Verfahren zum Spritzen von selbsthärtenden Kunstharzen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Es sind eine Reihe von Versuchen gemacht worden, selbsthärtende (irreversibelhärtbare) Kunstharze mittels des Randauflege-, des Vakuumsack-, des Drucksack-, des Vakuumpress- sowie mittels verschiedener Überdruckverfahren zu verspritzen bzw. auf Spritzgussmaschinen zu verarbeiten. Sämtliche Versuche sind an der Eigenschaft des Kunstharzes zur Selbsthärtung, damit zur Verschweissung, Verharzung und Verklebung an bewegten, miteinander in Berührung tretenden festen Flächen gescheitert. Das Auftreten derartiger Flächen ist bei der maschinellen Verarbeitung der selbsthärtenden Kunstharze unvermeidbar, da das Kunstharz irgendwie gefördert und geleitet werden muss.
Das geschieht stets durch Maschinenteile, die bewegte und sich berührende Flächen aufweisen, gleichgültig, ob diese Maschinenteile aus Metallen, Kunststoffen, keramischen Teilen, Fiber, Gummi oder dergleichen bestehen. Jedesmal dann, wenn selbsthärtende Kunstharze die Möglichkeit zum Eintritt in die Spalte haben, die zwischen bewegten und sich berührenden Flächen notwendigerweise vorhanden sind, kommt es zur Bildung eines Harzfilmes, der sofort aushärtet, so dass die diese Flächen bildenden Maschinenteile gegenseitig festfressen. Diese Filmbildung tritt auch dann auf, wenn es sich um ineinander eingeschliffene Teile handelt, wenn also die Spalte mikroskopisch klein sind; da das Kunstharz unter hohem Druck steht, dringt es auch in die Spalte zwischen eingeschliffenen Maschinenteilen ein.
Ist es in sie erst einmal eingedrungen, so wirkt sich der harte Film immer schlimmer aus, je feiner der Spalt ist. Aus dem gleichen Grunde scheitert die Verwirklichung aller Ventile, die benutzt werden, um den fliessenden Kunstharzstrang zu steuern, insbesondere abzuteilen, abzuschliessen oder zu öffnen.
Eine Lösung der so gekennzeichneten Schwierigkeiten bringt das erfindungsgemäss vorgeschlagene Verfahren zum Spritzen von selbsthärtenden, gegebenenfalls Füllstoffe, wie Glasfasern und Textilien, enthaltenden Kunstharzen dadurch, dass das Kunstharz über dem Bereich, in dem bewegliche und vorzugsweise metallische Körperbegrenzungsflächen auftreten, und in dem sich das Kunstharz in einem Zustand befindet, bei dem es aushärten würde, mittels flexibler, dem selbsthärtenden Kunstharz gegenüber inerter Mittel von allen bewegten Körperbegrenzungsflächen abgetrennt gehalten wird. Der Zustand, in dem das Kunstharz selbst aushärtet, ist stets dann gegeben, wenn die hierfür erforderliche Zeit zur Verfügung steht. Das ist stets dann der Fall, wenn das Kunstharz nicht gerade durch frisch zutretendes Kunstharz verdrängt wird.
Nur an den Stellen der Maschine, an denen neu hinzutretendes Kunstharz das Kunstharz verdrängt, dessen Zustand hier betrachtet wird, ist die Gefahr des Aushärtens nicht gegeben und nur an diesen Stellen der Maschine braucht von vorliegender Erfindung kein Gebrauch gemacht zu werden. Daher ist es von besonderer Wichtigkeit, das erfindungsgemäss vorgeschlagene Verfahren bei dem Behälter mit Kunstharzvorrat anzuwenden, der in jeder Maschine vorzusehen ist, damit die zum Be Antrieb erforderliche Kunstharzmenge zur Verfügung steht. Diese Kunstharzvorratsmenge muss nämlich wiederum gefördert, das heisst unter Druck gesetzt werden. Hierbei treten sofort etwa durch Anwendung von Zylindern und Kolben bewegte Flächen unter Spaltbildung auf.
Derartige, das Kunstharz unter Druck setzende Einrichtungen würden nach kurzer Zeit versagen, wenn nicht vom erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahren Gebrauch gemacht würde.
Es lässt sich nun vorteilhaft die Durchführung des Verfahrens durch eine Vorrichtung verwirklichen, bei der eine Membrane oder ein Sack aus flexiblem und dem Kunstharz gegenüber inertem Werkstoff zum Abschluss des Kunstharzvorrates in einem dem Spritzkopf einer Spritzgussmaschine vorgeordneten Vorratsbehälter zur Verhinderung der Benetzung seiner Wandungen mit dem Kunstharz angeordnet ist.
Ebenso zweckmässig ist die Anordnung eines Leitkörpers aus flexiblem und dem Kunststoff gegenüber inertem Werkstoff in einer im Spritzkopf einer Spritzgussmaschine befindlichen Spritzkammer zur Verhinderung der Benetzung von in Lagern oder Führungen bewegten Teilen mit dem Kunstharz. Das wird von wesentlicher Bedeutung dann, wenn man in der Spritzkammer wegen der Anwesenheit von Füllstoffen, insbesondere aus Glas oder Textilfasern, gezwungen ist, zur Zerschneidung dieser Fasern wiederum einen Antrieb und damit eine Bewegung benötigende Schneidvorrichtungen vorzusehen, die beispielsweise in Form von Schneidmessern umlaufend oder in Form von Scherstösseln hin und her gehend sein können.
Hier ermöglicht es erst die Anordnung der erwähnten Leitflächen aus flexiblen und dem Kunstharz gegenüber inerten Werkstoffen, insbesondere aus Polyvinylchlorid und dessen Derivaten, diese bewegliche Flächen aufweisenden Schneidvorrichtungen anzuordnen. Der flexible Werkstoff, der die notwendigerweise gebildeten Spalte vor der Benetzung mit selbsthärtendem Kunstharz schützt, macht dabei infolge seiner Elastizität ohne weiteres die hin und her gehende Bewegung, etwa eines Scherstössels, mit, und er hat auch die Fähigkeit, sich an umlaufende Maschinenteilen so dicht anzulegen, dass der Kunstharz übertritt in durch derartige Werkstoffe geschützte Spalträume ausgeschlossen ist. Aus dem genannten Grunde ermöglicht die Erfindung erst die Anwendung dieser umlaufenden oder hin und her gehenden Schneidvorrichtungen.
Die Zeichnung gibt beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung wieder:
Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch einen erfindungsgemäss ausgebildeten Vorratsbehälter und einen Spritzkopf an einer Spritzgussmaschine üblicher Ausführung;
Fig. 2 gibt eine abweichende Ausführungsform des Vorratsbehälters im senkrechten Längs schnitt und
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform durch einen Vorratsbehälter, auch im Längsschnitt gesehen, wieder;
Fig. 4 gibt eine gegenüber Fig. 1 abweichende Ausführungsform eines Spritzkopfes wiederum und
Fig. 5 stellt eine Ansicht auf das in der Spritzkammer des Spritzkopfes der Fig. 4 umlaufende Schneidmesser dar.
In Fig. 1 ist der Vorratsbehälter der Kunstharzspritzgussmaschine mit 1 bezeichnet. Er trägt in üblicher Weise einen Aufsatz 2, in welchem sich der Antriebskolben 3 des Pressstempels 4 befindet, der zum Austreiben des Kunstharzes aus dem Vorratsbehälter zur Überführung des Kunstharzes in den Spritzkopf der Spritzgussmaschine bestimmt ist. Der Antriebskolben kann in an sich bekannter Weise über die Anschlüsse 5 und 6 unter Wirkung eines gespannten Arbeitsmittels, beispielsweise Pressöl oder auch Druckluft, gebracht werden. Der Vorratsbehälter 1 ist in üblicher Weise über die Flanschverbindung 7 an die Zufuhrleitung 8 zum Spritzkopf 9 der Spritzmaschine angeschlossen.
Eine derartige, an sich bekannte Einrichtung zur Überführung von Kunstharz aus dem Kunstharzvorrat 10 zur Spritzgussmaschine wäre, sofern sie nicht erfindungsgemäss ausgebildet wäre, deshalb unbrauchbar, weil selbsthärtende Kunstharze sofort in den Ringspalt zwischen Kolben 4 und Zylinder 1 eindringen, dort einen aushärtenden Harzfilm bilden und damit zum Festfressen des Kolbens 4 im Zylinder 1 führen würden.
Erfindungsgemäss wird das dadurch verhindert, dass der Vorrat 10 aus selbsthärtendem Kunstharz durch eine Membrane bzw. durch einen Sack 11 aus einem Werkstoff umschlossen ist, der flexibel ist und mit dem selbsthärtenden Vorrat des Kunstharzes 10 keine Verbindung einzugehen vermag. Diesen Erfordernissen entsprechen bestimmte Kunstharze, wie Polyvinylchlorid und dessen Derivate.
Der Sack 11 verhindert demgemäss jede Möglichkeit eines Eindringens von selbsthärtendem Kunstharz zwischen die Teile 4 und 1. Anderseits ist der Sack 11 kompressibel, und es vermag daher ohne weiteres das durch den Pressstempel 4 aus dem Zylinder ausgedrückte Kunstharz in die Überführungsleitung 8 zum Spritzkopf 9 einzudringen.
Der Spritzkopf selbst bildet bei 12 eine Spritzkammer, die eine Einführung für die aus der Über- führungsleitung 8 eingedrückte Kunstharzmasse bei 13 und ein Auslassmundstück bei 14 besitzt. Das Mundstück 14 dient zur Führung eines Scherstössels 15, der ebenfalls über einen Kolben 16 betätigt wird. Auf den Kolben 16 wirkt wieder ein gespanntes Mittel, das mit bekannten Mitteln so gesteuert ist, dass der Scherstössel 15 eine hin und her gehende Bewegung auszuführen vermag. Geführt ist dabei der Scherstössel 15 durch das beispielsweise aus Teflon (eingetrageneMarke) bestehende Formstück 17. Zur Leitung und Führung des über die Teile 8, 13 eintretenden Kunstharzes ist der Leitkörper 18 vorgesehen, der ebenfalls wieder aus flexiblem und mit dem selbsthärtenden Kunstharz keine Verbindung eingehenden, im gegenüber inerten Werkstoff besteht.
Der Leitkörper 18 weist bei 19 und 20 wulstartige Verdickungen auf, die zur Festlegung des Leitkörpers 18 einerseits zwischen den Teilen 9 und 17 und anderseits am Scherstössel 15 dienen. Um diese Festlegung zwischen den Teilen 9 und 17 zu ermöglichen, weist die Spritzkopfkammer 9 ein Abschlussstück 21 auf, durch das der Wulst 19 unter Spannung gesetzt werden kann, da die Teile 9 und 21 über ein Gewinde 22 in Verbindung stehen.
Zur Festlegung des Leitkörpers 18 am Scherstössel 15 über den Wulst 20 genügt eine Nut 23, in der der Wulst 20 Aufnahme findet. Der Leitkörper 18 macht also die hin und her gehenden Bewegungen des Scherstössels 15 mit, und er verhindert dabei jede Benetzung des Formstückes 17 und des Scherstössels 15, soweit diese Teile Flächen aufweisen, die sich bei Betrieb der Spritzmaschine in Bewegung befinden und sich gegenseitig berühren. Die durch den Scherstössel 15 abgeteilten Stücke des Kunstharzstranges gelangen über die Verbindungsöffnung 24 zur Spritzgussform oder Kokille 25.
In Fig. 4 ist wieder mit 9' die Spritzkammer mit der Einführungsöffnung 13 für das Kunstharz bezeichnet. Abweichend ist die Ausbildung des Mundstückes 26, das nunmehr vier Zuführungskanäle 27, 28, 29, 30 aufweist, die in Fig. 5 näher zu erkennen sind.
Diese Kanäle vereinigen sich bei 31 und bilden die Ausstossöffnung 32, an die sich wiederum die Spritzgussform oder Kokille 25 anschliesst. Vor dem Mundstück 26 befindet sich eine Messergegenplatte 33, die wiederum mit den Kanälen 27 bis 30 korrespondierende, gleichbezeichnete Öffnungen aufweist. An der Messergegenplatte zur Anlage gebracht ist das umlaufende Messer 34 mit den Schneidkanten 35, 36, 37, 38. Zum Antrieb des umlaufenden Messers 34 dient die Messerwelle 39, die in dem Lagerstück 40 gelagert ist. Auch das Lagerstück 40 und die Messerwelle 39 werden im Bereiche derjenigen Berührungsflächen, die sich relativ zueinander bewegen, durch einen Leitkörper 41 vor Benetzung mit dem selbsthärtenden Kunstharz geschützt.
Der Leitkörper 41 weist bei 42 und 43 wieder Wulste auf, über die er gegen die Wandung der Spritzkammer 9' und gegen die Messerantriebswelle 39 festgelegt wird. Zu diesem Zweck besitzt die Messerwelle 39 bei 44 eine Nut, in der der WuIst aufgenommen ist.
Fig. 2 zeigt eine abweichende Ausführungsform des Vorratsbehälters, in welchem flexible Werkstoffe, die mit dem selbsthärtenden Kunstharz keine Verbindung eingehen, selbst als Mittel zur Unterdrucksetzung des Kunstharzes benutzt werden. Vorhanden ist wieder ein Vorratsbehälter 45 mit Anschluss 46 für die Leitung 48. Der Vorratsbehälter ist zweiteilig, so dass die Trennfuge 49 entsteht. An der Trennfuge grenzen die Einspannringe 50, 51 an, die zum Einspannen der sackartigen Membrane 52 dienen, die wiederum aus flexiblem Werkstoff besteht, der gegen über dem selbsthärtenden Kunstharz 10 inert ist.
Bei 53 erfolgt wieder die Zuführung eines gespannten Mittels, das in dem Raume 54 auf die Membrane 52 wirkt und dazu Anlass gibt, dass das selbsthärtende Kunstharz aus der Leitung 48 austritt, ohne die Möglichkeit zu haben, vor dem Anschluss 53 liegende Ventile zu benetzen, die sich berührende, bewegte Flächen aufweisen, so dass sie sich bei Zutrittsmöglichkeit des selbsthärtenden Kunstharzes festfressen würden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der aus dem flexiblen Werkstoff bestehende Sack 55 zwischen dem Unterteil 56 und dem gleichzeitig die Wandung des Vorratsbehälters bildenden Oberteil 57 eingespannt ist. Der Unterteil 56 ist bei 58 konkav ausgenommen, so dass der Vorrat aus selbsthärtendem Kunstharz 10 zwischen Unterteil 56 und Sack 55 untergebracht werden kann. Abschlussstücke 59, 60 schliessen das Ganze nach aussen ab, und mit 61 ist wiederum der Anschluss an die Leitung 8 bezeichnet.
Bei 62 schliessen sich ventilgesteuerte Leitungen an, so dass die bewegten Ventilflächen vor dem Zutritt von selbsthärtendem Kunstharz bewahrt werden müssen, was durch die Anordnung des Sackes 55 erreicht ist.