DE102020109197A1 - Channel system for the continuous injection of a plasticized molding compound into a molding tool, injection molding device and a method for controlling and regulating a continuous injection process of such an injection molding device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kanalsystem (14) zum kontinuierlichen Einspritzen einer plastifizierten Formmasse (12) in ein Formgebungswerkzeug (16) mittels einer Spritzgussvorrichtung (10) mit wenigstens zwei Spritzeinheiten (18, 20) und wenigstens einer Plastifiziereinheit (22), aufweisend einen ersten Kanal (36), der mit einer ersten Spritzeinheit (18) verbindbar ist, einen zweiten Kanal (38), der mit einer zweiten Spritzeinheit (20) verbindbar ist, einen Einspritzkanal (42) zum Einspritzen einer plastifizierten Formmasse (12) in ein Formgebungswerkzeug (16), der mit dem ersten Kanal (36) und dem zweiten Kanal (38) verbunden ist, und einen Befüllkanal (40), der mit dem ersten Kanal (36) und dem zweiten Kanal (38) verbunden ist und mit einer Plastifiziereinheit (22) verbindbar ist, um die erste Spritzeinheit (18) über den ersten Kanal (36) mit der plastifizierten Formmasse (12) und die zweite Spritzeinheit (20) über den zweiten Kanal (38) mit der plastifizierten Formmasse zu befüllen, und wobei Ventilmittel (46, 48, 50, 52) zum gesteuerten Zuführen der plastifizierten Formmasse (12) zu dem Einspritzkanal (42) vorgesehen sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Spritzgussvorrichtung (10) sowie ein Verfahren zur Steuerung und Regelung eines kontinuierlichen Einspritzvorgangs einer Spritzgussvorrichtung (10).The invention relates to a channel system (14) for continuously injecting a plasticized molding compound (12) into a molding tool (16) by means of an injection molding device (10) with at least two injection units (18, 20) and at least one plasticizing unit (22), having a first channel (36) which can be connected to a first injection unit (18), a second channel (38) which can be connected to a second injection unit (20), an injection channel (42) for injecting a plasticized molding compound (12) into a molding tool ( 16), which is connected to the first channel (36) and the second channel (38), and a filling channel (40) which is connected to the first channel (36) and the second channel (38) and with a plasticizing unit ( 22) can be connected in order to fill the first injection unit (18) with the plasticized molding compound (12) via the first channel (36) and the second injection unit (20) with the plasticized molding compound via the second channel (38), u nd wherein valve means (46, 48, 50, 52) are provided for the controlled supply of the plasticized molding compound (12) to the injection channel (42). The invention also relates to an injection molding device (10) and a method for controlling and regulating a continuous injection process of an injection molding device (10).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kanalsystem zum kontinuierlichen Einspritzen einer plastifizierten Formmasse in ein Formgebungswerkzeug mittels einer Spritzgussvorrichtung mit wenigstens zwei Spritzeinheiten und wenigstens einer Plastifiziereinheit. Ferner betrifft die Erfindung eine Spritzgussvorrichtung zum kontinuierlichen Einspritzen einer plastifizierten Formmasse in ein Formgebungswerkzeug mit einem derartigen Kanalsystem sowie ein Verfahren zur Steuerung und Regelung eines kontinuierlichen Einspritzvorgangs einer derartigen Spritzgussvorrichtung.The present invention relates to a channel system for continuously injecting a plasticized molding compound into a molding tool by means of an injection molding device with at least two injection units and at least one plasticizing unit. The invention further relates to an injection molding device for continuously injecting a plasticized molding compound into a molding tool with such a channel system and a method for controlling and regulating a continuous injection process of such an injection molding device.
Zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff, beispielsweise aus einem Thermoplast oder aus einem Elastomer, wird in einer Spritzgussvorrichtung der Kunststoff in einem Extruder erhitzt und plastifiziert und anschließend über eine Spritzeinheit in einen Formhohlraum eines Formgebungswerkzeugs eingespritzt. Unter Temperatureinwirkung wird die Formmasse erhitzt, so dass diese durch Vernetzung in einen festen Zustand übergeht. Nach der Vernetzung kann das Formgebungswerkzeug geöffnet und das erhärtete Formteil entnommen werden.To produce molded parts from plastic, for example from a thermoplastic or from an elastomer, the plastic is heated and plasticized in an extruder in an injection molding device and then injected into a mold cavity of a molding tool via an injection unit. The molding compound is heated under the influence of temperature, so that it changes into a solid state through crosslinking. After crosslinking, the molding tool can be opened and the hardened molding removed.
Zur Herstellung von mehrschichtigen Gegenständen ist es bekannt, zwei Spritzeinheiten zu verwenden, die nacheinander die plastifizierte Formmasse in den Formhohlraum einspritzen. Derartige Spritzgussvorrichtungen sind aus
Darüber hinaus können zwei Spritzeinheiten eingesetzt werden, um großvolumige Gegenstände herzustellen, indem die Spritzeinheiten nacheinander die plastifizierte Formmasse in den Formhohlraum einspritzen.In addition, two injection units can be used to produce large-volume objects by the injection units successively injecting the plasticized molding compound into the mold cavity.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kanalsystem, eine Spritzgussvorrichtung sowie ein Verfahren zum Einspritzen einer plastifizierten Formmasse in ein Formgebungswerkzeug zu schaffen, die ein kontinuierliches Einspritzen einer plastifizierten Formmasse in ein Formgebungswerkzeug ermöglichen.The present invention is based on the object of creating a channel system, an injection molding device and a method for injecting a plasticized molding compound into a molding tool, which allow continuous injection of a plasticized molding compound into a molding tool.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kanalsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Spritzgussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen.To achieve the object, a channel system with the features of claim 1, an injection molding device with the features of claim 7 and a method with the features of claim 8 are proposed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kanalsystems sowie des Verfahrens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.Advantageous configurations of the channel system and of the method are the subject matter of the respective dependent claims.
Gemäß einem Aspekt wird ein Kanalsystem zum kontinuierlichen Einspritzen einer plastifizierten Formmasse in ein Formgebungswerkzeug mittels einer Spritzgussvorrichtung mit wenigstens zwei Spritzeinheiten und wenigstens einer Plastifiziereinheit vorgeschlagen. Das Kanalsystem weist einen ersten Kanal, der mit einer ersten Spritzeinheit verbindbar ist, einen zweiten Kanal, der mit einer zweiten Spritzeinheit verbindbar ist, einen Einspritzkanal zum Einspritzen der plastifizierten Formmasse in das Formgebungswerkzeug, der mit dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal verbunden ist, und einen Befüllkanal auf, der mit dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal verbunden ist und mit einer Plastifiziereinheit verbindbar ist, um die erste Spritzeinheit über den ersten Kanal mit der plastifizierten Formmasse und die zweite Spritzeinheit über den zweiten Kanal mit der plastifizierten Formmasse zu befüllen, und wobei Ventilmittel zum gesteuerten Zuführen der plastifizierten Formmasse zu den Einspritzkanal vorgesehen sind.According to one aspect, a channel system for continuously injecting a plasticized molding compound into a molding tool by means of an injection molding device with at least two injection units and at least one plasticizing unit is proposed. The channel system has a first channel that can be connected to a first injection unit, a second channel that can be connected to a second injection unit, an injection channel for injecting the plasticized molding compound into the molding tool, which is connected to the first channel and the second channel, and a filling channel which is connected to the first channel and the second channel and can be connected to a plasticizing unit in order to fill the first injection unit with the plasticized molding compound via the first channel and the second injection unit with the plasticized molding compound via the second channel, and wherein valve means are provided for the controlled supply of the plasticized molding compound to the injection channel.
Durch die Kombination aus Ventilmittel und Befüllkanal kann der Fließvorgang der plastifizierten Formmasse derart gesteuert werden, dass der Fließvorgang nicht unterbrochen wird. Dadurch ist ein kontinuierliches Einspritzen einer plastifizierten Formmasse in einen Formhohlraum eines Formgebungswerkzeugs möglich. So kann über die Ventilmittel der Fließvorgang derart gesteuert werden, dass eine der Spritzeinheiten mit der plastifzierten Formmasse befüllt und die andere Spritzeinheit die plastifizierte Formmasse in den Formhohlraum einspritzt, ohne dass der Fließvorgang zum Erliegen kommt. Dadurch können großvolumige Bauteile mit einer homogenen Struktur geschaffen werden.Through the combination of valve means and filling channel, the flow process of the plasticized molding compound can be controlled in such a way that the flow process is not interrupted. This enables continuous injection of a plasticized molding compound into a mold cavity of a molding tool. The flow process can be controlled via the valve means in such a way that one of the injection units is filled with the plasticized molding compound and the other injection unit injects the plasticized molding compound into the mold cavity without the flow process coming to a standstill. This allows large-volume components with a homogeneous structure to be created.
Bei dem Kanalsystem können die Kanäle derart über die Ventilmittel geöffnet und/oder geschlossen werden, dass eine der beiden Spritzeinheiten über den Befüllkanal und den damit verbundenen Kanal mit der plastifizierten Formmasse befüllt wird und dass gleichzeitig die in der anderen Spritzeinheit befindliche plastifizierte Formmasse über den Kanal und den Einspritzkanal in den Formhohlraum eines Formgebungswerkzeugs eingespritzt wird. Vorteilhaft sind Ventilmittel zum gesteuerten Zuführen der plastifizierten Formmasse zu dem ersten Kanal, dem zweiten Kanal und/oder dem Einspritzkanal vorgesehen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung steuern die Ventilmittel, insbesondere jeweils ein Ventilmittel, die Zuführung der plastifizierten Formmasse von dem Befüllkanal über den ersten Kanal zu der ersten Spritzeinheit, die Zuführung der plastifizierten Formmasse von dem Befüllkanal über den zweiten Kanal zu der zweiten Spritzeinheit, die Zuführung der plastifizierten Formmasse von der ersten Spritzeinheit über den ersten Kanal zu dem Einspritzkanal und die Zuführung der plastifizierten Formmasse von der zweiten Spritzeinheit über den zweiten Kanal zu dem Einspritzkanal.In the channel system, the channels can be opened and / or closed via the valve means in such a way that one of the two injection units is filled with the plasticized molding compound via the filling channel and the channel connected to it and that at the same time the plasticized molding compound located in the other injection unit is filled via the channel and injecting the injection channel into the mold cavity of a molding tool. Valve means are advantageously provided for the controlled supply of the plasticized molding compound to the first channel, the second channel and / or the injection channel. In an advantageous embodiment, the valve means, in particular each valve means, control the supply of the plasticized molding compound from the filling channel via the first channel to the first injection unit, the supply of the plasticized molding compound from the filling channel via the second channel to the second injection unit, the supply of the plasticized molding compound from the first injection unit via the first channel to the injection channel and the supply of the plasticized molding compound from the second injection unit via the second channel to the injection channel.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kanalsystem einen Kanalblock auf, in dem die Kanäle eingebracht sind.In an advantageous embodiment, the channel system has a channel block in which the channels are introduced.
Die Formmasse kann Kunststoff sein, der als Granulat vorliegen kann. Der Kunststoff kann ein Thermoplast, Duroplast oder Elastomer sein.The molding compound can be plastic, which can be in the form of granules. The plastic can be a thermoplastic, thermosetting plastic or elastomer.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ventilmittel innerhalb der Kanäle angeordnet.In an advantageous embodiment, the valve means are arranged within the channels.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein erstes Ventilmittel zwischen dem ersten Kanal und dem Befüllkanal angeordnet, ein zweites Ventilmittel ist zwischen dem zweiten Kanal und dem Befüllkanal angeordnet, ein drittes Ventilmittel ist zwischen dem ersten Kanal und dem Einspritzkanal angeordnet und ein viertes Ventilmittel ist zwischen dem zweiten Kanal und dem Einspritzkanal angeordnet.In an advantageous embodiment, a first valve means is arranged between the first channel and the filling channel, a second valve means is arranged between the second channel and the filling channel, a third valve means is arranged between the first channel and the injection channel and a fourth valve means is between the second Channel and the injection channel arranged.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Fließvorgang der plastifizierten Formmasse derart gesteuert werden kann, dass dieser nicht zum Erliegen kommt. Vorteilhaft sind das erste Ventilmittel und das zweite Ventilmittel innerhalb des Befüllkanals angeordnet. Weiter vorteilhaft sind das dritte Ventilmittel und das vierte Ventilmittel innerhalb des Einspritzkanals angeordnet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Ventilmittel innerhalb des Befüllkanals vor einem Knotenpunkt zwischen dem Befüllkanal und dem ersten Kanal angeordnet. Weiterhin vorteilhaft ist das zweite Ventilmittel innerhalb des Befüllkanals vor einem Knotenpunkt zwischen dem Befüllkanal und dem zweiten Kanal angeordnet. Das dritte Ventilmittel ist vorteilhaft innerhalb des Einspritzkanals nach einem Knotenpunkt zwischen dem ersten Kanal und dem Einspritzkanal angeordnet. Das vierte Ventilmittel ist vorteilhaft innerhalb des Einspritzkanals nach einem Knotenpunkt zwischen dem vierten Kanal und dem Einspritzkanal angeordnet. Der Knotenpunkt entspricht einem Verbindungsabschnitt oder Verbindungsbereich zwischen zwei Kanälen.This has the technical advantage that the flow process of the plasticized molding compound can be controlled in such a way that it does not come to a standstill. The first valve means and the second valve means are advantageously arranged within the filling channel. The third valve means and the fourth valve means are also advantageously arranged within the injection channel. In an advantageous embodiment, the first valve means is arranged within the filling channel in front of a junction between the filling channel and the first channel. The second valve means is also advantageously arranged within the filling channel in front of a junction between the filling channel and the second channel. The third valve means is advantageously arranged within the injection channel after a junction between the first channel and the injection channel. The fourth valve means is advantageously arranged within the injection channel after a junction between the fourth channel and the injection channel. The node corresponds to a connection section or connection area between two channels.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ventilmittel als steuerbare Ventile ausgebildet.In an advantageous embodiment, the valve means are designed as controllable valves.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch Ansteuerung der Ventile die Kanäle geöffnet und/oder geschlossen werden können, um ein Befüllen einer der Spritzeinheiten und gleichzeitiges Einspritzen der in der anderen Spritzeinheit befindlichen plastifizierten Formmasse in ein Formgebungswerkzeug zu ermöglichen. Die steuerbaren Ventile können mechanisch steuerbare Ventile, elektrisch steuerbare Ventile, hydraulisch steuerbare Ventile, elektromagnetisch steuerbare Ventile und/oder pneumatisch steuerbare Ventile sein.This has the technical advantage that the channels can be opened and / or closed by activating the valves in order to enable one of the injection units to be filled and the plasticized molding compound located in the other injection unit to be injected into a molding tool at the same time. The controllable valves can be mechanically controllable valves, electrically controllable valves, hydraulically controllable valves, electromagnetically controllable valves and / or pneumatically controllable valves.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ventile als steuerbare Nadelverschlussdüsen ausgebildet.In an advantageous embodiment, the valves are designed as controllable needle shut-off nozzles.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein präzises Öffnungs- und Schließverhalten erreicht wird. Zudem wird eine gleichbleibende Angussqualität über einen längeren Zeitraum geschaffen. Darüber hinaus sind Nadelverschlussdüsen als kostengünstige Standardbauteile erhältlich.This has the technical advantage that precise opening and closing behavior is achieved. In addition, a constant sprue quality is created over a longer period of time. In addition, needle valve nozzles are available as cost-effective standard components.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kanalsystem einen Kanalblock auf, in dem die Kanäle eingebracht sind.In an advantageous embodiment, the channel system has a channel block in which the channels are introduced.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass das Kanalsystem universell einsetzbar ist. Der Kanalblock kann einteilig oder mehrteilig sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Spritzeinheiten mit dem Kanalblock verbunden. So können die Spritzeinheiten über Anschlussdüsen mit dem Kanalblock verbunden sein. Die Anschlussdüsen können form- und/oder kraftschlüssig mit dem Kanalblock verbunden sein. Insbesondere können die Anschlussdüsen mit dem Kanalblock verschraubt sein. Darüber hinaus kann der Kanalblock aus Metall sein. Der Kanalblock kann ein Kaltkanalblock oder ein Heißkanalblock sein. Ein Kaltkanalblock wird zum Einspritzen von Duroplasten oder Elastomeren eingesetzt, wohingegen ein Heißkanalblock zum Einspritzen von Thermoplasten verwendet wird.This has the technical advantage that the channel system can be used universally. The channel block can be in one piece or in several pieces. In an advantageous embodiment, the injection units are connected to the channel block. The injection units can be connected to the channel block via connection nozzles. The connection nozzles can be connected to the duct block in a form-fitting and / or force-fitting manner. In particular, the connection nozzles can be screwed to the channel block. In addition, the channel block can be made of metal. The channel block can be a cold runner block or a hot runner block. A cold runner block is used to inject thermosets or elastomers, whereas a hot runner block is used to inject thermoplastics.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung mündet der Einspritzkanal in einen Düsenstock.In an advantageous embodiment, the injection channel opens into a nozzle assembly.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Temperatur der durch den Düsenstock hindurchströmenden plastifizierten Formmasse erhöht werden kann. Vorteilhaft weist der Düsenstock einen Düsenkörper und einen in den Düsenkörper eingebrachten Düsenkanal auf. Der Düsenkanal kann denselben oder einen kleineren Durchmesser als der Einspritzkanal aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Querschnitt des Düsenkanals eingestellt werden. Der Düsenkanal kann mittels einer Schließnadel verschlossen und geöffnet werden. Der Düsenstock kann einstückig aus dem Kanalblock des Kanalsystems gebildet sein. Ferner kann der Düsenstock ein separates Teil sein, das mit dem Kanalsystem form- kraft und/oder stoffschlüssig verbunden ist. So kann der Düsenstock mit dem Kanalblock verschraubt sein.This has the technical advantage that the temperature of the plasticized molding compound flowing through the nozzle assembly can be increased. The nozzle assembly advantageously has a nozzle body and a nozzle channel introduced into the nozzle body. The nozzle channel can have the same or a smaller diameter than the injection channel. In an advantageous embodiment, the cross section of the nozzle channel can be adjusted. The nozzle channel can be closed and opened by means of a closing needle. The nozzle assembly can be formed in one piece from the channel block of the channel system. Furthermore, the nozzle assembly can be a separate part that is connected to the channel system in a form-force and / or material-locking manner. The nozzle assembly can be screwed to the channel block.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Spritzgussvorrichtung zum kontinuierlichen Einspritzen einer plastifizierten Formmasse in ein Formgebungswerkzeug mit wenigstens zwei Spritzeinheiten, wenigstens einer Plastifiziereinheit und dem Kanalsystem vorgeschlagen.According to a further aspect, an injection molding device for continuously injecting a plasticized molding compound into a molding tool with at least two injection units, proposed at least one plasticizing unit and the channel system.
Mittels der Spritzgussvorrichtung und dem Kanalsystem ist es somit möglich, kontinuierlich plastifizierte Formmasse in einen Formhohlraum eines Formgebungswerkzeugs einzuspritzen.By means of the injection molding device and the channel system, it is thus possible to continuously inject plasticized molding compound into a mold cavity of a molding tool.
Die Spritzgussvorrichtung kann eine Plastifiziereinheit, eine Spritzeinheit, eine Bedieneinheit und eine Schließeinheit zum Schließen und Zuhalten des Formgebungswerkzeuges aufweisen. Die Plastifiziereinheit kann eine innerhalb eines Zylinders angeordnete Schnecke oder Extruder, eine Schneckenantriebsvorrichtung, einen Trichter zum Einfüllen der zu verarbeitenden Formmasse, eine Heizeinrichtung zum Plastifizieren der eingefüllten Formmasse und eine Düse zum Befüllen der Spritzeinheit mit der plastifizierten Formmasse aufweisen. Die Spritzeinheit kann einen Zylinder mit einer Düse und einen innerhalb des Zylinders beweglichen Einspritzkolben aufweisen. Durch Bewegung des Einspritzkolbens wird die im Zylinder befindliche plastifizierte Formmasse über die Düse in den Formhohlraum eines Formgebungswerkzeugs eingespritzt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung beheizt die Spritzgussvorrichtung das Formgebungswerkzeug während des Einspritzens.The injection molding device can have a plasticizing unit, an injection unit, an operating unit and a closing unit for closing and holding the molding tool closed. The plasticizing unit can have a screw or extruder arranged within a cylinder, a screw drive device, a funnel for pouring in the molding compound to be processed, a heating device for plasticizing the poured molding compound and a nozzle for filling the injection unit with the plasticized molding compound. The injection unit can have a cylinder with a nozzle and an injection piston movable within the cylinder. By moving the injection piston, the plasticized molding compound in the cylinder is injected through the nozzle into the mold cavity of a molding tool. In an advantageous embodiment, the injection molding device heats the molding tool during injection.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Spritzgussvorrichtung eine Steuerungsvorrichtung auf, die ausgebildet ist, die Ventilmittel auf Basis erfasster Betriebsparameter zu öffnen und/oder zu schließen. Die Steuerungsvorrichtung kann zur Erfassung der Betriebsparameter mit Sensoren verbunden sein, die den Einspritzdruck der jeweiligen Spritzeinheit, die Position des Einspritzkolbens der jeweiligen Spritzeinheit, den Füllstand der plastifizierten Formmasse innerhalb der jeweiligen Spritzeinheit, den Druck innerhalb der Kanäle sowie die Temperatur innerhalb der Kanäle erfassen. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung zur Erfassung der Betriebsparameter mit Sensoren verbunden sein, die die Drehzahl und das Drehmoment des Extruders der Plastifiziereinheit messen.In an advantageous embodiment, the injection molding device has a control device which is designed to open and / or close the valve means on the basis of detected operating parameters. To record the operating parameters, the control device can be connected to sensors that record the injection pressure of the respective injection unit, the position of the injection piston of the respective injection unit, the fill level of the plasticized molding compound within the respective injection unit, the pressure within the channels and the temperature within the channels. Furthermore, the control device for detecting the operating parameters can be connected to sensors which measure the speed and the torque of the extruder of the plasticizing unit.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung und Regelung eines kontinuierlichen Einspritzvorgangs einer Spritzgussvorrichtung vorgeschlagen. Hierzu wird zunächst die erste Spritzeinheit mit einer plastifizierten Formmasse über den mit der Plastifiziereinheit verbundenen Befüllkanal und den ersten Kanal befüllt, indem das erste Ventilmittel geöffnet wird und das zweite Ventilmittel und das dritte Ventilmittel geschlossen werden. Anschließend wird die in der ersten Spritzeinheit befindliche Formmasse in das Formgebungswerkzeug eingespritzt, indem das erste Ventilmittel geschlossen wird und das dritte Ventilmittel geöffnet wird, wobei gleichzeitig die zweite Spritzeinheit über den mit der Plastifiziereinheit verbundenen Befüllkanal und den ersten Kanal befüllt wird, indem das zweite Ventilmittel geöffnet wird und das vierte Ventilmittel geschlossen wird. Danach wird die in der zweiten Spritzeinheit befindliche Formmasse in das Formgebungswerkzeug eingespritzt, indem das zweite Ventilmittel geschlossen wird und das vierte Ventilmittel geöffnet wird.According to a further aspect, a method for controlling and regulating a continuous injection process of an injection molding device is proposed. For this purpose, the first injection unit is first filled with a plasticized molding compound via the filling channel connected to the plasticizing unit and the first channel by opening the first valve means and closing the second valve means and the third valve means. The molding compound located in the first injection unit is then injected into the molding tool by closing the first valve means and opening the third valve means, with the second injection unit being filled at the same time via the filling channel connected to the plasticizing unit and the first channel by the second valve means is opened and the fourth valve means is closed. The molding compound located in the second injection unit is then injected into the molding tool by closing the second valve means and opening the fourth valve means.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Schließen und Öffnen der Ventilmittel über eine Steuerungsvorrichtung gesteuert. Die Steuerungsvorrichtung kann die Ventilmittel in Abhängigkeit von erfassten Betriebsparametern öffnen und/oder schließen. Hierzu kann die Steuerungsvorrichtung mit Sensoren verbunden sein, die den Einspritzdruck der jeweiligen Spritzeinheit, die Position des Kolbens der jeweiligen Spritzeinheit, den Füllstand der plastifizierten Formmasse innerhalb der jeweiligen Spritzeinheit, den Druck innerhalb der Kanäle, die Temperatur innerhalb der Kanäle, und die Drehzahl und das Drehmoment des Extruders der Plastifiziereinheit errfassen. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung zur Erfassung der Betriebsparameter mit Sensoren verbunden sein, die die Drehzahl und das Drehmoment des Extruders der Plastifiziereinheit messen.In an advantageous embodiment, the closing and opening of the valve means is controlled via a control device. The control device can open and / or close the valve means as a function of detected operating parameters. For this purpose, the control device can be connected to sensors that measure the injection pressure of the respective injection unit, the position of the piston of the respective injection unit, the fill level of the plasticized molding compound within the respective injection unit, the pressure within the channels, the temperature within the channels, and the speed and record the torque of the extruder of the plasticizing unit. Furthermore, the control device for detecting the operating parameters can be connected to sensors which measure the speed and the torque of the extruder of the plasticizing unit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird während des Einspritzvorgangs der ersten Spritzeinheit und nach Erreichen einer Einfüllmenge der zweiten Spritzeinheit das zweite Ventilmittel geschlossen und ein vorgegebener Einspritzdruck wird gegen das geschlossene vierte Ventilmittel aufgebaut.In an advantageous embodiment, the second valve means is closed during the injection process of the first injection unit and after a filling quantity of the second injection unit has been reached, and a predetermined injection pressure is built up against the closed fourth valve means.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Ist-Spritzdruck der ersten Spritzeinheit für die zweite Spritzeinheit als Sollvorgabe gegen das noch geschlossene vierte Ventilmittel aufgebaut wird.This has the technical advantage that the actual injection pressure of the first injection unit for the second injection unit is built up as a target value against the fourth valve means that is still closed.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vor Beendigung des Einspritzvorgangs der ersten Spritzeinheit das vierte Ventilmittel geöffnet, so dass beide Spritzeinheiten die plastifizierte Formmasse in das Formgebungswerkzeug einspritzen.In an advantageous embodiment, the fourth valve means is opened before the end of the injection process of the first injection unit, so that both injection units inject the plasticized molding compound into the molding tool.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine möglichst gleichmäßige Einspritzgeschwindigkeit auch während des Umschaltens der Spritzeinheiten erreicht wird.This has the technical advantage that an injection speed that is as uniform as possible is achieved even while the injection units are being switched over.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das dritte Ventilmittel nach Ablauf einer Verzögerungszeit oder nach Erreichen einer vorgegebenen Position eines Einspritzkolbens der ersten Spritzeinheit geschlossen.In an advantageous embodiment, the third valve means is closed after a delay time has elapsed or after a predetermined position of an injection piston of the first injection unit has been reached.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird während des Einspritzens der plastifizierten Formmasse durch die zweite Spritzeinheit das erste Ventilmittel geöffnet, um die erste Spritzeinheit mit der plastifizierten Formmasse über den Befüllkanal zu befüllen.In an advantageous embodiment, the first valve means is opened during the injection of the plasticized molding compound by the second injection unit in order to fill the first injection unit with the plasticized molding compound via the filling channel.
Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die erste Spritzeinheit wieder mit der plastifzierten Formmasse befüllt werden kann, um für eine weiteren Einspritzvorgang zur Verfügung zu stehen.This has the technical advantage that the first injection unit can be filled again with the plasticized molding compound in order to be available for a further injection process.
Nach dem Befüllen der ersten Spritzeinheit steht selbige wieder zum Einspritzen zur Verfügung, indem die erste Spritzeinheit vor Beendigung des Einspritzvorgangs der zweiten Spritzeinheit zunächst ein Druck gegen das geschlossenen dritte Ventilmittel aufbaut und kurz vor Beendigung des Einspritzvorgangs der zweiten Spritzeinheit wird das dritte Ventilmittel geöffnet, so dass beide Spritzeinheiten die plastifizierte Formmasse in das Formgebungswerkzeug einspritzen, wie zuvor für die zweite Spritzeinheit beschrieben. Anschließend wird das vierte Ventilmittel geschlossen und die zweite Spritzeinheit wird wieder befüllt, indem das zweite Ventilmittel geöffnet wird.After filling the first injection unit, the same is available again for injection in that the first injection unit first builds pressure against the closed third valve means before the end of the injection process of the second injection unit and shortly before the end of the injection process of the second injection unit, the third valve means is opened, see above that both injection units inject the plasticized molding compound into the molding tool, as described above for the second injection unit. The fourth valve means is then closed and the second injection unit is refilled by opening the second valve means.
Die zuvor beschriebenen Schritte können beliebig oft wiederholt werden. Dadurch wird ein kontinuierliches Einspritzen einer plastifizierten Formmasse in ein Formgebungswerkzeug zu ermöglicht.The steps described above can be repeated as often as required. This enables a plasticized molding compound to be continuously injected into a molding tool.
Nachfolgend werden ein Kanalsystem, eine Spritzgussvorrichtung, ein Verfahren zum Einspritzen einer plastifizierten Formmasse in ein Formgebungswerkzeug sowie weitere Merkmale und Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Figuren schematisch dargestellt ist. Hierbei zeigt:
-
1 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch eine Spritzgussvorrichtung mit einem Kanalsystem und einem Formgebungswerkzeug, wobei eine erste Spritzeinheit eine plastifizierte Formmasse in das Formgebungswerkzeug einspritzt und eine zweite Spritzeinheit mit der plastifizierten Formmasse befüllt wird; -
2 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch die Spritzgussvorrichtung von1 , wobei beide Spritzeinheiten die plastifizierte Formmasse in das Formgebungswerkzeug einspritzen; -
3 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch die Spritzgussvorrichtung von1 , wobei die erste Spritzeinheit befüllt und die zweite Spritzeinheit die plastifizierte Formmasse in das Formgebungswerkzeug einspritzt; und -
4 einen Querschnitt durch die Spritzgussvorrichtung von3 entlang der Linie IV-IV.
-
1 a section of a cross section through an injection molding device with a channel system and a molding tool, a first injection unit injecting a plasticized molding compound into the molding tool and a second injection unit being filled with the plasticized molding compound; -
2 a section of a cross section through the injection molding device from FIG1 Both injection units inject the plasticized molding compound into the molding tool; -
3 a section of a cross section through the injection molding device from FIG1 wherein the first injection unit fills and the second injection unit injects the plasticized molding compound into the molding tool; and -
4th a cross section through the injection molding device of3 along the line IV-IV.
In den
Die Spritzgussvorrichtung
Die erste und die zweite Spritzeinheit
Wie in
Das Kanalsystem
Wie in den
Der Düsenstock
Gemäß den
Zum Ansteuern der Ventilmittel
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Einspritzen der plastifizierten Formmasse
Nach dem Befüllen der ersten Spritzeinheit
Nach Erreichen der Einfüllmenge der zweiten Spritzeinheit
Kurz vor Beendigung des Einspritzvorgangs der ersten Spritzeinheit
Nach Ablauf einer Verzögerungszeit oder einer vorgegebenen Position des Einspritzkolbens
Nach dem Befüllen der ersten Spritzeinheit
Das zuvor beschriebene Verfahren kann beziehungsweise die zuvor beschriebenen Schritte können beliebig oft wiederholt werden, um ein kontinuierliches Einspritzen einer plastifizierten Formmasse
Durch das Vorsehen von Ventilmitteln
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- SpritzgussvorrichtungInjection molding device
- 1212th
- plastifizierte Formmasseplasticized molding compound
- 1414th
- KanalsystemSewer system
- 1616
- FormgebungswerkzeugShaping tool
- 1818th
- erste Spritzeinheitfirst injection unit
- 2020th
- zweite Spritzeinheitsecond injection unit
- 2222nd
- PlastifiziereinheitPlasticizing unit
- 2424
- Gehäusecasing
- 2626th
- EinspritzkolbenInjection plunger
- 2828
- AnschlussdüseConnection nozzle
- 3030th
- ExtrudergehäuseExtruder housing
- 3232
- ExtruderschneckeExtruder screw
- 3333
- VerbindungskanalConnection channel
- 3434
- KanalblockChannel block
- 3636
- erster Kanalfirst channel
- 3838
- zweiter Kanalsecond channel
- 4040
- BefüllkanalFilling channel
- 4242
- EinspritzkanalInjection port
- 4444
- DüsenstockNozzle holder
- 4545
- DüsenkörperNozzle body
- 4646
- erstes Ventilmittelfirst valve means
- 4747
- DüsenkanalNozzle channel
- 4848
- zweites Ventilmittelsecond valve means
- 5050
- drittes Ventilmittelthird valve means
- 5252
- viertes Ventilmittelfourth valve means
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 0657268 A2 [0003]EP 0657268 A2 [0003]
- DE 102014002728 B3 [0003]DE 102014002728 B3 [0003]
- DE 102014207591 B4 [0003]DE 102014207591 B4 [0003]
- DE 102015012747 A1 [0003]DE 102015012747 A1 [0003]
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-
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- 2020-04-02 DE DE102020109197.4A patent/DE102020109197A1/en active Pending
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