DE4041799A1 - Verfahren zum spritzgiessen von sandwichteilen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen von Sand­ wichteilen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa­ tentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Pa­ tentanspruchs 5.

Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durch­ führung sind in der DE-OS 37 35 099 offenbart. Hier werden min­ destens zwei Kunststoffkomponenten in je einer Plastifizierein­ heit zu viskosen Massen umgewandelt, die ihrerseits über einen gemeinsamen Düsenkopf mit getrennten Durchführungskanälen für jede Komponente mittels geeigneter Öffnungs- und Schließvor­ richtungen in vorgegebener zeitlicher Reihenfolge in einen ge­ meinsamen Angußkanal gespritzt werden, der in diesem speziellen Fall innerhalb einer einzelnen Angußbuchse in einen großvolumi­ gen Angußkegel und einen formseitig anschließenden kleinvolumi­ gen eigentlichen Angußkanal aufgeteilt ist. Die verschiedenen Kunststoffkomponenten bilden dabei zunächst eine Schichtstruk­ tur in axialer Richtung im Angußkegel aus, bevor sie nacheinan­ der mittels der zuletzt eingespritzten Komponente durch den ei­ gentlichen Angußkanal in den Formhohlraum gedrückt werden, wo­ bei die letzte Komponente im Angußkegel und im eigentlichen An­ gußkanal einen verlorenen Angußpfropfen ausbildet, der nach je­ dem einzelnen Spritzgußzyklus entfernt werden muß, und zwar entweder mittels einer bei geöffnetem Formhohlraum in diesen einzufahrenden und vor der formhohlraumseitigen Ausgangsöffnung des eigentlichen Angußkanals zu positionierenden Druckluftvor­ richtung oder mittels einer Greifvorrichtung, die den Anguß­ pfropfen von der Eingangsseite des Angußkegels her erfaßt und entfernt.

In beiden vorgenannten Fällen ist es jedoch erforderlich, den gemeinsamen Düsenkopf einschließlich aller Plastifiziereinhei­ ten soweit von der Eingangsöffnung des Angußkegels wegzufahren, daß der verlorene Angußpfropfen ohne Schwierigkeiten in voller Länge aus dem Angußkegel herausgedrückt oder -gezogen werden kann, bevor er anschließend mit einer zusätzlichen Bewe­ gungskomponente senkrecht zur Achse der Angußbuchse dem Bereich der Spritzgießvorrichtung endgültig zu entnehmen ist. Dies be­ dingt zumindest bei jedem Spritzzyklus einen zusätzlichen, nicht zu vernachlässigenden Energieaufwand, der einerseits als nicht umweltfreundlich anzusehen ist und andererseits die Her­ stellungskosten der entsprechenden Sandwichteile erhöht.

Darüber hinaus verlangen die angegebenen Vorrichtungen zum Ent­ fernen des verlorenen Angußpfropfens einen erheblichen Kon­ struktions- und Investitionsaufwand, der sich ebenfalls ungün­ stig auf die Herstellungskosten der entsprechenden Sandwich­ teile auswirkt, zumal derartige aufwendige Zusatzvorrichtungen an der Spritzgießvorrichtung auch einen höheren Wartungsaufwand erfordern als entsprechende einfachere Vorrichtungen zum Ent­ fernen des verlorenen Angußpfropfens. Abgesehen davon, daß die­ ser verlorene Angußpfropfen im offenbarten Fall ein erhebliches Volumen beansprucht, da die Funktionsweise des angegebenen Ver­ fahrens verlangt, daß "der innere Endabschnitt des Angußkegels mit einer sphärischen Übergangsmulde unter starker Quer­ schnitts-Verengung in den Angußkanal der Angußbuchse mündet", d. h. der Angußkegel muß bei vorgegebener Länge der Angußbuchse, die durch die Stabilitätsanforderungen an das Werkzeug bestimmt wird, einen erheblich größeren Querschnitt als der eigentliche Angußkanal aufweisen, der seinerseits in Abhängigkeit von Form und Größe des zu erzeugenden Sandwichteiles nicht beliebig klein gemacht werden kann, zumindest dann nicht, wenn mit ver­ tretbaren Einspritzdrücken und entsprechendem Energieaufwand gearbeitet werden soll. Jeder verlorene Angußpfropfen stellt jedoch eine zusätzliche Umweltbelastung und einen zusätzlichen Kostenfaktor für die zu erzeugenden Sandwichteile dar, da er nur in Ausnahmefällen einem einfachen Recyclingverfahren mit niedrigen Kosten und schonender Belastung der Umwelt zugeführt werden kann, wobei die Umweltbelastung und die Zusatzkosten proportional zum zunehmendem Volumen des Angußpfropfens eben­ falls ansteigen.

Die DE-OS 37 35 099 offenbart außerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ausdrücklich der "Herstellung von Mehrschicht- Formteilen aus mindestens zwei Kunststoffkomponenten mit we­ sentlich verschiedenen Verhaltens-, Verarbeitungs- und/oder Temperatureigenschaften" dienen sollen, wobei "die Kunststoff­ komponenten aus den verschiedenen Spritzeinheiten über eine ge­ meinsame Angußbuchse in den Formhohlraum eines Formwerkzeugs gespritzt werden". Dabei müssen jedoch die Spritzeinheiten zu­ mindest mit ihren ausgangsseitigen Enden entweder direkt an der Angußbuchse mit oder ohne zusätzliche jeweils eigene Düsenköpfe oder an einem gemeinsamen Düsenkopf sehr nahe beieinander ange­ ordnet werden, was auf jeden Fall bei Kunststoffkomponenten mit wesentlich verschiedenen Temperatureigenschaften zu unerwünsch­ ten Problemen des Wärmeübergangs und der Wärmeverteilung am Eingang der Angußbohrung oder auf der Eingangsseite eines ge­ meinsamen Düsenkopfes, beispielsweise zu Problemen einer aus­ reichenden Dichtung zwischen allen Ausgängen der Spritzeinhei­ ten und der Angußbuchse bzw. dem Düsenkopf, führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Spritzgießen von Sandwichteilen und eine Vor­ richtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Verfügung zu stellen, mit denen einerseits der Energieverbrauch bei der Er­ zeugung von Sandwichteilen aus Kunststoffkomponenten vermindert und andererseits der zwangsläufige Anfall von primärem Abfall in Form von verlorenen Angußpfropfen verringert werden kann, wobei außerdem der erforderliche Aufwand zur Entnahme der ver­ lorenen Angußpfropfen weitgehend reduziert und das Auftreten von unerwünschten Problemen des Wärmeübergangs und der Wärme­ verteilung zwischen den Spritz- bzw. Plastifiziereinheiten auch bei der Verarbeitung von Kunststoffkomponenten mit wesentlich unterschiedlichen Temperatureigenschaften weitgehend verhindert wird.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit Hilfe der Merkmale der kennzeichnenden Teile der Patentansprüche 1 und 5.

Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß jede Kunststoffkomponente vom Ausgang ihrer zugehörigen, jeweils se­ parat am Werkzeug angekoppelten Plastifiziereinheit mittels mi­ nimal kurzer, geradliniger Zuführungskanäle durch das Werkzeug zum Eingangsbereich jedes Angußkanals geführt wird, weil in diesem Fall die Plastifiziereinheiten derart am Werkzeug pla­ ziert werden können, daß allenfalls einzelne Plastifi­ ziereinheiten geringfügige Bewegungen zur Freigabe der Öff­ nungs- und Schließbewegungen des Werkzeugs vornehmen müssen, und die Zuführungskanäle vom Ausgang jeder Plastifiziereinheit durch das Werkzeug zum Eingangsbereich jedes gemeinsamen Anguß­ kanals zunächst mit minimal notwendigem Volumen konstruiert werden können. Gleichzeitig ergibt sich noch der zusätzliche Vorteil, daß bei geeigneter Ausgestaltung der Zuführungskanäle mit Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen bekannter Art oder ent­ sprechenden Isoliermaßnahmen Kunststoffkomponenten sehr unter­ schiedlicher Eigenschaften, insbesondere bezüglich ihrer erfor­ derlichen Verarbeitungstemperatur, jedenfalls bis zum Eingangs­ bereich jedes gemeinsamen Angußkanals ohne gegenseitige Beein­ flussung dieser Eigenschaften transportiert werden können, was bei speziellen, zwischen den Plastifiziereinheiten und jedem Angußkanal installierten Düsenkörpern, insbesondere solchen als Misch- oder Trenndüsen mit einem gemeinsamen Düsenausgang und einzeln steuerbaren Eingangskanälen ausgelegten, im allgemeinen nur mit zusätzlichem erheblichem Aufwand realisierbar ist. Dar­ über hinaus wird vorteilhafterweise noch vermieden, daß die Plastifiziereinheiten hinsichtlich von unerwünschten Wärmeüber­ gängen oder Wärmeverteilungen unmittelbar untereinander wech­ selwirken können.

Ebenfalls als sehr vorteilhaft erweist es sich, daß das Werk­ zeug sowie jeder Anguß- und jeder Zuführungskanal insgesamt so gestaltet sind, daß der bei jedem Spritzzyklus in dem System aus Zuführungs- und Angußkanälen entstehende pfropfenartige Restkörper mit dem zugehörigen Sandwichteil nur über einen mi­ nimalen Querschnitt verbunden und dort in einfacher Art und Weise von diesem abtrennbar ist, ein minimales Gesamtvolumen aufweist und beim Auffahren des Werkzeugs jedenfalls soweit freigelegt wird, daß er mit einfachen Mitteln aus dem Werkzeug entfernt werden kann, weil auf diese Weise neben den bereits oben beschriebenen Zuführungskanälen auch jeder gemeinsame An­ gußkanal mit einem minimalen Volumen, das sich im wesentlichen an der den notwendigen Einspritzdruck erheblich mitbestimmenden Ausgangsöffnung des Angußkanals zum Formhohlraum ausrichten muß, versehen und so der Anfall von primärem Abfall in Form der vorgenannten pfropfenartigen Restkörper erheblich verringert werden kann und außerdem jeder dieser Restkörper nach dem Öff­ nen des Werkzeugs unmittelbar dem Zugriff einfacher und preis­ werter mechanischer Hilfsmittel bekannter Art zum Entfernen aus dem Werkzeug ausgesetzt ist. Dabei ergibt sich als weiterer Vorteil, daß zumindest jeder zu einem bestimmten Zuführungska­ nal gehörige Abschnitt des entstandenen Restkörpers stets nur aus einer einzigen Kunststoffkomponente besteht, so daß dieser Restkörper bei Bedarf in einfacher Weise in eine Reihe von für ein eindeutiges Recycling geeignete Bestandteile zerlegt werden kann. Bei geeigneter Isolierung jedes minimal ausgelegten ge­ meinsamen Angußkanals läßt sich bei der Verarbeitung von Kunst­ stoffkomponenten sehr unterschiedlicher Eigenschaften, insbe­ sondere bezüglich ihrer erforderlichen Verarbeitungstemperatur, in besonders vorteilhafter Weise außerdem erreichen, daß sie nicht nur - wie bereits oben angegeben - bis zum Eingangsbe­ reich des Angußkanals, sondern bis zur formhohlraumseitigen Ausgangsöffnung des Angußkanals ohne merkliche gegenseitige Be­ einflussung dieser Eigenschaften transportiert und anschließend im Formhohlraum auf der Basis ihrer ursprünglichen Eigenschaf­ ten verarbeitet werden können.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens bzw. einer zu seiner Durchführung geeigneten Vorrich­ tung weist darüber hinaus den Vorteil auf, daß die Sandwich­ teile nur mittels eines einzigen, in der Symmetrieachse der Spritzgießeinheit liegenden Angußkanals erzeugt werden, wobei eine Kunststoffkomponente unmittelbar von ihrer in dieser Sym­ metrieachse liegenden Plastifiziereinheit in den damit fluchtenden Angußkanal geführt wird und alle weiteren Kunst­ stoffkomponenten in einer senkrecht zur vorgenannten Symmetrie­ achse liegenden Ebene in den Eingangsbereich des Angußkanals geleitet werden und wobei die letztgenannte Ebene bei geöffne­ tem Werkzeug direkt zugänglich ist, beispielsweise dadurch, daß die für die weiteren Kunststoffkomponenten erforderlichen Zu­ führungskanäle in oder an einer den Eingangsbereich des Anguß­ kanals berührenden - neben der zwangsläufig durch den Formhohl­ raum verlaufenden ersten Trennebene zweiten - Trennebene des Werkzeugs in den vorgenannten Eingangsbereich laufen, weil dann der gesamte Restkörper dem Werkzeug dadurch entnommen werden kann, daß er an der dem Formhohlraum abgewandten - normaler­ weise feststehenden - Begrenzungsfläche der zweiten Trennfläche bis zur vollständigen Freigabe des zunächst im Angußkanal be­ findlichen Teils des Restkörpers durch das Auseinanderfahren beider Begrenzungsflächen der Trennebene vorläufig arretiert und erst dann freigegeben wird oder daß er erst mit dem den An­ gußkanal tragenden Werkzeugteil soweit von der feststehenden Begrenzungswand weggefahren wird, daß der im Angußkanal befind­ liche Teil des Restkörpers anschließend ohne Schwierigkeiten aus dem Angußkanal herausgezogen und beseitigt werden kann, wo­ bei der bereits auf der beweglichen Begrenzungsfläche der - zweiten - Trennebene freiliegende Teil des Restkörpers als An­ griffspunkt für ein einfaches mechanisches Hilfsmittel dient. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung kann der Restkörper beispielsweise da­ durch vorläufig arretiert werden, daß zumindest eine Plastifi­ ziereinheit unmittelbar an ihrem Ausgang mit einer axial ver­ schiebbaren Düsennadel verschlossen wird, die an ihrem einem Anguß- oder Zuführungskanal zugewandten Ende einen in diesen Anguß- oder Zuführungskanal hineinragenden, sich zumindest an der Spitze konisch verjüngenden Dorn oder - bei nicht vertikal verlaufender Symmetrieachse der Spritzgießeinheit - einen ha­ kenartigen Fortsatz mit sich verjüngendem Querschnitt und senk­ recht nach unten gerichteter Spitze trägt. Erst nach ausrei­ chendem Auseinanderfahren der - zweiten - Trennebene, d. h. wenn der zunächst im Angußkanal befindliche Teil des Restkörpers vollständig freigezogen ist, fällt der pfropfenartige Restkör­ per dann bei geeigneter Gestaltung entsprechender Dorne oder hakenartiger Fortsätze aufgrund seines Gewichts von selbst aus dem Werkzeug.

Der bereits vorerwähnte Effekt eines Transports von Kunststoff­ komponenten sehr unterschiedlicher Eigenschaften ohne gegensei­ tige Beeinflussung auf dem Weg vom Ausgang der jeweiligen Pla­ stifiziereinheit bis zur formhohlraumseitigen Ausgangsöffnung des Angußkanals läßt sich erfindungsgemäß in sehr vorteilhafter Weise im übrigen auch dadurch verifizieren, daß außer dem An­ gußkanal auch jeder Zuführungskanal mit einer geeigneten Iso­ lierung anstelle einer Heiz- und/oder Kühlvorrichtung versehen ist.

Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Vorrichtungen sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung wäh­ rend des Einspritzens einer ersten Kunststoffkompo­ nente über einen gemeinsamen Angußkanal in einen Form­ hohlraum in schematischer Darstellung.

Fig. 2 Schnitt durch eine gegenüber der Fig. 1 teilweise ab­ geänderte erfindungsgemäße Vorrichtung während des Einspritzens einer zweiten Kunststoffkomponente über den gemeinsamen Angußkanal in den Formhohlraum in schematischer Darstellung.

Fig. 3 Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung der Fig. 1 nach dem Öffnen des Werkzeugs in schematischer Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt zunächst ein Werkzeug 1 mit einem feststehen­ den Werkzeugteil 2 und zwei an hier nicht dargestellten Füh­ rungssäulen bekannter Art verfahrbaren Werkzeugteilen 3 und 4, die gegen das feststehende Werkzeugteil 2 bzw. untereinander durch zu öffnende bzw. zu schließende Trennebenen 5 und 6 ge­ trennt werden. An der Trennebene 5 verläuft im verfahrbaren Werkzeugteil 3 ein Zuführungskanal 7, der vom Ausgang 8 einer seitlich am Werkzeug 1 angekoppelten Plastifiziereinheit 9 zum Eingangsbereich 10 eines gemeinsamen Angußkanals 11 führt und im dargestellten Fall mit einer hier nur schematisch angedeute­ ten Heiz- und Kühlvorrichtung 12 versehen ist. Der gemeinsame Angußkanal 11 bildet den inneren Teil einer im verfahrbaren Werkzeugteil 3 installierten Angußbuchse 13, die aufgrund ihrer speziellen - hier nicht explizit dargestellten - Materialbe­ schaffenheit und Konstruktion einen merklichen Wärmeaustausch zwischen den durch den Angußkanal 11 strömenden Kunststoffkom­ ponenten und dem verfahrbaren Werkzeugteil 3 verhindert, und führt über eine Ausgangsöffnung 14 in einen zwischen den ver­ fahrbaren Werkzeugteilen 3 und 4 ausgebildeten Formhohlraum 15, der zur Formgebung für die herzustellenden Sandwichteile dient. Für diese Formgebung ist das verfahrbare Werkzeugteil 4 im dar­ gestellten Fall mit einem kraftschlüssig mit ihm verbundenen Formeinsatz 16 versehen, der außerdem mit einer hier nur sche­ matisch angedeuteten Auswurfvorrichtung 17 bekannter Art ver­ bunden ist, die beispielsweise in einer Ausnehmung 18 im ver­ fahrbaren Werkzeugteil 4 installiert sein und mehrere durch den Formeinsatz 16 führende rohrförmige Kanäle 19 zur Beaufschla­ gung mit Druckluft oder einem anderen geeigneten Druckmedium aufweisen kann.

Im dargestellten Fall der Fig. 1 ist der Ausgang 8 der Plasti­ fiziereinheit 9 mittels einer zurückgezogenen Düsennadel 20 ge­ öffnet, und die Plastifiziereinheit 9 spritzt eine Kunststoff­ komponente 21 über den Zuführungskanal 7 und den gemeinsamen Angußkanal 11 so lange in den Formhohlraum 15, bis die dort an­ gekommene Menge der Kunststoffkomponente 21 ausreicht, um eine geschlossene Oberflächenschicht eines Sandwichteiles entlang aller Wandflächen des Formhohlraums 15 - ggf. mit Ausnahme des unmittelbar an die Ausgangsöffnung 14 des Angußkanals 11 an­ grenzenden Bereichs - erzeugen zu können. Sodann wird der Aus­ gang 8 der Plastifiziereinheit 9 mittels der Düsennadel 20 ge­ schlossen und dafür eine zweite Plastifiziereinheit 22 in Tä­ tigkeit gesetzt, um eine zweite Kunststoffkomponente 23 durch den gemeinsamen Angußkanal 11 so in den Formhohlraum 15 einzu­ spritzen, daß sie in das Innere der ersten Kunststoffkomponente 21 eindringt und diese nach vollständiger Füllung des Formhohl­ raums 15 mit Kunststoffkomponenten ringsum an sämtliche Wand­ flächen des Formhohlraums 15 mit Ausnahme des unmittelbar an die Ausgangsöffnung 14 des Angußkanals 11 angrenzenden Bereichs drückt - wie es explizit in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Fig. 2 zeigt im Unterschied zur Fig. 1 aus apparativer Sicht lediglich einen Zuführungskanal 7, der statt mit einer Heiz- und Kühlvorrichtung 12 mit einer Isolation 24 versehen ist, die einen Wärmeaustausch zwischen der Kunststoffkomponente 21 im Zuführungkanal 7 mit den Werkzeugteilen 2 und 3 weitge­ hend verhindert. Aus verfahrenstechnischer Sicht ist nunmehr - wie bereits vorstehend erwähnt - die Plastifiziereinheit 9 mit­ tels der Düsennadel 20 verschlossen, während die Plastifi­ ziereinheit 22 durch Zurückziehen einer Düsennadel 25 geöffnet ist und eine Kunststoffkomponente 23 durch den gemeinsamen An­ gußkanal 11 in der vorbeschriebenen Weise in das Innere der be­ reits im Formhohlraum 15 befindlichen Kunststoffkomponente 21 einspritzt. Die Plastifiziereinheit 22 sitzt dabei in einer Ausnehmung 26 im feststehenden Werkzeugteil 2 und reicht mit ihrem Ausgang 27 unmittelbar an den Eingangsbereich 10 des An­ gußkanals 11 heran, wobei die Symmetrieachsen sowohl der Pla­ stifiziereinheit 22 als auch des gemeinsamen Angußkanals 11 miteinander und mit der Symmetrieachse 28 der Spritzgießeinheit fluchten, so daß der sonst erforderliche Zuführungskanal in diesem Fall auf die Länge 0 schrumpft. Alle übrigen Elemente der Fig. 2 entsprechen den gleichartig dargestellten Elementen der Fig. 1.

Die Fig. 3 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem Stadium, in dem sowohl das zu erzeugende Sandwichteil 29 als auch der in den Zuführungs- und Angußkanälen 7 und 11 entstandene pfropfen­ artige Restkörper 30 erstarrt sind und das Werkzeug längs sei­ ner Symmetrieachse 28 so weit aufgefahren ist, daß sowohl das Sandwichteil 29 als auch der Restkörper 30 ohne Schwierigkeiten aus dem Werkzeug entnommen werden können, wobei hier davon aus­ zugehen ist, daß das Sandwichteil 29 zuvor von der Auswurfvor­ richtung 17 mittels Druckluftbeaufschlagung der rohrförmigen Kanäle 19 von dem Formeinsatz 16 abgehoben wurde und der Rest­ körper 30 bis zu seinem vollständigen Freiziehen aus dem Anguß­ kanal 11 von einem am formhohlraumseitigen Ende der Düsennadel 25 angebrachten Dorn 31 mit geeigneter Form, die hier nicht im Detail dargestellt ist, festgehalten wurde und dann durch das Eigengewicht des Restkörpers 30 von diesem Dorn 31 abgeglitten ist. Selbstverständlich sind im dargestellten Zustand beide Ausgänge 8 und 27 der Plastifiziereinheiten 9 und 22 durch die Düsennadeln 20 und 25 verschlossen, und außerdem ist die Pla­ stifiziereinheit 9 so weit vom Werkzeug 1 zurückgefahren, daß sie die Öffnung des Werkzeugs 1 in keinem Fall behindert. Das Sandwichteil 29 ist im Schnitt dargestellt, ohne aus der symme­ trischen Lage zur Symmetrieachse 28 herausgerückt zu sein, im Falle des Restkörpers 30 ist die Darstellung zwar ebenfalls im Schnitt erfolgt, hier ist die Entnahmemöglichkeit aus dem Werk­ zeug jedoch durch die leichte seitliche Verschiebung des Rest­ körpers 30 aus der ursprünglichen Lage bezüglich der Symmetrie­ achse 28 angedeutet.

Bezugszeichenliste

 1 Werkzeug
 2 feststehendes Werkzeugteil
  3, 4 verfahrbare Werkzeugteile
 5, 6 Trennebenen
 7 Zuführungskanal
 8, 27 Ausgänge von Plastifiziereinheiten
 9, 22 Plastifiziereinheiten
10 Eingangsbereich eines Angußkanals
11 gemeinsamer Angußkanal
12 Heiz- und Kühlvorrichtung
13 Angußbuchse
14 Ausgangsöffnung eines Angußkanals
15 Formhohlraum
16 Formeinsatz
17 Auswurfvorrichtung
18, 26 Ausnehmungen
19 rohrförmige Kanäle
20, 25 Düsennadeln
21, 23 Kunststoffkomponenten
24 Isolation
28 Symmetrieachse der Spritzgießeinheit
29 Sandwichteil
30 pfropfenartiger Restkörper
31 Dorn

Claims (12)

1. Verfahren zum Spritzgießen von Sandwichteilen, bei dem mindestens zwei unterschiedliche Kunststoffkomponenten aus entsprechenden, an das Spritzgießwerkzeug angekop­ pelten Plastifiziereinheiten nacheinander oder abwech­ selnd durch mindestens einen gemeinsamen Angußkanal der­ art in den Formhohlraum des Spritzgießwerkzeugs einge­ spritzt werden, daß jedes erzeugte Sandwichteil einen Kern aus mindestens einer Kunststoffkomponente und eine diesen - ggf. mit Ausnahme eines oder jedes der Ausgangs­ öffnung eines Angußkanals anliegenden Bereichs - einhül­ lende Oberflächenschicht aus einer weiteren Kunststoff­ komponente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kunststoffkomponente vom Ausgang ihrer zugehöri­ gen, jeweils separat am Werkzeug angekoppelten Plastifiziereinheit mittels minimal kurzer, geradliniger Zuführungskanäle durch das Werkzeug zum Eingangsbereich jedes Angußkanals geführt wird, wobei das Werkzeug sowie jeder Anguß- und jeder Zuführungskanal insgesamt so ge­ staltet sind, daß der bei jedem Spritzgießzyklus in dem System aus Zuführungs- und Angußkanälen entstehende pfropfenartige Restkörper mit dem zugehörigen Sandwich­ teil nur über einen minimalen Querschnitt verbunden und dort in einfacher Art und Weise von diesem abtrennbar ist, ein minimales Gesamtvolumen aufweist und beim Auf­ fahren des Werkzeugs jedenfalls soweit freigelegt wird, daß er mit einfachen Mitteln aus dem Werkzeug entfernt werden kann.

2. Verfahren zum Spritzgießen von Sandwichteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kunststoffkomponente in jedem ihrer zugehörigen Zuführungs- und/oder Angußkanäle mittels Heiz- und/oder Kühlelementen bekannter Art bezüglich ihrer Temperatur auf vorgegebene Werte einstellbar ist.

3. Verfahren zum Spritzgießen von Sandwichteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kunststoffkomponente auf ihrem Weg vom Ausgang aus der zugehörigen Plastifiziereinheit bis zur Ausgangs­ öffnung jedes Angußkanals thermische Energie nur mit der einerseits mit der Füllmasse des Formhohlraums und ande­ rerseits mit der umgebenden Atmosphäre wechselwirkenden Masse des Werkzeugs einschließlich eventuell darin ent­ haltener kanalführender Buchsen austauscht und dabei ihre Ausgangstemperatur aus der Plastifiziereinheit nur unwe­ sentlich verändert.

4. Verfahren zum Spritzgießen von Sandwichteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sandwichteile nur mittels eines einzigen, in der Symmetrieachse der Spritzgießeinheit liegenden Angußka­ nals erzeugt werden, wobei eine Kunststoffkomponente un­ mittelbar von ihrer in dieser Symmetrieachse liegenden Plastifiziereinheit in den damit fluchtenden Angußkanal geführt wird und alle weiteren Kunststoffkomponenten in einer senkrecht zur vorgenannten Symmetrieachse liegenden Ebene in den Eingangsbereich des Angußkanals geleitet werden, und wobei die letztgenannte Ebene bei geöffnetem Werkzeug direkt zugänglich ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Spritzgießwerkzeug mit mindestens einem gemeinsamen Angußkanal für mindestens zwei unterschiedliche Kunststoffkomponenten, die aus je einer an das Werkzeug angekoppelten Plastifiziereinheit nacheinander oder abwechselnd durch diesen mindestens einen Angußkanal in den Formhohlraum des Werkzeugs einge­ spritzt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Plastifiziereinheit (9, 22) separat an das Werk­ zeug (1) angekoppelt und unabhängig von den übrigen Plastifiziereinheiten mittels je eines minimal kurzen, geradlinigen Zuführungskanals (7) durch das Werkzeug (1) mit dem Eingangsbereich (10) jedes Angußkanals (11) ver­ bunden ist,
daß die Ausgangsöffnung (14) jedes Angußkanals (11) in den Formhohlraum (15) einen minimalen Querschnitt auf­ weist,
daß das gesamte System (7, 11) von Zuführungs- und An­ gußkanälen ein minimales Gesamtvolumen besitzt und daß das Werkzeug (1) derart gestaltet ist, daß es beim Öffnen den im System (7, 11) der Zuführungs- und An­ gußkanäle entstandenen pfropfenartigen Restkörper (30) jedenfalls soweit freigibt, daß dieser mit einfachen Mit­ teln (31) bekannter Art aus dem Werkzeug (1) entfernt werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zuführungs- (7) und/oder jeder Angußkanal (11) mit einer Heiz- und/oder Kühlvorrichtung (12) bekannter Art versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zuführungs- (7) und jeder Angußkanal (11) mit­ tels Maßnahmen bekannter Art derart ausgestaltet ist, daß ein merklicher Wärmeaustausch zwischen jeder Kunststoff­ komponente (21, 23) und dem ansonsten mit der Füllmasse des Formhohlraums (15) und der Atmosphäre wechselwirken­ den Werkzeug (1) auf ihrem Weg zwischen dem Ausgang (8, 27) aus der zugehörigen Plastifiziereinheit (9, 22) bis zur Ausgangsöffnung (14) jedes Angußkanals (11) in den Formhohlraum (15) weitgehend verhindert wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (1) zwei senkrecht zur Symmetrieachse (28) der Spritzgießeinheit orientierte Trennebenen (5, 6) aufweist und jeder Angußkanal (11) parallel zur vorge­ nannten Symmetrieachse (28) zwischen diesen Trennebenen (5, 6) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spritzgießeinheit nur einen einzigen, in ihrer Symmetrieachse (28) liegenden Angußkanal (11) aufweist
und daß die Symmetrieachse dieses Angußkanals (11) im ge­ schlossenen Zustand des Werkzeugs (1) mit der Symmetrie­ achse einer der Plastifiziereinheiten (22) fluchtet, wäh­ rend die mit der Symmetrieachse ihrer jeweils zugehörigen Plastifiziereinheit fluchtenden Zuführungskanäle (7) al­ ler weiteren Plastifiziereinheiten (9) in oder an der den Eingangsbereich (10) des Angußkanals (11) berührenden Trennebene (5) des Werkzeugs (1) in diesen Eingangsbe­ reich (10) verlaufen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungskanal zwischen der mit dem Angußkanal (11) fluchtenden Plastifiziereinheit (22) und dem Eingangsbereich (10) des Angußkanals (11) eine gegen den Wert 0 strebende Länge aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (8, 27) der Plastifiziereinheiten (9, 22) durch in ihnen axial verschiebbare Düsennadeln (20, 25) geöffnet und geschlossen werden können.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das angußkanalseitige Ende der Düsennadel (20, 25) mindestens einer Plastifiziereinheit (9, 22) als einfa­ ches Mittel zum Entfernen des im System (7, 11) der Zu­ führungs- und Angußkanäle entstandenen pfropfenartigen Restkörpers (30) ausgebildet ist, beispielsweise als in den entsprechenden Zuführungs- (7) oder Angußkanal (11) hineinragender, sich zumindest an der Spitze konisch ver­ jüngender Dorn (31) oder - bei nicht vertikal verlaufen­ der Symmetrieachse der Spritzgießeinheit - als hakenarti­ ger Fortsatz mit sich verjüngendem Querschnitt und senk­ recht nach unten gerichteter Spitze.