Spritzgussform mit Angussverteiler
Beim Spritzgussverfahren für Kunststoffe werden bereits für flache Spritzgussformen Angussvertefiler verwendet, die auf der einen Seite mit einer Zufüh rungsöffnung für das verflüssigte Material und auf der anderen Seite über Düsenbanäle mit dem Inneren der Form verbunden sind. Wie schon erwähnt, können diese Verteilereinrichtungen, die zur Aufrechterhaltung des plastifizierten Zustandes des Materials mit Heizeinrichtungen versehen sind, nur zur Herstellung von flachen Gegenständen benutzt werden, da hierbei der Abstand zwischen Verteiler und Innenfläche bzw.
Gravur der Form verhältnismässig gering ist und es noch einigermassen gewährleistet ist, dass das einzugiessende Material im plastifizierten Zustand in Idiie Form eindringt.
Bei der Henstellung von tiefen Kunststoffteilen, wie Behältern, insbesondere Badewannen, ist die Anwendung dieser bekannten Angussverteiler nicht mög- lich, da hierbei die Zufühmmgskanäle von der Verteilereinrichtung bis zum Innenraum der Form übermässig lang werden müssen, und zwar insbesondere an den gebogenen Bereichen der Gravur an den Behälterenden, und dadurch die Aufrechterhaltung des plastifizierten Zustandes des einzugiessenden Materials in diesen langen Kanälen unmöglich ist.
Eine Heizung dieser Kanäle bis in den Bereich der Gravur ist aber an den heute verwendeten Gussformen praktisch undurchfüihnbar. Der geschilderte Umstand bei den heute verwendeten Formen ist einer der Hauptgründe, die der Herstellung von tiefen Gussformteilen, wie Behaltern, Karosserieeeilen und derglei- chen, im Spritzgussverfahren im Wege stehen.
Die Erfindung erstreckt sich dagegen auf eine Spritzgussform mit Angussverteiler, bei der sich in Nuten an der Innenfläche der Spritzgussform Einsätze befinden, die einen das verflüssigte Spritzguss- material aufzunehmen bestimmten Kanal bilden, der einerseits mit minde, stens einer Zufiihrungsöffnung und anderseits mit Eingussöffnungen versehen ist.
Entwsder können eine sich in Längsrichtung der Form erstreckende Nut oder mehrere nobeneinanderliegende, sich kreuzende Nuten vorgesehen sein, die die z. B. aus zwei Teilen bestehenden Einsätze enthalten, welche ihrerseits den Kanal umsohliessen, der das verflüssigte Spritzgussmaterial aufnimmt und in seiner Längen-und Querschnittaabmessung so gross gehalten sein kann, dass einmal der AbküMungseffekt äusserst gering ist und zum arndern eine gute Vertelung an allen Stellen der Form möglich ist. Von diesom Kanal, der auf einer Seite mit mindestens einer Zufühnungsöffnung versehen ist, in die beispielsweise der Massfazylinder der Spritzgussmaschine mündet, gelangt des plastifizierte Material unmittelbar, z.
B. ülber einen zusammenhängenden Schlitz oder durch einzelne nebenednanderliagende Öffnungen in das Innere der Form.
In besonderer Ausbildung wird der Kanal durch die beispielsweise zweiteiligen einsätze derart gebildet, dass er in der Teilmgsebene der Einsatzteile liegt und mit der die Einsatzteile aiufnehmenden Nut gleichgerichtet ist. Die Nut ist hierboi zweRmässig so ausgebildet, dass sie sich nach idem Forminneren hin erweitert und die Einsatzteile gewissermassen keilartig in der Nut gehalten werden.
A) uf der Zeichnung tsind Ausführungsbeispiele der Erfindung g dargestellt, und zwar zeigen :
Fig. 1. eine perspektivische Teilansicht einer aus Matrize und Stempel bestehenden Spritzgussform zur Herstellung eines tiefen Behälters, beispielsweise einer Badewanne,
Fig. 2 einen Längsscibmtt durch sine Spritzguss- form in der Art der Fiig. l,
Fig. 2a eine Draufsicht auf die innere Schmalseite der Matrize,
Fig. 3 einen Tealquerscbnitt durch die Spritzguss- form der Fig. 2 nach der Linie III-III,
Fig. 4 einen Teillängssohnitt durch eine Spritz- gussform der beschriebenen Art in einer anderen Ausführungsform,
Fig. 5 eine Teildraufsicht durch die Spritzgussform der Fig. 4,
Fig.
6 einen senkrechten Teilschnitt durch die Spritzgussform nach der Linie VI-VI der Fig. 5,
Fig. 7 einen Querschnitt einer anderen Ausfüh- rungsform einer erfindungsgemässen Spritzgussform,
Fig. 8 eine weitere Ausffihrungsform.
Die noue Spritzgussform besteht aus der Matrize 1 und dem Stempel 2, wie es zur allgemeinen Veransohaulichung, zunächst ohne Einzelheiten in der Fig. 1 perspektivisch dargestellt ist. Der Stempel 2 ist in üblicher Weise in der Pfeilrichtung 3 bezüglich der Matrize 1 ein-und ausfabrbar. Es wird davon abgesehen, eine besondere Darstellung einer die Matrize und den Stempel aufnehmende Machine wiederzugeben, da eine solche üblich und bekannt ist.
Die Innenseite der Matrize 1 weist eine Formfläche 4 auf, die der Aussenseite des herzustellenden Behäl- ters, beispielsweise einer Badewanne, entspricht. Am oberen Ende der Matrize ist eine umlaufende Aus sparung 5 zur Bildung des Behälterflansches vorgesehen. Der Stempel 2 enthält auf der Aussenseite die Formfläche 6, die der Innenseite des herzustel- lenden Behälters entspricht. Der Flansch 7 am oberen Ende des Rempels setzt sich auf die Abschlussfläche 8 der Matrize im eingefahrenen Zustand auf, wodurch die Form idicht abgeschlossen ist und zwischen den Formflächen 4 und 6 ein Zwischenraum verbleibt, der durch das einzuspritzende, plastifizierte Kunststoffmaterial ausgefüllt wird.
In Längsrichtung der Matrize ist an deren Innenseite eine Nut 9 mit sohrägen Bagrenzungsflächen vorgesehen, in der die Einsätze 10 und 11 liegen, welche in Längsrichtung mehrfach unterteilt sind. Wie es insbesondere aus der Fig. 3 fhervorgeht, bilden die Einsatzstüoke 10 und 11, wenn sie in die Nut 9 eingesetzt sind, einen durchgehenden Verteilerkanal 12, der mit einem oder mehreren Zuflusskanälen 13 im Matrizenboden in Verbindung steht. Die Einsatzstücke 10 und 11 berühren sich an den Flächen 14 unterhalb des Verteilerkanals und werden hier durch die schrägen Nutenwände zusammengepresst.
Die oberen, sich gegenüberliegenden Flächen 15 der Einsatzstüoke 10 und 11 sind zueinandergeneigt und bilden einen Schlitz 16, so dass der Verteilerkanal 12 mit dem Innenrafum der Matrize 4 durch eine schlitzförmige Düse 15, 16 in Verbindung steht. Wie es in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, wird die Verbindung zwischen dem Verteilerkanail 12 und dem Zufüh- rungskanal 13 durch entsprechende Aussparungen 17 an den zusammenstossenden Enden zweier Einsatz- paare 10 und 11 gebildet.
Um die einzelnen hintereinanderliegenden Einsatzpware lO und 11 an den Stirnsei, ten dicht zusammenzupressen, sind beispiels- weise die. aneinajidergrenzemden Trennflächen 18 an den Stirnseiten der nabeneinanderliegenden Paare 10, 11 und 10', 11' schräg zur Nut angeordnet, so dass eine Keilwirkung entsteht und sämtliche hinterein anderliegenden Einsatzstücke dicht zusammengepresst werden (Fig. 2).
Um die Einsatzstüoke 10 und 11 in der Nut zu halten, sind diese unter Zwischenschaltung von Fe dern. mit Hubzylindern verbunden. Jedes Einsatzstüok ist mit mindestens einer Feder 20 versehen, die sich einerseits gegen die Unterseite 21 des Einsatzstückes und anderseits gegen einen Kolben 22 abstützt, der mittels der Kolbenstange 23, die in das Einsatzstück 10 ader 11 eingeschraubtist, fest verbunden ist. Der Kolben sitzt in einem pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Zylinder 24 und bildet mit der Unterseite 25 des Zylinders auf Grund des Verlängerungsstückes 26 geringeren Durchmessers einen Ring- raum 27. Der Zylinder 24 s ; itzt in einer an der Unterseite der Matrize mittels Schrauben 28 befestigten Halterung 29.
Ferner steht der Zylinder 24 am unteren Ende einerseits über die Leitung 30 mit einer Druckquelle insbesondere einer Druckluftquelle 31, und über die Leitung 32 mit einem Absperrventil 33 in Verbindung. Wie es aus den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, sind die Kolben 22 und 22',, die zu einem Einsatzstückpaargehören, in Längsrichtung gageneinander versetzt und zuein- andergeneigt,undzwar entspricht die Neigung etwa dem Winkel Ide, schrägen Wände der Nut 9.
Der Hub fdes Kolbens 22 in dem Zylinder 24 ist so bemessen, dass die Einsatzstücke 10 und 11 nach oben so weit ausfahren können, dass ihre hierbei auf Grund der beschriebenen Schräglage des Kolbens auftre tende Entfernung voneinander es zulässt, dass sich der verfestigte Inhalt in dem Verteilerkanal 12 nach oben hefausnehmen lässt.
Wie es weiterhin Fig. 2 erkennen lässt, ist an der Unterseite der Matrize, und zwar an der Stelle, an der der Zuführungskanal 13 nach aussen mündet, mittels Überwurfmutter 34 die Zuleitung 35 angeschlossen, die ihrerseits mit einer an sich bekannten Schneckenpresse 36 in Verbindung steht, die über einen Riementrieb 37 durch den Motor 38 angetrieben wird und in die das Kunststoffmaterial durch den Trichter 39 zugeführt wird. Innerhalb der Schnek kenpresse 36 findet bei Temperaturerhöhung mitte's s der Heizwicklung 40, wie es seit langem bekannt ist, die Plastifizierung des Kunststoffmaterials statt, das in diesem Zustand über die Leitung 35 in den Zuführungskanal 13 der Matrize gedrückt wird. Hierbei ist angenommen, dass der Stempel 2 bis in seine untere Endlage eingefahren und somit die Form geschlossen ist.
Das plastifizierte Material gelangt von dem Zuführungskanal 13 über die Ausnehmungen 17 in den Verteilerkanal 12 innerhalb der paarweise hintereinander angeordneten Einsatzstücke 10 und 11 ; der Verteilerkanal 12 ist in der Fig. 2 in ge- strichelten Linien eingezeichnet und es geht hieraus hervor, dass er sich praktisch über die gesamte Länge des herzustellenden Behälters enstreckt. Aus diesem Verteilerkanal gelangt schliesslich das plastifizierte Kunststoffmaterial über die schlitzförmige Düsen- offnung 16 in den Zwischenraum zwischen Matrize 1 un, Stempel 2. Damit ist der herzustellende.
Behälter 41 gebildet und nach der Erkaltung wird der Stempel 2 nach oben herausgefahren, und hierbei werden durch Betätigen der Kolben 22 mité. Drudduft aus den einzelnen Druckluftquellen 31 bei geschlossenem Ventil 33 die Einsatzstücke 10 und 11 schräg nach oben entgegen der Wirkung der Feder 20 herausgeschoben. Wie es weiter oben schon angedeutet ist, entfernen sich hierbei die einzelnen Stücke 10 und 11 eines Paares voneinander, so dass der inzwischen verhärtete Inhalt des Verteilerkanals 12, der über die dusenformige Nfnung 15, 16 mit dem Material des Behälters 41 noch verbunden ist, mit dem letzteren nach oben herausgenommen wird.
Die beiden seitlich obenliegenden Paare der Einsatzstücke 10"und 11", die auf die gleiche Weise wie die übrigen Paare, durch Kolbenstangen 23'mit Kolben 22'verbunden sind, werden hierbei ebenfalls durch Druckluftbetätigung der Kolben nach oben herausgefahren, entfernen sich voneinander auf Grund ihrer schrägen Bewegung und geben damit ebenfalls den verhärteten Inhalt des Verteilerkanals 12 frei (Fig. 2a). Nachdem die hergestellte Form bzw. der Behälter 41 herausgenommen ist, werden die Absperrventile 33 geöffnet, so dass der Druck unterhalb der Kolben 22 entweichen kann, und die Einsatzsbücke 10 und 11 werden durch die Federn 20 wieder in, die Nut zurückgezogen, worauf der nächste Formvorgang durchgefiihrt werden kann.
Bei dem Beispiel der Fig. 4 sind die einzelnen Berührungsflächen 18'der paarweisen Einsatzstücke 10, 11 senkrecht zur Nut 9 angeordnet, wobei die Keilwirkung zum Zusammenpressen der Paare in Längsrichtung durch die an der Umlenkung des Verteilerkanals 12 befindlichen Einsatzstücke erreicht wird, deren Aussenflächen 42 und der dazugehörige Nutengrund in der Matrize geneigt ist. In diesem Bei- spiel ist auch veranschaulicht, dass anstelle der schlitz- förmigen Verbindung 16 des bisherigen Beispiels der Verteilerkanal 12 durch einzelne Düsenoffnungen 43 mit dem Zwischenraum zwischen Stempel und Matrize verbunden ist.
In den Fig. 5 und 6 ist die Möglichkeit veranschaulicht, die Einsatzstücke 10 und 11 mit Heizelementen zu versehen, um den Plastifizierungszustand in dem Verteilerkanal 12 lange auf rechterhalten zu können. Hierzu sind in den Stücken 10 und 11 Kanäle 44 vorgesehen, die mit einem Zuführungskanal 45 in der Matrize zusammenwifken, an den eine Zuleitung 46 angeschlossen ist. Die Zuleitung 46 ist in üblicher Weise mit einer Heissluft- öder Heissflüssigkeitsquelle verbunden. Selbstverständ- lich können sich in den Bohrungen 44 auch elektrische Heizleiter befinden.
Die bisherigen Ausführungsbeispiele enthielten jeweils eine sich in Längsrichtung der Matrize be findliche Nut 9 zur Aufnahme der den Verteilerkanal 12 bildenden, paarweise angeordneten Einsatzstücke 10 und 11. Bei dem Beispiel der Fig. 7 handelt es sich um eine Form für einen besonders breiten Behälter, und es sind zu diesem Zweck zwei parallele, sich in Längsrichtung erstreckende Nuten 9'zur Auf- nahme der entsprechenden Einsatzstücke und zur Bildung der. Kanäle 12 vorgesehen. Es wird hierdurch eine noch bessere Verteilung des eingespritzten, plastifizierten Kunststoffmaterials gewährleistet.
Das Beispiel der Fig. 8 veranschaulicht die Anordnung von sich kreuzenden Nuten 9"zur Auf nahme der entsprechenden Einsatzstücke 10 und 11 zwecks Bildung der Verteilerkanäle. Bei dieser Aus führungsform dringt das plastifizierte Material sehr gut bis in die Eoken des Behälters. Gleichzeitig ist bei diesem Ausführungsbeispiel zu erkennen, dass die schlitzförmige I) üse sich von der Mitte nach aussen mit einer zunehmenden Schlitzbreite 16' erweitern kann.
Man kann hierdurch den Fliesswiderstand des plastifizierten Materials berücksichtigen und dafür sorgen, dass gleichzeitig in der Mitte des Behälters als auch an den oberen, aussenliegenden Bereichen gleich- viel Kunststoffmaterial zur Bildung des Behälters in den Zwischenraum zwischen Matrize und Stempel eindringt.