dem ersten Formteil 2 oder separat von diesem gemäß der anhängenden Zeichnungen ausgebildet ist. Die Stirnfläche 27 des Elementes 25 liegt genau in derselben Ebene wie die Stirnfläche 28 des Formteils 2. Die Wirkung der Funktionsweise dieser Kühlelemente 25, 26 besteht darin, dass in der Situation gemäß der 6 in den Formhohlraum 6 fließender Kunststoff gekühlt wird, wobei herausgefunden worden ist, dass dies zu einer stark verbesserten optischen Qualität der geformten scheibenförmigen Gegenstände führt, was insbesondere für den Fall von transparenten scheibenförmigen Informationsträgern wichtig ist.
  • Der Druckzylinder 21 kann thermisch an einen Kühlkanal 29 gekoppelt sein.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind alle Oberflächen des dritten Formteils 4 und des Kanals 11 auf geeignete Art und Weise für diesen Zweck mit einer Beschichtung versehen, die mit Bezug auf den vorbei fließenden Kunststoff 20 Antihafteigenschaften hat, wärmebeständig, verschleißfest ist und die Reibung zwischen den Führungsrippen 22, 23, 24 und der Oberfläche 17 verringert. Ein Beispiel einer derartigen Beschichtung ist Titannitrid (TiN), diamantartiger Kohlenstoff (DLC) oder dergleichen.
  • Der als Ventilkörper dienende Vorsprung 19 ist auf die insbesondere klar in 3 gezeigte Art und Weise mit dem Rest des dritten Formteils 4 mittels einer Schraube 30 verbunden. Der Ventilkörper kann somit durch einen anderen Ventilkörper ausgetauscht werden und kann darüber hinaus aus unterschiedlichem Material bestehen. Das Material des Ventilkörpers ist ein Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise ein Keramikmaterial. Die Tatsache, dass der Ventilkörper 18 austauschbar ist und lösbar an der Auflage des Formteils 4 befestigt ist, hat den Vorteil, dass er im Fall von Abnutzung ausgetauscht werden kann und darüber hinaus kann er aus einem relativ teuren Material bestehen, ohne dass dadurch die Gesamtkosten des Formteils 4, 18 wesentlich erhöht werden.
  • Die Führungshülse 10 ist mit dem Kühlelement 25 über einen Wärmeisolierring 31 verbunden. Das Heizelement 122 ist somit thermisch vom Kühlelement 25 getrennt. Dadurch wird in zuverlässiger Art und Weise realisiert, dass der Kunststoff, welcher im Kanal 11 vorhanden ist, im erhitzten plastischen Zustand gehalten wird, während der Kunststoff gekühlt wird, wenn er in den Formhohlraum 6 fließt.
  • In der Situation gemäß 4 ist die Matrize 1 in der geschlossenen Position platziert, indem der zweite Formteil 3 gemäß Pfeil 32 verschoben worden ist. Das Ventil 16, 18 ist geschlossen und der im Kanal 11 vorhandene Kunststoff 20 ist ohne Druck.
  • 5 zeigt die Situation, bei der die Matrize geschlossen ist und der Formhohlraum 6 gebildet ist.
  • 6 zeigt die folgende Phase, bei der der Kunststoff 20 vom Kanal 11 unter Druck gesetzt ist, wodurch der Ventilkörper 18 in die in der 6 gezeigte Situation verschoben wird, in welcher das Ventil 16, 18 geöffnet ist und der Kunststoff über eine ringförmige Einspritzzone eingespritzt wird. In dieser Situation fließt durch den Kühlkanal 26 Kühlflüssigkeit, um die Stirnfläche 27 zu kühlen. Nach dem Einspritzen wird auch ein gewisser Nachdruck ausgeübt. Während dieser Phase fließt ebenfalls Kühlflüssigkeit durch den Kühlkanal 29.
  • Hierdurch ist das Einspritzen beendet. Wie in der 7 gezeigt, wird der Druckzylinder 21 nach rechts gemäß dem Pfeil 33 verschoben, wodurch der Ventilkörper 18 gegen den Ventilsitz gepresst wird und das Ventil dadurch wiederum geschlossen wird. Anzumer ken ist, dass unter allen Bedingungen ein zylindrischer Außenflächenteil 34 des Formteils 4 vorhanden ist, der mit der zylindrischen Innenfläche 17, 35 des Kanals 11 zusammenwirkt. Diese zwei Flächen definieren die kleinste Durchgangsflussöffnung unter allen Bedingungen. In der Situation gemäß 6 schließt diese zylindrische Durchgangsflussöffnung über einen ringförmigen Radialkanal an den konischen Kanal, der durch das Ventil 16, 18 definiert ist, an. Nach dem Erreichen der in der 7 gezeigten Situation ist der scheibenförmige Gegenstand fertig gestellt und die Matrize kann geöffnet werden.
  • 8 zeigt, dass zu diesem Zweck der Formteil 3 nach links gemäß dem Pfeil 36 so verstellt wird, dass die Scheibe 8 herausgenommen werden kann.
  • Anzumerken ist, dass in der Zeichnung ein so genannter Stempel weggelassen worden ist, das heißt ein scheibenartiger Einsatz in den Formhohlraum, in welchem Information zum Übertragen auf den Informationsträger in negativer Form angegeben ist.
  • Nachdem die in der 8 gezeigte Situation erreicht ist, ist der Herstellungszyklus beendet und die Vorrichtung kehrt in die in der 5 gezeigte Situation für die Herstellung eines nachfolgenden Gegenstandes zurück.
  • 9 zeigt einen Teil einer Spritzgussmatrize 101, die einen Teil der in der 11 gezeigten Dualspritzgussformeinheit 102 bildet.
  • Die Matrize 101 entspricht großenteils der Matrize 1 gemäß 2. Ein wesentlicher Unterschied ist die Form der wendelförmigen Führungsrippe, die im Folgenden beschrieben wird.
  • Anhand der 3 ist angegeben, dass die Führungsrippen 22, 23, 24 bei der dort gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen gerade sind. Die Matrize 101 der 9 hat einen dritten Formteil 103 mit Führungsrippen 104, 105, 106, die, wie dargestellt, eine im Allgemeinen eine Wendelform haben, die eine Anordnung in gleichen Winkelabständen haben und identische Formen haben.
  • Mit Bezug auf die Matrize 101 ist ansonsten auf die Matrize 1 gemäß 2 Bezug zu nehmen.
  • 10 zeigt den allgemein torpedoartigen dritten Formteil 103.
  • Die Aufmerksamkeit ist auf die Tatsache zu richten, dass die konische Aufweitung 19 des dritten Formteils 4 gemäß 3 auf eine etwas unterschiedliche Art und Weise als beim dritten Formteil 103 gemäß 10 ausgeführt ist. Dies ist jedoch weder funktional noch für ein gutes Verständnis der Erfindung wichtig.
  • 11 zeigt, dass die Spritzgussformeinheit 102 zwei Matrizen der Bauart gemäß 9 aufweist. Diese zwei Matrizen sind daher mit der gleichen Bezugziffer, das heißt 101, bezeichnet. Die Aufmerksamkeit ist auf die Tatsache zu richten, dass jede der zwei Matrizen eine pneumatische Stößeleinheit 107 aufweist, um den dritten Formteil 103 in eine geschlossene Position zu zwängen, wie dies in der 9 gezeigt ist, nachdem ein Kunststoffgegenstand ausgebildet worden ist. In dieser Position schließt der konisch aufgeweitete Teil 19 dicht nach Art eines Ventilkörpers an den entsprechend geformten konischen Ventilsitz 16 an. Der Kürze halber wird ansonsten auf die 2, 4, 5, 6, 7 und 8 bezüglich der Funktionsweise der Matrize 101 Bezug genommen.
  • Zum Schluss zeigt die 12 eine Dualspritzgussformeinheit 108 mit zwei Spritzgussmatrizen 109, 110 in einer anderen Ausführungsform als die in der 11 gezeigte, mit der Bezugziffer der Einheit 102.
  • In der Spritzgussformeinheit 102 ist jede der Matrizen 101 mit einem dritten Formteil 103 gemäß 10 versehen. Dieser Formteil ist im Kanal 111 gleitend verschiebbar. Bei der Ausführungsform gemäß 12 ist der dritte Formteil 112 ebenfalls axial ver schiebbar, jedoch gleitend in einem Doppelanguss 114 über ein fortlaufendes Loch 113 mittels eines Führungsstiftes 115 geführt, der einen Teil des dritten Formteils 112 bildet.
  • Der Mehrfachanguss 114 ist auf die gleiche Art und Weise, wie in der 1 gezeigt, an einer Kunststoff plastifizierenden und Spritzgusseinheit einer an nicht bekannten Bauart an den Einlasskanal 115 angeschlossen. Der Einlasskanal 115 verzweigt sich zu zwei Kanälen 116 bzw. 117, die jeweils einen Teilstrom des Kunststoffes zu den jeweiligen Matrizen 101, 101 bzw. 109, 110 leiten.
  • Bezüglich der Ausführungsformen gemäß den 11 bzw. 12 ist anzumerken, dass die Vorteile in der Ausführungsform der 12 in der Tatsache liegen, dass der Kunststofffluss in Richtung des Ventils 16, 19 weniger beeinflusst ist und mehr den Charakter eines zylindrischen, mantelartigen Stromes hat. Ein als ein Anschlag wirkender aufgeweiteter Teil 118 kann ferner auf sehr einfache Art und Weise außerhalb der Matrize 109, 110 positioniert werden. Ein Nachteil der Konstruktion gemäß 12 kann sein, dass der Anguss nicht vollständig geschlossen ist, wie dies sehr häufig bei der Ausführungsform gemäß den 1, 2, 9 der Fall ist und dass daher als Ergebnis der sehr hohen Einspritzdrucke Kunststoffleckage auftreten kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen begrenzt.

Claims (14)

  1. Spritzgußmatrize (1) zur Herstellung von plattenförmigen Kunststoffgegenständen (8) mit einem zentralen Loch (9), die aufweist: einen ersten Formteil (2); einen zweiten Formteil (3), der relativ zu dem ersten Formteil mittels erster Verstellmittel verschiebbar ist; wobei die zwei Formteile (2, 3) mittels der ersten Verstellmittel zwischen einer geschlossenen ersten Position, in welcher sie einen Formhohlraum (6) entsprechend der Form eines herzustellenden Gegenstandes (8) zusammen teilweise begrenzen, und einer offenen zweiten Position, in welcher ein geformter Gegenstand 8 herausgenommen werden kann, verstellbar sind; einen dritten Formteil (4), der in einer aktiven Position in den die geschlossene Position der ersten und zweiten Formteile (2, 3) durch den durch diese definierten Formhohlraum (6) ragt und in den Bereich dieses Hohlraums (6) ragt, der eine Form entsprechend der Form des zentralen Loches (9) hat, wobei der dritte Formteil (4) relativ zu den ersten und zweiten Formteilen zwischen der aktiven Position, in welcher er eine teilweise Begrenzung des Formhohlraumes (6) bildet und einer zurückgezogen Ruheposition mittels zweiten Verstellmitteln und mittels einer Führungshülse (10), die einen Teil des ersten Formteils (2) bildet, axial verschiebbar ist; wobei der dritten Formteil (4) mit der Führungshülse (10) einen Kanal (11) begrenzt, der an seinem vom Formhohlraum entfernt liegenden freien Ende an die Einspritzdüse (13) einer Spritzgußvorrichtung (14) anschließbar ist, wobei der Kanal (11) an seinem Ende (12) in der Nähe des Formhohlraums mittels eines Ventils, bestehend aus einem Ventilsitz (16), der durch einen Teil der Innenfläche der Führungshülse (10) gebildet ist, der sich in Richtung auf den Formhohlraum aufweitet und einen Ventilkörper (18) gebildet ist, der durch einen aufgeweiteten Teil am entsprechenden Ende des dritten Formteils (4) gebildet ist, wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann, dergestalt, dass in der offenen aktiven Lage des Ventils (16, 18) der Kanal (11) in ringförmiger Weise in den Formhohlraum (6) mündet und in der geschlossenen Ruheposition des Ventils (16, 18) der Kanal (11) von dem Formhohlraum (6) getrennt ist; wobei der Ventilkörper (18) in die aktive Position des Ventils (16, 18) durch den Druck des Kunststoffes, welcher durch den Kanal (11) zugeführt wird, verstellt werden kann und in die Ruheposition durch ein Druckelement (21) verstellt werden kann, das durch den zweiten Formteil (3) ragt, wobei die Aktivität des Druckelementes (3) und die Zuführung von Kunststoff niemals gleichzeitig auftritt; erste Kühlmittel (25), die in der zentralen Zone des Formhohlraums (6) wirken, um den Kunststoff, welcher in den Formhohlraum (6) fließt zu kühlen, wobei sich die zentrale Zone über einen Bereich mit einem Durchmesser von dem (0,30 ± 0,15)-fachen des Durchmessers des Formhohlraums erstreckt; und Heizmittel (122) die mit der Führungshülse (10) zusammenwirken, um den Kunststoff in dem Kanal (11) im plastischen Zustand präsent zu halten; dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (18) für das optionale Freigeben mit dem Rest des dritten Formteils (4) verbunden ist und aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise einem Keramikmaterial, besteht, dass die Heizmittel (122) von dem ersten Kühlmitteln (25, 26) durch einen ringförmigen Wärmeisolator (31) getrennt sind, der zwischen der Führungshülse (10) und den ersten Kühlmitteln (25, 26) angeordnet ist, und dass ein ringförmiger Wärmeisolator zwischen der Führungshülse (11) und den ersten Kühlmitteln (25) angeordnet ist.
  2. Spritzgußmatrize nach Anspruch 1, wobei der Ventilkörper (18) im Wesentlichen die gleiche Form wie der Ventilsitz (16) hat.
  3. Spritzgußmatrize nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kanal (11) in den Formhohlraum (6) über eine ringförmige Öffnung mündet.
  4. Spritzgußmatrize nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei wenigstens die Außenfläche (19) des Ventilkörpers (18) eine Härte hat, die wenigstens derjenigen von Hartmetall entspricht.
  5. Spritzgußmatrize nach Anspruch 4, wobei wenigstens die Außenfläche (19) aus einem Keramikmaterial besteht.
  6. Spritzgußmatrize nach Anspruch 1, wobei das dritte Formteil (4) durch die Führungshülse (10) mittels einer Anzahl von Führungsvorsprüngen verschiebbar getragen ist, die an der Führungshülse (10) und/oder dem dritten Formteil (4) vorhanden sind.
  7. Spritzgußmatrize nach Anspruch 1, wobei der dritte Formteil (4) durch die Führungshülse (10) mittels einer Anzahl von Führungsrippen (106) verschiebbar getragen ist, die auf dem dritten Formteil (4) vorhanden sind, welche sich in gleichen Winkelabständen erstrecken und jeweils eine Wendelform haben.
  8. Spritzgußmatrize nach Anspruch 2 oder 3, wobei die relevante Form eine konische Form ist.
  9. Spritzgußmatrize nach Anspruch 1, wobei der obere Winkel der konischen Form eine Größe von (20 ± 5°) hat.
  10. Spritzgußmatrize nach Anspruch 1, wobei das Druckelement ein Druckzylinder (21) ist, der mit zweiten Kühlmitteln (29) versehen ist.
  11. Spritzgußmatrize nach Anspruch 6, wobei die Führungsvorsprünge mit der benachbarten Fläche mittels einer die Reibung verringernden Beschichtung, beispielsweise TiN, DLC (diamantartiger Kohlenstoff) zusammen wirken.
  12. Spritzgußmatrizen nach Anspruch 11, wobei die Beschichtung auf alle Oberflächen des Kanals (11), aufgebracht ist und auch von einer solchen Art, die an Antihafteigenschaf ten relativ zu dem vorbeiströmenden Kunststoff hat, beispielsweise TiN, DLC (diamantartiger Kohlenstoff).
  13. Spritzgußmatrize nach Anspruch 1, wobei der Ventilkörper (18) zum wahlweisen Freigeben mit dem Rest des dritten Formteils (4) verbunden ist und aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Keramikmaterial, besteht.
  14. Spritzgußformeinheit mit wenigstens zwei Spritzgußmatrizen wie nach einem der vorstehenden Patentansprüche beansprucht.
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