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Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING MULTI-COMPONENT PLASTIC SHAPED PARTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/056767
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the production of multi-component plastic shaped parts, which are comprised of a main constituent and of at least one minor constituent, on an injection molding machine. Said injection molding machine is equipped with a main aggregate, which is configured as a plasticizing and injecting unit and which is provided for preparing the main constituent, and is equipped with an auxiliary aggregate for preparing the minor constituent. According to the invention, the highly viscous minor constituent (19) is prepared by the auxiliary aggregate (17) and is fed to a storage space (10) of a melt reservoir (8) that is assigned to said auxiliary aggregate (17). The highly viscous main constituent (18) is prepared by the main aggregate (6) and is fed to a pressure space (11) of the melt reservoir (8). The minor constituent (19) and the main constituent (18) are dosed by a displacement measuring device of the main aggregate (6). The minor constituent (19) is stored in the storage space (10) and the main constituent (18) is stored in the pressure space (11) while being separated from one another by a sealing plunger (9) of the melt reservoir (8). The minor constituent (19) contained in the storage space (10) and the main constituent (18) contained in the pressure space (11) of the melt reservoir (8) are injected, optionally in succession or simultaneously, with the hydrostatic injection pressure of the main constituent (18) of the main aggregate (6) into a tool cavity (20; 21; 22).

Inventors:
REICHERT VOLKER (DE)
HABERKORN KARL-HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/000180
Publication Date:
August 09, 2001
Filing Date:
January 16, 2001
Export Citation:
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Assignee:
REICHERT GMBH (DE)
REICHERT VOLKER (DE)
HABERKORN KARL HEINZ (DE)
International Classes:
B29C45/16; (IPC1-7): B29C45/16
Foreign References:
DE2425627A11974-12-12
EP0254366A11988-01-27
EP0419911A21991-04-03
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2, no. 140 (C - 28) 18 November 1978 (1978-11-18)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2, no. 140 (C - 28) 18 November 1978 (1978-11-18)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2, no. 155 (C - 32) 26 December 1978 (1978-12-26)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 3, no. 11 (C - 35) 30 January 1979 (1979-01-30)
Attorney, Agent or Firm:
LIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER (Bahnhofstrasse 6 Chemnitz, DE)
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Claims:
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formteilen aus Kunststoff Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von MehrkomponentenFormteilen aus Kunststoff, bestehend aus einer Hauptkomponente und wenigstens einer Nebenkomponente, auf einer Spritzgieß maschine mit einem als Plastifizierund Spritzeinheit ausgebildeten Hauptaggregat für die Bereitstellung der Hauptkomponente und wenigstens einem Nebenaggregat für die Bereitstellung der Nebenkomponente, wobei die hochviskose Nebenkomponente von dem Nebenaggre gat bereitgestellt und einem Speicherraum eines dem Neben aggregat zugeordneten Schmelzespeichers zugeleitet wird und die hochviskose Hauptkomponente von dem Hauptaggregat bereitgestellt und einem Druckraum des Schmelzespeichers zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierung der Nebenkomponente (19) und der Haupt komponente (18) mittels einer Wegmeßeinrichtung des Hauptaggregates (6) erfolgt, die Nebenkomponente (19) in dem Speicherraum (10) und die Hauptkomponente (18) in dem Druckraum (11), durch einen abdichtenden Kolben (9) des Schmelzespeichers (8) getrennt, gespeichert wird, durch Steuereinrichtungen (12) gesteuert, in wählbarer Aufeinanderfolge oder gleichzeitig, die Nebenkomponen te (19) aus dem Speicherraum (10) und die Haupt komponente (18) aus dem Druckraum (11) des Schmelze speichers (8) mit dem hydrostatischen Einspritzdruck der Hauptkomponente (18) des Hauptaggregates (6) in eine Werkzeugkavität (20 ; 21 ; 23) zwischen einer dü senseitigen Werlczeughälfte (3) und einer auswerfersei tigen Werkzeughälfte (4) eines Werkzeuges eingespritzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzen der Nebenkomponente (19) in das Werkzeug erfolgt, indem der hydrostatische Einspritzdruck der Hauptkomponente (18) des Hauptaggregates (6) durch den ab dichtenden Kolben (9) in dem Schmelzespeicher (8) auf die Nebenkomponente (19) übertragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Einspritzzyklus zwei oder mehr Nebenkomponenten (19) von ebensovielen Nebenaggregaten (7), denen jeweils eigene Schmelzespeicher (8) zugeordnet sind, bereitge stellt werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei dem Nebenaggregat ein Schmelzespeicher zugeordnet ist, der einen Speicherraum für das Speichern der von dem Nebenaggregat dosiert bereitgestellten Nebenkomponente und einen Druckraum für die Aufnahme der von dem Hauptaggregat bereitgestellten Hauptkomponente umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Speicherraum (10) und dem Druckraum (11) der, durch die hydraulischen Drücke beim Dosieren der Nebenkomponente (19) und der Hauptkomponente (18) ge steuert, axial verschiebbare, die Volumenverhältnisse zwischen dem Speicherraum (10) und dem Druckraum (11) verändernde, abdichtende Kolben (9) angeordnet ist, in der Verbindungsleitung vom Schmelzespeicher (8) zu der Werkzeugkavität (23) eine Steuereinrichtung (12) angeordnet ist, eine Wegmeßeinrichtung für die Steuerung der Dosierung der Hauptkomponente (18) durch das Hauptaggregat (6) und der Nebenkomponente (19) durch das Nebenaggregat (7) am Hauptaggregat (6) vorhanden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abdichtende Kolben (9) für die Übertragung des hydro statischen Einspritzdruckes der Hauptkomponente (18) des Hauptaggregates (6) im Druckraum (11) auf die Nebenkompo nente (19) im Speicherraum (10) des Schmelzespeichers (8) geeignet ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Nebenaggregate (7) und ebensoviele ihnen jeweils zugeordnete Schmelzespeicher (8) vorhanden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzespeicher (8) in, oder parallel zu oder in ei nem beliebigen Winkel zu der Einspritzachse angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Verbindungsleitung zwischen dem Nebenaggregat (7) und dem Schmelzespeicher (8) ein Rückschlagventil (13) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schmelzespeicher (8) Verbindungskanäle (26 ; 28) für das Überströmen der Hauptkomponente (18) aus dem Druckraum (11) in die Verbindungsleitung zu dem Werkzeug angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen und Schließen der Verbindungskanäle (26 ; 27 ; 28) durch den Kolben (9) steuerbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) einen axial verschiebbaren Steuerkolben (24) mit stirnseitigen Abdichtflächen und einem axialen Überströmkanal für die Hauptkomponente (18) aus dem Druck raum (11) in die Verbindungsleitung zu dem Werkzeug be sitzt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) als Stufenkolben ausgebildet ist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formteilen aus Kunststoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Mehr- komponenten-Formteilen aus Kunststoff, bestehend aus einer Hauptkomponente und wenigstens einer Nebenkomponente, auf einer Spritzgießmaschine mit einem als Plastifizier-und Spritzeinheit ausgebildeten Hauptaggregat für die Bereitstel- lung der Hauptkomponente und wenigstens einem Nebenaggregat für die Bereitstellung der Nebenkomponente sowie eine Vor- richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei den zu verarbeitenden Komponenten handelt es sich sowohl um Kunststoffschmelzen, auch chemisch reaktionsfähige, als auch um Flüssigkeiten, die zusammen oder zeitlich versetzt, mit unterschiedlicher Reihenfolge, mit der Kunststoffschmelze in ein Werkzeug eingespritzt werden und gegebenenfalls mit der Kunststoffschmelze chemisch reagieren. Die zu verarbeitenden Komponenten können sich hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Viskosität, Verarbeitungstemperatur und Verträglichkeit unter- scheiden.

Stand der Technik Aus DE 39 32 416 C2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mehrere für jeweils einen Spritzzyklus separat erzeugte Kunststoff- schmelzen vor mindestens einem Angußkanal oder der Eingangs- öffnung eines Angußkanalsystems eines Formwerkzeuges zunächst in einem im Ausgangsbereich einer geeigneten Spritzeinheit

angeordneten Sammelraum in scheibenartiger Anordnung senkrecht zur Längsachse der Spritzeinheit deponiert werden, bevor sie nach dem Aufbau der vollständigen Füllmenge für das Formwerk- zeug im Sammelraum insgesamt mit einem einzigen Hub der Spritzeinheit durch den Angußkanal oder die Eingangsöffnung des Angußkanalsystems in das Formwerkzeug eingespritzt werden.

Dabei wird die scheibenartige Anordnung der Kunststoffschmel- zen im Sammelraum durch geeignete Auswahl und Schichtung der verwendeten Kunststoffe erzeugt, die im bereits aufgeschmol- zenen Zustand in den Sammelraum eingelassen werden. Dem Fach- mann soll damit der Hinweis gegeben werden, wie mehrere unter- schiedliche und bereits aufgeschmolzene Kunststoffschmelzen in einem Sammelraum im einer Spritzgießform zugewandten Ende ei- nes Spritzzylinders oder einer Extrudereinheit schichtweise deponiert werden können, um dann ohne merkliche Vermischung mit einem Hub der Spritzeinheit in die Spritzgießform gedrückt zu werden.

Die Anwendung dieses Verfahrens ist jedoch auf ausgewählte Kunststoffe beschränkt, deren schichtweise Deponierung im ge- meinsamen Sammelraum keine gegenseitigen Beeinflussungen an den Anlageflächen, beispielsweise Temperaturausgleich, oder chemischen Reaktionen befürchten lassen. Auch ist eine gewisse Vermischung der verschiedenen Komponenten im gemeinsamen Sam- melraum nicht auszuschließen. Die Verwendung von mechanischen Trennscheiben kann keine durchgreifende Abhilfe schaffen, da infolge der Einfüllnuten und Durchlaßöffnungen, durch welche die Komponenten, unter Wirbelbildung, gepreßt werden, gegenseitige Beeinflussungen der Komponenten nicht verhindert werden können.

Alle Kunststoffkomponenten werden, unabhängig von ihren unter- schiedlichen Eigenschaften, unter den gleichen Einspritzbedin- gungen, wie Druck, Temperatur und Geschwindigkeit, einge- spritzt.

Ferner ist die Reihenfolge des Einspritzens der Komponenten nur bedingt wählbar, da die Hauptkomponente immer als letzte eingespritzt werden muß. Chemisch miteinander oder mit den Kunststoffschmelzen reagierende Flüssigkeiten lassen sich nicht verarbeiten.

Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach DE 39 32 416 C2 sind die Plastifiziereinheiten auf jeden Fall mit einem gemeinsamen Sammelraum verbunden, der im Ausgangsbereich einer einzelnen ausgewählten Spritzeinheit angeordnet ist. Das Fließen aller Kunststoffschmelzekomponenten wird durch die Be- wegung des Schneckenkolbens realisiert, der das Volumen des gemeinsamen Sammelraumes verkleinert. Die Positionierung des Sammelraumes ist bedingt durch die für das Einspritzen notwen- digen Kräfte, die durch mechanische Übertragungsglieder über- tragen werden und eine entsprechend große Dimensionierung er- forderlich machen.

Es sind ferner Spritzgußvorrichtungen bekannt, bei denen axial bewegliche Steuerkolben, Torpedos oder Manschetten, vom Druck einzelner Kunststoffkomponenten bewegt, selektiv Fließweg beim Mehrkomponentenspritzguß öffnen und schließen.

Diese Vorrichtungen dienen dem gleichzeitigen und/oder zeit- lich aufeinanderfolgenden Zusammenführen von unterschiedlichen Schmelzströmen. Die dafür verwendeten beweglich angeordneten Elemente werden teils durch fluidische Antriebe, teils durch Schmelze bewegt, und zwar durch eine Druckdifferenz, die sich aus den auf die jeweiligen Stirnflächen wirkenden Drücke er- gibt, ergibt sich eine resultierende Kraft, die bei den druck- gesteuerten Elementen die Bewegungen auslöst. Durch die Bewe- gungen werden selektiv Schmelzekanäle freigegeben und ge- sperrt.

Nachstehend werden drei derartige Vorrichtungen beschrieben.

So ist bei der Spritzgießvorrichtung nach EP 0 748 677 A1, um den Herstellungs-und Wartungsaufwand für die Steuereinheit im Düsenkopf zu reduzieren, ein Steuerkolben mit mehreren Steuer- kanten innerhalb einer im Düsenkopf ausgebildeten Steuerkammer längsverschieblich gelagert, mit dem, abhängig vom jeweiligem Druck des Haut-oder Kernmaterials die Zufuhr von Haut-oder Kernmaterial über den Düsenkopf steuerbar und die Zufuhr des jeweils nicht geförderten Kunststoffmaterials (Haut-oder Kernmaterial) absperrbar ist.

Aus DE 197 57 411 Cl ist ein Spritzgußwerkzeug bekannt, wel- ches unter anderem eine steuerbare Einrichtung besitzt, die

wahlweise den ersten Zuführkanal unter Abtrennung des zweiten Zuführkanals unmittelbar mit der Auslaßöffnung verbindet oder entkoppelt. Die steuerbare Einrichtung wird von einem im er- sten Zuführkanal verschiebbar angeordneten, rohrförmigen Kol- benelement gebildet, das eine durch den Fluiddruck in dem ersten Zuführkanal beaufschlagbare erste Kolbenfläche und eine durch den Fluiddruck in dem zweiten Zuführkanal beaufschlagba- re zweite Kolbenfläche aufweist. Je nach stärkerem Fluiddruck in dem ersten oder zweiten Zuführkanal ist das Kolbenelement in verschiedene Schaltstellungen zum Verschließen oder Öffnen des ersten und/oder zweiten Zuführkanals verschiebbar. Eine axiale Durchtrittsöffnung des rohrförmigen Kolbenelementes ist Bestandteil des ersten Zuführkanals und koaxial zur Verschluß- nadel angeordnet. Sie ist durch die Verschlußnadel zu öffnen und zu schließen.

Aus der DE OS 24 45 112 ist eine Spritzdüsenanordnung ersicht- lich, die einen einzigen Zuführungskanal besitzt. Welcher seitlich von der Form mündet und wenigstens drei getrennte Kammern aufweist, die jeweils voneinander getrennt und koaxial zu einander angeordnet sind. Jede Kammer ist mit einer unab- hängigen Speiseleitung für ein Material verbunden, welches eingespritzt werden soll und weist eine Einheit zum Verpressen auf.

Nachteilig an den vorstehend beschriebenen drei Vorrichtungen ist, daß sie in ihrer Anwendung stark eingeschränkt sind.

Entweder sind sie Bestandteil des Spritzgießwerkzeuges oder der Spritzeinheit. Ein einfacher Einbau zwischen der düsensei- tigen Werkzeugträgerplatte und der düsenseitigen Werkzeughälf- te ist nicht möglich.

Das Bereitstellen eines definierten Schmelzevolumens für die Hautkomponente ist mit diesen Vorrichtungen nicht möglich. Sie sind deshalb nicht zum Speichern und Dosieren geeignet. Die beweglichen Elemente der genannten Vorrichtungen wirken nur als Trenn-bzw. Steuerelemente, nicht jedoch zur Verdrängung der Schmelze im Sinne deren Förderung.

Eine Erhöhung des Einspritzdruckes infolge einer Drucküberset- zung läßt sich mit diesen Vorrichtungen nicht erzielen. Bei den vorstehend beschriebenen drei Vorrichtungen werden für das

Einspritzen unterschiedlicher Schmelzen jeweils eine Spritz- einheit für jedes Material benötigt.

Die Steuerung und Dosierung sowie der zeitliche Ablauf, bei- spielsweise für die Simultanphase, in der Haut-und Kernkompo- nente gleichzeitig gespritzt werden, muß durch die Spritzgieß- maschine erfolgen.

Darstellung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung oder Minimie- rung der geschilderten Nachteile, ein Verfahren und eine Vor- richtung zur Durchführung dieses Verfahrens nachzuweisen, die die Verarbeitung unterschiedlichster Materialien und in frei wählbarer Reihenfolge ermöglichen. Ferner sollen die einzelnen Komponenten unter jeweils für sie optimalen Verarbeitungs- bedingungen verarbeitet werden können.

Die Aufgabe wird gelöst durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren und die in Anspruch 4 beschriebene Vorrichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verarbeitung unterschiedlichster Materialien mit einer Spritzeinheit. Die Haupt-und die Nebenkomponente werden zunächst in voneinander mechanisch getrennten Räumen für das Einspritzen bereitge- stellt. Kunststoffschmelzen, auch chemisch reaktionsfähige, sowie Flüssigkeiten, die geeignet sind mit den Schmelzen bei Berührung chemisch zu reagieren, werden, gleichzeitig oder in wählbarer Reihenfolge, mit dem hydrostatischen Druck der Hauptkomponente eingespritzt, wobei eine Berührung der Kompo- nenten miteinander erst beim Einspritzen, unmittelbar vor der Werkzeugkavität erfolgt. Entsprechend ihrer unterschiedlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie den Gegeben- heiten des Prozesses und der Vorrichtung werden die einzelnen Komponenten unter ihnen jeweils optimal angepaßten Bedingungen bereitgestellt und eingespritzt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Übertragung des hydrostatischen Ein- spritzdruckes der Hauptkomponente auf die Nebenkomponente über einen abdichtenden Kolben, wodurch jede vorzeitige Berührung

der Komponenten ausgeschlossen wird.

Auch darin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfind- ungsgemäßen Verfahrens zu sehen, daß je nach Bedarf, mehrere Nebenkomponenten und nur eine Hauptkomponente in einem Prozeß zur Herstellung von Mehrkomponenten-Formteilen bereitgestellt und eingespritzt werden.

Dadurch ist es möglich, Formteile mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen, was die Einsatzbreite des Verfah- rens wesentlich vergrößert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 4 ermöglicht die Herstellung von Mehrkomponenten-Formteilen nach dem Ver- fahren entsprechend Anspruch 1 mit den dargestellten Vortei- len.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mehrere Nebenaggregate und ebensoviele ihnen zugeordnete Schmelzespeicher vorhanden. Dadurch kann die Ein- satzbreite der Vorrichtung für die Herstellung aus unter- schiedlichen Komponenten bestehende Mehrkomponenten-Formteile vergrößert werden.

Nicht alle vorhandenen Nebenaggregate und zugehörigen Schmel- zespeicher müssen bei der Herstellung der Mehrkomponenten- Formteile benutzt werden. Dadurch kann eine notwendig werdende Umrüstung der Vorrichtung auf die Herstellung anderer Erzeug- nisse beschleunigt werden.

Auch darin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung zu sehen, daß die Schmelzespeicher nicht in der Einspritzachse angeordnet sein müssen, sondern auch parallel oder in jedem Winkel dazu angeordnet sein können, weil der Einspritzdruck nicht über mechanische Glieder sondern hydrostatisch über entsprechend dimensionierte Verbindungsleitungen und Schmelzespeicher über- tragen wird. Daraus ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Be- herrschung der auftretenden Kräfte, aber auch in Bezug auf die bedienerfreundliche Zugänglichkeit der Schmelzespeicher im Falle erforderlich werdender Parameteränderungen oder Produkt- umstellungen.

Ferner besteht eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor- richtung darin, daß das Zurückströmen der Nebenkomponente in das Nebenaggregat durch ein Rückschlagventil verhindert wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung sind Verbindungskanäle in dem Schmelzespeicher vorgesehen, die das Überströmen der Hauptkomponente zu dem Werkzeug ermöglichen. Dadurch ist es möglich, die Hauptkomponente vor der Nebenkomponente oder vor den Nebenkomponenten in das Werkzeug einzuleiten. Ferner ist es möglich, die Hauptkomponente außerdem noch abschließend einzuspritzen.

Zweckmäßigerweise werden die Verbindungskanäle durch den Kol- ben geöffnet oder geschlossen, um die Hauptkomponente zu steu- ern. Die Hauptkomponente und die Nebenkomponente können in eine gemeinsame Werkzeugkavität als auch in getrennte Werk- zeugkavitäten eingespritzt werden, sodaß sowohl nach dem Sand- wich als auch nach dem Overmoulding-Verfahren gearbeitet wer- den kann.

Auch darin ist eine Ausgestaltung der Erfindung zu sehen, daß der Kolben einen Steuerkolben besitzt, mit dem das Überströmen gesteuert werden kann. Ein derart ausgebildeter Schmelzespei- cher ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn über den Kolben eine Druckübersetzung erzielt werden soll.

Schließlich ist auch darin eine Ausgestaltung der Erfindung zu sehen, daß der Kolben als Stufenkolben ausgebildet ist, wo- durch sich eine einfache Anpassung der Druckverhältnisse er- reichen läßt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1 : Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formtei- len, in schematischer Darstellung, Fig. 2 : Schmelzespeicher, im Längsschnitt, Fig. 3 : anderer Schmelzespeicher, im Längsschnitt, Fig. 4 : weiterer Schmelzespeicher, im Längsschnitt.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt ein Hauptaggregat 6 für die Bereitstellung der Hauptkomponente 18, drei Nebenaggregate 7 für die Bereitstellung von drei Nebenkomponenten 19, den Nebenaggregaten 7 einzeln zugeordnete drei Schmelzespeicher 8,

in den Verbindungsleitungen von den Schmelzespeichern 7 zu der Werkzeugkavität 23 des aus der düsenseitigen Werkzeughälfte 3 und der auswerferseitigen Werkzeughälfte 4 bestehenden Werk- zeuges angeordnete Steuereinrichtungen 12 und Rückschlagventi- le 13 in den Verbindungsleitungen von den Nebenaggregaten 7 zu den Schmelzespeichern 8.

Das Hauptaggregat 6 ist als Plastifizier-und Spritzeinheit ausgebildet. Die im Schneckenvorraum 25 befindliche, plastifi- zierte Hauptkomponente 18, wird nach Betätigung des Einspritz- kolbens 17 in dem Einspritzzylinder durch den Schneckenkolben 15, mit der Rückstromsperre 16, zuerst in den mittleren Schmelzespeicher 8, gemäß Fig. 1, und danach beispielsweise nacheinander in den oberen Schmelzespeicher 8 und den unteren Schmelzespeicher 8 gedrückt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Hauptkomponente 18 über den Verbindungskanal 27 in dem Grundkörper 22 in den Druckraum 11 gelangt. Im Speicherraum 10 befindet sich die Nebenkomponente 19, die von dem beispiels- weise als Plastifiziereinheit ausgebildeten Nebenaggregat 7 als dünnflüssige Kunststoffkomponente, unter Zurhilfenahme einer nicht dargestellten Wegmeßeinrichtung am Schneckenkolben 15 des Hauptaggregates 6, dosiert wurde. Beim Dosieren der Nebenkomponente 19 in den Speicherraum 10 hat sich der Kolben 9 aus seiner linken Endlage in die aus Fig. 2 ersichtliche Position bewegt, wobei er die Hauptkomponente 18 aus dem Druckraum 11 in den Schneckenvorraum 25 zurückgedrängt und den Schnecken- kolben 15 nach rechts geschoben hatte.

Beim Erreichen eines vorgegebenen Weges gibt die Wegmeßein- richtung des Hauptaggregates 6 ein Signal zur Beendigung des Füllvorganges der Nebenkomponente 19. Danach plastifiziert das Hauptaggregat 6 die Hauptkomponente 18 bis zu einem vorgegebe- nen Plastifizierhub. Sind mehrere Schmelzespeicher 8 vorhan- den, so laufen die Füllvorgänge der Speicherräume 10 nachein- ander ab, damit genau definierte Mengen der einzelnen Neben- komponenten 19 bereitstehen. Wie bereits dargelegt, wird beim Einspritzvorgang, nach Betätigung der Steuerung 12, die Haupt- komponente 18 in den Druckraum 11 gedrückt, wo sie den Kolben 9 beaufschlagt. Dieser verdrängt die Nebenkomponente 19 aus

dem Speicherraum 10 in die Werkzeugkavität 23.

In der in Fig. 2 angegebenen Position des Kolbens 9 kann die Hauptkomponente 18, ohne mit der Nebenkomponente 19 in Berüh- rung zu kommen, nach Betätigung der Steuereinrichtung 12 über den Verbindungskanal 28 als erste Komponente in die Werkzeug- kavität 23 gespritzt werden.

Hat der Kolben 9 wieder seine linke Endlage erreicht, so kann die Hauptkomponente 18 über den nun freigegebenen Verbindungs- kanal 26 in die Werkzeugkavität 23 nachfließen.

Der Verbindungskanal 28 ist in diesem Falle nicht vorhanden.

Beim Sandwich-Spritzgießen bildet die Hauptkomponente 18 das Kernmaterial und die Nebenkomponente 19 das Hautmaterial. Soll jedoch die Hauptkomponente 18 das Hautmaterial bilden, so wird sie bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Position des Kolbens 9, ohne mit der Nebenkomponente 19 in Berührung zu kommen, nach Betätigung der Steuereinrichtung 12, über den dann vorhandenen Verbindungskanal 28 zuerst in die Werkzeugkavität 23 ge- spritzt. Die Steuereinrichtung 12 ist beispielsweise als hy- draulisch oder pneumatisch betätigtes 2-Wege-Ventil oder Dreh- schieber ausgebildet. Die Rückschlagventile 13 verhindern das Zurückströmen der Hauptkomponente 18 und der Nebenkomponente 19 sowohl beim Einpritzen als auch beim Plastifizieren. Beim Einsatz mehrerer Schmelzespeicher 8, beispielsweise drei wie in Fig. 1 gezeigt, können durch entsprechendes Betätigen der jeweiligen Steuereinrichtungen 12, die einzelnen Nebenkompo- nenten 19 und die Hauptkomponente 18 in gewünschter Reihenfol- ge in die Werkzeugkavität 23 eingespritzt werden.

Fig. 3 zeigt einen anderen Schmelzespeicher 8. In einer axia- len Bohrung nimmt der Kolben 9 einen Steuerkolben 24 auf, der gleichfalls eine axiale Bohrung besitzt. Beim Einspritzen beaufschlagt die Hauptkomponente 18 den Kolben 9, der die Nebenkomponente 19 aus dem Speicherraum 10 verdrängt. Die axiale Bohrung im Steuerkolben 24 ist abgesperrt. Erreicht der Kolben 9 die linke Endlage, so versperrt er die Verbindung zwischen dem Speicherraum 10 und der Werkzeugkavität 23.

Gleichzeitig wird der Steuerkolben 24 betätigt und die Haupt- komponente 18 kann aus dem Druckraum 11 durch die axiale Boh- rung in dem Steuerkolben 24 in die Werkzeugkavität 23 fließen.

Verbindungskanäle 26 ; 28 sind nicht erforderlich. Die Länge und der Durchmesser des Kolbens 9, des Speicherraumes 10 und des Druckraumes 11 können den konstruktiven Einbaubedingungen gut angepaßt werden. Insbesondere kann der Kolben 9 als Stu- fenkolben ausgebildet sein, mit dem eine Druckübersetzung bewirkt werden kann. Grundsätzlich ist damit eine Möglichkeit der Anpassung an die jeweiligen Eigenschaften der einzelnen Komponenten und der Verarbeitungsbedingungen gegeben. Die zugeordneten Schmelzespeicher 8 sind dann entsprechend unter- schiedlich ausgebildet. Da die Schmelzespeicher 8 leicht aus- gewechselt werden können, ist auch eine einfache Anpassung an geänderte Komponenteneigenschaften oder Verarbeitungsbedingun- gen möglich.

Damit wird beispielsweise eine Erhöhung des Druckes der Neben- komponente 19 erzielt, um größere Fließwiderstände beim Ein- spritzen, wie sie bei langen Fließwegen oder sehr dünnen Wand- stärken des Formteils auftreten, zu überwinden.

Auch ist es möglich auf diese Weise unvermeidliche Druckverlu- ste beim Strömen der hochviskosen Hauptkomponente 18 vom Hauptaggregat 6 zum Schmelzespeicher 7 zu kompensieren.

Fig. 4 zeigt einen weiteren Schmelzespeicher 8, der beim Over- moulding-Mehrkomponenten-Spritzgießen verwendet wird.

Das Werkzeug mit den Werkzeugkavitäten 20 ; 21 ist in Dreh-, Transfer-oder Schiebertechnik ausgeführt. Der Schmelzespei- cher 8 wird mittels einer Heizeinrichtung 14 beheizt. Grund- sätzlich können alle Schmelzespeicher 8 und Verbindungsleitun- gen beheizt werden. Darin ist eine weitere, einfach zu reali- sierende Möglichkeit der optimalen Anpassung an die jeweiligen Komponenteneigenschaften und Verarbeitungsbedingungen zu se- hen.

Beim Einspritzvorgang wird zunächst die Werkzeugkavität 20 mit der Nebenkomponente 19 des Nebenaggregates 7 aus dem Speicher- raum 10 durch den Druck des Kolbens 9 gefüllt. Nach Ablauf der Nachdruckzeit werden beide Steuereinrichtungen 12 umgeschaltet und die Werkzeugkavität 21 wird über die Verbindungskanäle 26 ; 27 mit der Hauptkomponente 18 aus dem Hauptaggregat 6 gefüllt.

Bei diesem Verfahrensablauf laufen die Einspritz-und die Nachdruckzeit für die Nebenkomponente 19 und die Hauptkompo-

nente 18 beispielsweise nacheinander ab. Es ist jedoch auch ein paralleles Einspritzen möglich, wenn die Druckverhältnisse beim Einspritzvorgang einen definierten Füllvorgang ergeben.

Möglich ist auch die Anwendung des Bi-Injektions-Verfahrens, bei dem die Hauptkomponente 18 und die Nebenkomponente 19 gleichzeitig in eine gemeinsame Werkzeugkavität 20 ; 21 einge- spritzt werden und die Fließfronten an einer bestimmten Stelle des Formteiles zusammenstoßen.

Gewerbliche Anwendbarkeit Die Erfindung findet Anwendung bei der Herstellung von Mehr- komponenten-Formteilen aus Kunststoff, bestehend aus einer Hauptkomponente und wenigstens einer Nebenkomponente, auf ei- ner Spritzgießmaschine mit einem als Plastifizier-und Spritz- einheit ausgebildeten Hauptaggregat für die Bereitstellung der Hauptkomponente und wenigstens einem Nebenaggregat für die Bereitstellung der Nebenkomponente.

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrkomponenten-Formteilen aus Kunststoff Bezugszeichenliste 2... auswerferseitige Werkzeugaufspannplatte 3... düsenseitige Werkzeughälfte 4... auswerferseitige Werkzeughälfte 6... Hauptaggregat 7... Nebenaggregat 8... Schmelzespeicher 9... Kolben 10... Speicherraum für Nebenkomponente 11... Druckraum für Hauptkomponente 12... Steuereinrichtung 13... Rückschlagventil 14... Heizeinrichtung 15... Schneckenkolben 16... Rückstromsperre 17... Einspritzkolben 18... Hauptkomponente 19... Nebenkomponente 20... Werkzeugkavität 21... Werkzeugkavität 22... Grundkörper 23... Werkzeugkavität 24... Steuerkolben 25... Schneckenvorraum 26... Verbindungskanal 27... Verbindungskanal 28... Verbindungskanal