Vorrichtung zur Herstellung gepresster Kunststoff-Formteile
Es ist bekannt, im Spritzgussverfahren thermoplastische Kunststoffe zu verarbeiten, indem das von einem Plastifizierungszylinder plastifizierte Material in eine vollkommen geschlossene Form gepresst wird.
Dabei fliesst die thermoplastische Masse zur Füllung der Hohlform an den Formwänden entlang. Dieses Herstellungsverfahren ist aber zur Erzeugung von besonders dünnwandigen Teilen mit überaus feiner Oberflächenwiedergabe ungeeignet. Bei der Fertigung solcher Teile, z. B. der der Herstellung von ein Oberflächen-Rillenprofil besitzenden Schallplatten aus thermoplastischen Kunststoffen geht man so vor, dass ein plastischer Materialkuchen zwischen eine teilweise geöffnete Form gebracht und diese nachträglich geschlossen wird. Dabei wird das überflüssige Material zwischen der Formteilung ausgetrieben und abgequetscht.
Bei dem Verpressen von härtbaren Kunststoffen wird dieser Horizontalaustrieb überflüssigen Materials durch einen sogenannten Füllraum vermieden.
Da das Abdichten dieses Füllraumes durch die beiden Formhälften der Hohlform und durch den Pressstempel erfolgt, ist eine sichere Abdichtung nicht gewährleistet, da die erzielbare Toleranz, bedingt durch Temperaturunterschiede der Form und Ungenauigkeiten in der Führung der Presse eine grössere Toleranz erfordert, wie zum Abdichten benötigt wird.
Die vorliegende Erfindung schlägt nun vor, zur Verbesserung einer Vorrichtung zur Herstellung gepresster Kunststoff-Formteile, insbesondere plattenförmiger Gestalt, vorzugsweise mit Oberflächenprofilierung, die aus einer, aus Patrize und Matrize gebildeten Hohlform samt einem Kernstempel sowie mit einer die plastische Masse einbringenden Materialzuführung besteht, die die Matrize der Hohlform darstellende Formhälfte dichtend auf oder an bzw. um den Kernstempel herum heb- und senkbeweglich zu führen und die Matrize gegenüber der Patrize derart abzudichten, dass eine Radialstützfläche sich über eine aufgelegte Formplatte an einer Gegenabstützfläche der Patrize abstützt.
Die Matrize wird man vorzugsweise als ringförmiger Dichtrahmen oder -kranz ausbilden, dessen axial verlaufende Innenwandfläche dichtend mit der axialen Aussenwandfläche des Kernstempels zusam menwirkt.
Auch ist es von Vorzug, die Matrize zur zentrierenden Führung der Patrize beim Zusammengehen der Form auf der Oberseite mit einem kegeligen Führungsansatz zu versehen, der axial gegen über der Matrize vorsteht und mit einer Gegenführungs-Aussparung innerhalb der Patrize eingreifend zusammenwirkt. Zwischen der Matrize und der Patrize wird ein dichter Zusammenschluss gebildet, indem sich eine Radialstützfläche der Matrize über eine hierauf ruhende Formplatte an einer Gegenabstützfläche der Patrize abstützt.
Es hat sich herausgestellt, dass sich diese Vorrichtung insbesondere zur Herstellung von oberflächenprofilierten Platten, beispielsweise für die Herstellung von Schallplatten, eignet. In diesem Fall wird man die Matrize mit einer Aussparungs-Aufnahme zur Aufnahme einer Formplatte, die die entsprechende Oberflächenprofilierung trägt, versehen, an der sich beim Zusammengehen der Form der Massekuchen zum Fertigteil abdrückt.
Im übrigen ist der wesentliche Vorteil der Verwendung dieser neuen Vorrichtung gegenüber dem Spritzen unmittelbar in die geschlossene Form darin zu sehen, dass die auf diese Art hergestellten Teile eine einwandfreie Oberflächenwiedergabe und vor allen Dingen spannungsfreie bzw. ausgeglichene Teile ergeben, da der erforderliche PreB bzw. Verdichtungsdruck unmittelbar auf die ganze Fläche wirk sam ist, während bei dem Spritzverfahren der Nachdruck von der Angussstelle her erfolgen muss, so dass in dem auf diese Art hergestellten Teil erhebliche Spannungen vorhanden sind, die wesentliche Nachteile ergeben.
Besser ist ferner, dass die Dichtung zwischen Matrize und Patrize unabhängig von der Schliessbewegung der Form durch Federn oder Druckkissen erfolgt. In praktischer Verwirklichung dieser Vorrichtung wird nämlich zur Herbeiführung der axialen Beweglichkeit des für die Erfindung entscheidenden Bauteiles, nämlich des Dichtrahmens oder-kranzes vorgeschlagen, diesen in axialer Richtung durch Gegendruck erzeugende Mittel, z. B. durch Federn, oder durch auf pneumatischer oder hydraulischer Basis arbeitende Druckkissen abzuschützen, so dass der beim Zusammengehen der Formhälften sich senkende Dichtrahmen oder -kranz wieder zuverlässig in seine Ausgangslage gehoben werden kann.
Das als Massekuchen in dem Hohlraum der Form vor dem Verpressen liegende Material kann sowohl von unten her durch den Kernstempel hindurch als auch von der Werkzeugseite her zugeführt werden, wobei für die Praxis die den Gegebenheiten entsprechend günstigste Zuführung zu wählen ist.
Der Erfindungsgegenstand versteht sich am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung der auf der Zeichnung wiedergegebenen zwei Ausfüh rungsbeispiele. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Hohlform gemäss der ersten Ausführungsform im geöffneten Zustand,
Fig. 2 dieselbe Hohlform im geschlossenen Zustand, gleichfalls im Schnitt wiedergegeben, vor der Materialverformung,
Fig. 3 die Hohlform im vollkommen geschlossenen Zustand, wobei das Material bereits zur Platte verformt ist.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Hohlform gemäss der zweiten Ausführungsform im geöffneten Zustand, mit seitlicher Materialzuführung und Abstützung des Dichtrahmens durch ein Druckkissen, und
Fig. 5 gibt die zum Zusammengehen vorbereitete Hohlform dieser zweiten Ausführungsform wieder.
Die auf der Zeichnung dargestellten beiden Ausführungsformen der Vorrichtung zur Herstellung gepresster Formteile insbesondere plattenförmiger Gestalt besitzen eine Matrize 10, eine Patrize 11, einen Kernstempel 12 sowie eine Materialzuführung 13 bei der ersten Ausführungsform und 25, 26 bei der zweiten.
Die Matrize 10 ist als Dichtrahmen oder-kranz ausgebildet, der sich mit einer Innenwandfläche 14 dichtend an der Aussenwandfläche 15 des Kernstempels 12 führt und heb- sowie senkbeweglich ausgebildet ist. Axial abgestützt ist dieser Dichtrahmen oder -kranz 10 nach dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel durch Federn 16, die sich in axialen Wandaussparungen sowohl des Dichtrahmens oder -kranzes 10 als auch des Kernstempels 12 abstützen.
Auf der Oberseite der als Dichtrahmen oder -kranz ausgebildeten Matrize 10 ist eine Führung, z. B. eine kegelige Führung 17, vorgesehen, die sich in einer Gegenführung 18 der Patrize zentrierend führt. Die Innenseite des Dichtrahmens 10 besitzt eine Stützauflagefläche 19, die zur Aufnahme einer Formplatte 20 und Abdichtung des Hohlraumes 21 dient, wobei die Dicke der Formplatte 20 die Tiefe der Aufnahme etwas übersteigt.
In den sich zwischen dieser Formplatte 20 und der Kernstempeloberfläche befindlichen Raum 21 wird ein Massekuchen 22 plastischen Materials eingeführt, der sich beim Zusammengehen der Formhälften 10 und 11 an der Kernstempeloberfläche einerseits und an der Formplatte 20 anderseits abdrückt und eine Platte 23 bildet. Die Zuführung dieses Massekuchens 22 findet gemäss dem ersten Beispiel der Fig. 1 bis 3 von unten her aus einem Zylinder durch den Kernstempel hindurch statt.
Abweichend hiervon findet die Materialzuführung im zweiten Beispiel der Fig. 4 und 5 von seitlich oben her derart statt, dass man eine Düse 25 z. B. eines Schneckenzylinders 26 von der Seite her zum Ausstoss des Massekuchens 22 bringt. Eine äquivalente Lösung der Axialabstützung des Dichtrahmens oder -kranzes 10 zeigt ebenfalls die Ausführungsform gemäss Fig. 4 und 5, wobei Kraftübertragungsbolzen 27 den Kernstempel 12 durchgreifen und sich auf einer kolben- oder manschettenartigen Druckplatte 28 abstützen, die einem hydraulischen oder pneumatischen Gegendruck unterliegt, also ein Druckkissen bildet. Bei 29 kann das Druckmittel in den Raum 30 unterhalb der Druckplatte 28 zuund abgeführt werden.
Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele für die Verwirklichung des Erfindungsgegenstandes und dieser nicht darauf beschränkt, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung noch mancherlei andere Vor richtungs ausführungen sowie -verwendungen möglich. Es wird in diesem Zusammenhang ausdrücklich darauf hingewiesen, dass man auch jedes andere, von einer plattenförmigen Gestalt abweichende Formteil auf diese Art mit der neuen Vorrichtung herstellen kann.
Wesentlich dabei ist, dass durch die Gestaltung der unter Druck beweglichen, als Dichtrahmen oder -kranz 10 ausgebildeben Matrize der Hohlraum 21 der Form durch die Schliessbewegung vermindert ist und dass ferner zwischen dem Kernstempel 12 und dem Dichtrahmen oder -kranz 10 eine zuverlässige Abdichtung ebenso geschaffen wird wie zwischen der Matrize und der Patrize.
Zur Förderung einer präzisen Temperierung zwischen diesen Formteilen kann man sowohl in der Matrize als auch in der Patrize sowie in dem Kernstempel - nicht dargestellte - Kanäle zur Führung eines Heiz- und/oder Kühlmediums vorsehen, so dass die erforderliche Temperierung der Formbauteile durchführbar ist.
Device for the production of molded plastic parts
It is known to process thermoplastic plastics in the injection molding process by pressing the material plasticized by a plasticizing cylinder into a completely closed form.
The thermoplastic material flows along the mold walls to fill the hollow mold. However, this manufacturing process is unsuitable for producing particularly thin-walled parts with an extremely fine surface reproduction. In the manufacture of such parts, e.g. B. the production of a grooved surface profile having records from thermoplastics, the procedure is such that a plastic material cake is placed between a partially open mold and this is subsequently closed. The superfluous material is driven out and squeezed between the mold division.
When pressing hardenable plastics, this horizontal expulsion of superfluous material is avoided by a so-called filling space.
Since this filling space is sealed by the two mold halves of the hollow mold and by the press ram, a secure seal is not guaranteed, as the achievable tolerance, due to temperature differences in the shape and inaccuracies in the guidance of the press, requires a greater tolerance than is required for sealing becomes.
The present invention now proposes, in order to improve a device for the production of pressed plastic molded parts, in particular a plate-like shape, preferably with surface profiling, which consists of a hollow form formed from male and female molds together with a core punch and a material feed that introduces the plastic mass the mold half representing the female mold of the hollow mold sealingly on or around the core punch to move up and down and to seal the female mold against the male mold in such a way that a radial support surface is supported on a counter-support surface of the male mold via an applied mold plate.
The die is preferably designed as an annular sealing frame or ring, the axially extending inner wall surface of which cooperates in a sealing manner with the axial outer wall surface of the core punch.
It is also preferable to provide the die for centering guidance of the male mold when the mold comes together on the upper side with a conical guide projection which protrudes axially from the female mold and engages with a counter-guide recess inside the male mold. A tight connection is formed between the female part and the male part in that a radial support surface of the female part is supported on a counter-supporting surface of the male part via a mold plate resting thereon.
It has been found that this device is particularly suitable for the production of surface-profiled records, for example for the production of records. In this case, the die is provided with a recess receptacle for receiving a mold plate, which carries the corresponding surface profile, on which the mass cake is pressed when the mold merges into the finished part.
In addition, the main advantage of using this new device compared to injection molding directly into the closed mold is that the parts produced in this way result in a perfect surface reproduction and, above all, tension-free or balanced parts, since the required PreB or Compression pressure is directly effective on the entire surface, while in the injection molding process the holding pressure must be applied from the gate point, so that there are considerable tensions in the part produced in this way, which result in significant disadvantages.
It is also better that the seal between the die and the male die is made independently of the closing movement of the mold by springs or pressure pads. In a practical implementation of this device is namely proposed to bring about the axial mobility of the critical component for the invention, namely the sealing frame or ring, this in the axial direction by means of counter pressure generating means such. B. by springs, or by working on a pneumatic or hydraulic basis pressure cushions, so that the lowering when the mold halves come together, the sealing frame or wreath can be reliably lifted back into its starting position.
The material lying as a cake in the cavity of the mold before pressing can be fed in from below through the core punch as well as from the tool side, the most favorable feed being selected for practical use.
The subject matter of the invention is best understood from the following description of the two exemplary embodiments shown in the drawing. Show it:
1 shows a sectional view of the hollow mold according to the first embodiment in the open state,
2 the same hollow shape in the closed state, also shown in section, before the material deformation,
3 shows the hollow form in the completely closed state, the material already being deformed to form the plate.
FIG. 4 shows a section through the hollow mold according to the second embodiment in the open state, with material feed from the side and the sealing frame being supported by a pressure pad, and FIG
FIG. 5 shows the hollow shape of this second embodiment prepared for joining.
The two embodiments of the device for the production of pressed molded parts, in particular of plate-like shape, shown in the drawing have a die 10, a patrix 11, a core punch 12 and a material feed 13 in the first embodiment and 25, 26 in the second.
The die 10 is designed as a sealing frame or ring which, with an inner wall surface 14, is sealingly guided on the outer wall surface 15 of the core punch 12 and is designed to be movable up and down. This sealing frame or ring 10 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is axially supported by springs 16 which are supported in axial wall recesses of both the sealing frame or ring 10 and the core punch 12.
On top of the die 10 designed as a sealing frame or wreath is a guide, for. B. a tapered guide 17 is provided which is centered in a counter guide 18 of the male mold. The inside of the sealing frame 10 has a support surface 19 which serves to receive a mold plate 20 and to seal the cavity 21, the thickness of the mold plate 20 slightly exceeding the depth of the receptacle.
In the space 21 located between this mold plate 20 and the core punch surface, a mass cake 22 of plastic material is introduced which, when the mold halves 10 and 11 come together, is pressed against the core punch surface on the one hand and on the mold plate 20 on the other hand and forms a plate 23. According to the first example of FIGS. 1 to 3, this mass cake 22 is supplied from below from a cylinder through the core punch.
Notwithstanding this, the material feed in the second example of FIGS. 4 and 5 takes place from the side above in such a way that a nozzle 25 z. B. brings a screw cylinder 26 from the side to eject the mass cake 22. An equivalent solution of the axial support of the sealing frame or ring 10 is also shown in the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the force transmission bolts 27 reaching through the core punch 12 and being supported on a piston-like or sleeve-like pressure plate 28 which is subject to hydraulic or pneumatic counter pressure, i.e. forms a pressure pad. At 29, the pressure medium can be supplied and discharged into the space 30 below the pressure plate 28.
As already mentioned, the illustrated and described embodiments are only examples for the implementation of the subject matter of the invention and this is not limited to it, rather, within the scope of the invention, various other device designs and uses are possible. In this context, it is expressly pointed out that any other molded part deviating from a plate-like shape can also be produced in this way with the new device.
It is essential that the design of the die, which is movable under pressure and designed as a sealing frame or ring 10, reduces the cavity 21 of the mold by the closing movement and that a reliable seal is also created between the core punch 12 and the sealing frame or ring 10 becomes like between the female part and the male part.
To promote precise temperature control between these molded parts, channels (not shown) can be provided in the die as well as in the male mold and in the core punch for guiding a heating and / or cooling medium, so that the necessary temperature control of the molded parts can be carried out.