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23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15, 16, 17, 18 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5, 105) für den Spritzgiessbetrieb Organe zur Einstellung von Blasverzögerung, Blasdruck und Blaszeit aufweist, welche mit den Nadelantrieben (31, 131, 139, 154, 156) und den den Blas- nadeln (30, 130, 138) zugeordneten Ventilen (34, 36, 134,-144, 136, 146) in Wirkverbindung stehen.
24 Vorrichtung nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasquelle (135) ein Kühler (148) nachgeschaltet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der durch die Wirkung der Blasnadel (30) aus dem Formling verdrängten geschäumten Schmelze dem Mehrwegeventil (4) über eine Leitung (42) ein Druckspeicher (40) mit fliegendem Kolben (41) angeschlossen ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückführung der mittels der Blasna deIn (130, 138) aus dem Formling verdrängten geschäumten Schmelze in den Schneckenplastifizierer (1) zwischen dem Mehrwegeventil (4) und der Misch- und Homogenisierzone (17) des Plastifizierzylinders 1) eine steuerbare Rücksaugein- richtung (160) vorgesehen ist.
27. Gebrauchsgegenstand, hergestellt nach dem Verfahren gemäss dem Anspruch 1 aus geschäumtem Kunststoff und bestehend aus einer Anzahl geschlossener Hohlkörper mit einer eine Zellenstruktur aufweisenden Innenschicht und einer kom pakten Aussenschicht sowie aus deren Verbindungsprofilen mit Vollschaumquerschnitt.
28. Gebrauchsgegenstand nach Anspruch 27, in Form einer Flachpalette, deren Tragfläche (201) von einem Gerippe mit geschlossenen rohrartigen Hohlkörpern gebildet ist, von denen, in der Längsrichtung der Flachpalette betrachtet, der mittlere (220) und die beiden äusseren (210, 230)je je einen grös seren Querschnitt als die dazwischen angeordneten, ebenfalls rohrartigen Hohlkörper (240) aufweisen, dass jeder der drei Hohlkörper (210, 220, 230) grösseren Querschnittes an den beiden Enden und in der Mitte an seiner Unterseite mit je einem als ein Hohlprofil gespritzten Fuss (211, 212, 213, 221,
231) versehen ist, dass die Enden sämtlicher rohrartigen Hohl körper (210, 220, 230,
240) den beiden Längsseiten der Flach palette entlang sowie deren Mittelpartien parallel zu den beiden Längsseiten mittels je eines U-Profils (250, 251, 252) mit einander verbunden sind und zwischen den U-Profilen (250,
251, 252) zusätzlich eine Mehrzahl parallel zu denselben ver laufender Längsrippen (260) angeordnet ist, wobei gegenüber den U-Profilen (250, 251, 252) an der Unterseite der Flachpa lette drei sich in deren Längsrichtung erstreckende, ebenfalls als Hohlkörper ausgebildete Balken (270, 280, 290) vorgese hen sind, welche jeweils die in der Längsrichtung der Palette unter einem U-Profil (250, 251, 252) befindlichen Füsse (211,
221, 231) miteinander verbinden.
29. Gebrauchsgegenstand nach Anspruch 27 in Form von
Möbeln oder Möbelbestandteilen.
30. Gebrauchsgegenstand nach Anspruch 27 als Bestand teil von Fahrzeugkasten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gebrauchsgegenständen aus geschäumtem thermoplastischem
Kunststoff, die mindestens je einen Hohlraum aufweisen.
Es gibt zahlreiche Verfahren zur Herstellung von Hohlkör pern aus Kunststoff, wie Behälter für pastöse oder flüssige
Stoffe (Tuben, Flaschen, Kanister u.ä.), die unter dem Namen
Folienblasverfahren oder Extrusionsblasverfahren bekannt geworden sind.
Hierbei handelt es sich meist um Verfahren, die nicht schäumenden Kunststoff zu Blasen, Schläuchen oder Rohren verformen, wobei der Vorformling in eine meist mehrteilige Hohlfprm gespritzt und anschliessend durch Gasdruck aus einer äusseren Quelle bis zum vollständigen Anliegen an der Innenwand der Hohlform.aufgebläht wird. Nach erfolgter Erstarrung wird der Hohlkörper entformt.
Aus Gründen von besonders geringem Gewicht jedoch erhöhter Steifigkeit oder um eine besonders gute Isolation zu erzielen, sind solche Extrusionsblasverfahren auch schon mit schäumbarem Kunststoff ausgeübt worden. Im Hinblick auf den Verwendungszweck, z.B. als Behälter für Flüssigkeiten, ist es selbstverständlich von Bedeutung, dass sowohl die Aussenals auch die Innenseite eines solchen Formlingspach dem Erstarren eine dichte, geschlossene Oberfläche besitzt. Die Schaumstruktur findet sich dann in der Wandung zwischen der äusseren und der inneren Oberfläche.
Mehrere Hohlräume aufweisende, komplizierte Gebrauchsgegenstände hoher Steifigkeit und guter Festigkeits eigenschaften mussten bisher entweder aus mehreren Teilen einfacherer Bauform zusammengesetzt werden oder sie waren selbst mit zahlreichen Rippen bzw. Versteifungen in der Art halbgeschlossener (z.B. U-förmiger)-Profile versehen. Solche im Spritzverfahren herstellbare Gebrauchsgegenstände bedingten aber komplizierte, teure Spritzformen, die zudem oft mit zahlreichen ein- und ausfahrbaren Kernen ausgerüstet sein mussten.
Solche geometrisch komplizierte Gebilde lassen sich selbstverständlich sowohl aus kompakter als auch aus schäumbarer Kunststoffmasse im Spritzgiessverfahren herstellen. Bei letzterem spricht man von Strukturschaum, wobei es gleichgültig ist, mit welchen Mitteln (z.B. chemisch reagierende Dissoziationsmittel oder eingespritzte oder gelöste Gase) ein Aufschäumen der mit einem Treibmittel versetzten Kunststoffmasse unter bestimmten Temperatur- und Druckverhältnissen ausgelöst wird.
Bei diesem sogenannten Thermoplastschaum-Spritzgiessverfahren (TSG) sind auch mehrere Abarten bekannt geworden, die je nach dem Anwendungszweck verschiedene Ziele verfolgen.
So kann beispielsweise ein mit Hilfe einer Plastifizierschnecke aufbereitetes Gemisch einer thermoplastischen Kunststoffschmelze mit einem Treibmittel, das durch geeignete Wahl von Druck und Temperatur im Plastifizierzylinder nicht aufschäumen kann, in eine geschlossene Form eingespritzt werden. Der im Formnest herrschende niedrigere Druck bewirkt ein sofortiges Aufschäumen der treibmittelhaltigen Schmelze. Das Formnest wird vollständig gefüllt. An der Forminnenwand entsteht durch Aufprall eine dichte, geschlossene Oberfläche des Formlings, während sein Kern eine poröse Struktur aufweist.
Will man nebst der zellartigen Kernstruktur nicht nur eine geschlossene, sondern auch eine glatte Oberfläche des Formlings erzielen, so bieten sich verschiedene Abarten des sogenannten Gasgegendruckverfahrens an.
Hierbei wird auch von der Aufbereitung eines schäumbaren Gemisches aus thermoplastischem Kunststoff und Treibmittel ausgegangen, das nun aber in ein unter einem äusseren Gasdruck stehendes Formnest bis zur vollständigen Füllung desselben eingespritzt wird. Das Gas wird vom eingespritzten Material langsam wieder aus der Form verdrängt, verhindert dabei jedoch ein vorzeitiges Aufschäumen der treibmittelhaltigen Schmelze. Erst nach Erstarrung einer gewissen kompakten Aussenschicht an der Formlingoberfläche wird der Forminnendruck entweder durch leichte Formöffnung (Formatmung) oder Rückzug eines Verdrängungskörpers aus dem Formnest oder Öffnung des Einspritzventils verringert.
Das Treibmittel kann nun unter dem verminderten Innendruck expandieren, eine poröse Struktur im Kern des Formlings ent stehen lassen und das überschüssige Material aus dem Form nest in einen Sammelbehälter verdrängen.
Mit Hilfe der TSG- und Gasgegendruckverfahren lassen sich formsteife, leichte und auch grossformatige, dickwandige geometrisch komplizierte Gebilde herstellen, die aber ande rerseits komplizierte, mehrteilige und teure Spritzwerkzeuge benötigen.
Die Temperatur- und/oder chemische Beständigkeit des verwendeten Kunststoffes spielt in den meisten Fällen eine wichtige Rolle. Die Wahl wird daher vielfach auf Kunststoffe beschränkt, welche ihrerseits bei mehrteiligen Formlingen zum Erzielen der geforderten Festigkeitseigenschaften die Verwendung von Glasfasern oder besonderen Profilen als Verstärkung bedingen.
Die Glasfaser verbessert zwar die Steifigkeit des Formlings, verringert jedoch dessen Schlagzähigkeit. Die Verstärkungsprofile erhöhen das Gewicht, somit deren Materialbedarf und verteuern die Erzeugnisse. Kompakt gespritzte Profile ergeben zudem komplizierte Gebilde mit vielen unzugänglichen Ecken.
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren anzugeben, das in Weiterentwicklung der beiden letztgenannten Methoden unter Beibehaltung der Vorteile des Strukturschaumes die Herstellung von leichten, formsteifen. Formlingen hoher Festigkeit und auch mit kompliziertem geometrischem Aufbau auf einfache Weise in einer Arbeitsphase gestattet, indem das Ausformen von einen Formling bildenden geschlossenen Hohlkörper mit kompakter Aussenhaut, poröse Wandung und materialfreiem Innenraum nebst den dazwischen angeordneten Verbindungselementen aus Vollschaum gleichzeitig ermöglicht wird.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einspritzen von treibmittelhaltiger Kunststoffschmelze in die mindestens ein Formnest aufweisende geschlossene Spritzform einer Spritzgiessmaschine und dem Erhärten einer kompakten Aussenschicht vorgegebener Dicke der Formwand entlang, eine vorbestimmte Menge der den plastischen Kern des Formlings bildenden Schmelze durch ein zwischen dem diesen plastischen Kern enthaltenden Forminnern und dem Anguss erzeugtes Druckgefälle, wobei der Forminnendruck den Druck des Treibmittels übersteigt, aus dem Innenraum des Formlings verdrängt wird.
Das Druckgefälle vom Forminnern zum Anguss hin kann durch Einblasen eines Gases aus einer äusseren Druckquelle erzeugt werden, wobei der Druck im plastischen Eiern des Formlings über den Treibmitteldruck hinaus erhöht wird.
Durch das Verfahren nach der Erfindung sind Gebrauchsgegenstände mit Hohlräumen herstellbar, indem nach Ausbildung einer kompakten Aussenschicht gewünschter Stärke an der Oberfläche eines vollgespritzten Formlings dessen Innenraum von dem noch schmelzflüssigelastischen Kernmaterial leergeblasen wird.
Solange in einem spritzgegossenen Körper ein plastischer Kern vorhanden ist, lässt sich dieses Kernmaterial durch einen inneren Überdruck verdrängen.
Bei den bekannten TSG- bzw. Gegendruckverfahren ruft das expandierende Treibmittel einen bestimmten inneren Überdruck hervor, der die überschüssige aufgeschäumte Schmelze aus dem Formnest zurück in den Plasüfzierzylinder oder in einen besonderen Speicher treibt. Nach einer kurzzeitigen Expansion klingt jedoch der durch das Treibmittel verursachte Überdruck ab und: damit hört der Materialrückfluss auf. Das Formlinginnere bleibt mit der bekannten Zellenstruktur gefüllt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung bezweckt die Weiterführung des Materialrückflusses, bis der Innenräum des Formlings oder bestimmte Teile davon hohl geworden sind, indem vorzugsweise an einer dem Anguss entfernten Stelle ein unter Druck stehendes Gas aus einer äusseren Quelle in die hohl zu blasenden Bereiche des Formlinginnenraumes eingeführt wird.
Das Gas kann auch in das Innere eines im Gegendruckver- fahren gespritzten Formlings geblasen werden. Das Einblasen des Gases kann einstrahlig erfolgen. Vorteilhaft kann die Druckerhöhung im plastischen Kern des Formlings, besonders im Fall zusammengesetzter geometrischer Formen mit mehreren Hohlräumen, durch mehrstrahlig getätigtes, abgestuftes Blasen herbeigeführt werden.
Der Gasstrahl kann zweckmässig beim Einblasen vom Anguss weggerichtet werden.
Zum Erzielen einer kompakten Aussenschicht erforderlicher Dicke an der Formlingoberfläche kann das Einblasen des Gases in bezug auf das Ende des Formiüllvorganges verzögert ausgelöst werden.
Die jeweils aus einem Formnest zu verdrängende Menge der Schmelze lässt sich durch Vorgabe des Gasdruckes beim Einblasen und der Blaszeit bestimmen. Durch geeignete Wahl der Werte für den Gasdruck und die Blaszeit wird die Entleerung des Formlinginnern, das sich auf ein oder mehrere Formnester erstrecken kann, bis auf eine Wand gewünschter Dicke und:zelliger Struktur innerhalb der kompakten Aussenschicht ermöglicht.
Nach Ablauf einer bestimmten gewünschten Blaszeit sollte die Gasströmung unterbrochen und die hohlgeblasenen In-' nenräume des Formlings druckentlastet werden.
Zusätzlich-zum Kühlen der Formlingoberfläche auf die übliche Weise-von der Formwand her, lässt sich zu einer schnelleren Kühlung des Formlings nach Ablauf der eingestellten Blaszeit eine Gasströmung durch das hohlgeblasene Formlinginnere weiter aufrecht erhalten. Dabei wird ein gesteigerter Kühleffekt durch Einblasen eines vorgekühlten Gases erreichbar, wobei zweckmässig ein Abströmen des Gases an mindestens einer der Einblasstelle mehr oder weniger gegenüberliegenden AXbblasstelle ermöglicht sein soll.
Zweck einer schnelleren Verdrängung der vorbestimmten Schmelzenmenge jeweils aus einem Formnest kann das Druckgefälle vom Forminnern zum Anguss hin zusätzlich zur Druckerhöhung durch Einblasen von Gas noch mit Hilfe eines Soges gegen dan Anguss hin verstärkt werden.
Dieser Sog kann mit Vorteil zugleich zu einer Speicherung der aus dem Formlinginnern geblasenen, treibmittelhaltigen Schmelze unter zumindest partieller Rekompression derselben herangezogen werden, damit die Schmelze einer erneuten Verwendung zugeführt wird.
Besonders vorteilhaft wird die. rückströmende, treibmittelhaltige Schmelze zwecks Wiederaufbereitung durch die das Blasen unterstützende Saugwirkung unmittelbar in den Plasti fizierprozess zurückgeführt.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens an einer Thermoplastschaum-Spritzgiessmaschine mit einem Schneckenplastifizie- rer, einer mindestens ein Formnest aufweisenden Spritzform, einem zwischen dem Schneckenplastifizierer und der Spritzform angeordneten Mehrwegeventil und einer Steuereinrichtung für den Spritzgiessbetrieb.
Diese Vorrichtung gemäss der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass in einer der beiden Spritzformhälften Mittel zum Zu- und Abführen eines unter Druck stehenden Gases vorgesehen sind, die in das Innere des jeweiligen Formnestes einfahrbar und daraus zurückziehbar sind und in deren eingefahrenem Zustand das Formnestinnere wahlweise entweder mittels einer Druckeinstelleinrichtung mit einer Druckgasquelle oder mit Hilfe einer Druckentlastungseinrichtung mit der freien Atmosphäre verbindbar ist, wobei das Formnestinnere während der Blaszeit zwischen Anbeginn und Ende der Druckgaszufuhr über das Mehrwegeventil an einen Behälter für die aus dem Innern des Formlings zu verdrängende Schmelze anschliessbar ist.
Zweckmässig kann-eine hohle Blasnadel als Mittel zum Zu- und Abführen von Druckgas zur Verwendung gelangen, welche in einer in das Formnest mündenden Bohrung der beweglichen Spritzformhälfte längsverschieblich angeordnet, aus dieser mittels eines Antriebes in das Formnestinnere hineinfahrbar und aus demselben zurückziehbar ist.
Es empfiehlt sich in einer die Blasnadel mit einer Druckgasquelle verbindenden Leitung ein erstes Ventil als die Druckeinstelleinrichtung sowie zwischen dem ersten Ventil und dem antriebsseitigen Ende der Blasnadel ein zweites Ventil als die Druckentlastungseinrichtung vorzusehen.
Die hohle Blasnadel soll an ihrem in das Formnest eindringenden Ende mit Blasöffnungen versehen sein, die gegen die bewegliche Spritzformhälfte gerichtet sind. Es lässt sich beim Einfahren der Blasnadel in den Kern des Formlings dessen erstarrte Aussenschicht leicht durchstechen und auch ein gegen den Angusskanal gerichteter Gasstrahl vermeiden.
Im Falle grossformatiger Formlinge oder solcher mit verwickeltem geometrischem Aufbau und mehreren Hohlräumen wird es vorteilhaft sein, wenn die Mittel zum Zu- und Abführen von Druckgas mehrere in mit dem jeweiligen Formnest in Verbindung stehenden Bohrungen der beweglichen Spritzformhälfte axial beweglich vorgesehene Blasnadeln umfassen.
Zur individuellen Betätigung können die letzteren durch zuge ordnete Einzelantriebe voneinander unabhängig in die einzelnen Formnester verschiebbar und über je eine Leitung mit Hilfe je eines darin angeordneten Druckeinstell- und Druckentlastungsventils einzeln an die gemeinsame Druckgasquelle oder an die freie Atmosphäre anschliessbar sein.
Es besteht Möglichkeit für eine Abkürzung der Abkühlzeit des Formlings und damit der Spritzzyklus, indem in der ortsfesten Spritzformhälfte mindestens eine zusätzliche hohle Nadel mit in das Formnestinnere gerichteter Mündung vorgesehen wird, welche in den der Einblasseite im wesentlichen gegenüberliegenden Bereich eines jeden Formnestes ähnlich einer Blasnadel einfahrbar bzw. aus demselben zurückziehbar ist, und dass die Nadelbohrung an ihrem dem Formnest abgewandten Ende über Öffnungen stets mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht.
Zweckmässigerweise wählt man die Anordnung der zusätzlichen Hohlnadel in der ortsfesten Spritzformhälfte samt dem Antrieb zu deren Verschiebung denjenigen der Blasnadeln ähnlich.
Es können Kolben-Zylinder-Aggregate als Antriebe für die Positionierung der Blasnadeln und der zusätzlichen Hohlnadeln verwendet werden, wobei diese Aggregate zweckmässig als die aus dem Formenbau bekannten Kernzugzylinder ausgebildet sind.
Die Organe zur Einstellung des Blasdruckes, der Blaszeit und der Verzögerungszeit für den Blasbeginn, welche mit den Antrieben der Blasnadeln und zusätzlichen Hohliladeln sowie mit den den Blasnadeln zugeordneten Druckeinstell- und Druckentlastungsventilen in Wirkverbindung stehen, lassen sich vorteilhaft der Steuereinrichtung für den Spritzgiessbetrieb angliedern.
Falls eine kurze Abkühlzeit des Formlings erforderlich ist, empfiehlt es sich, der Druckgasquelle einen Kühler nachzuschalten.
Im Hinblick auf die grossen Mengen aus dem Formlinginnern zu verdrängender, treibmfttelhitftiger Schmelze sind Massnahmen für deren Rückführung in deren Herstellprozess aus Gründen der Wirtschaftlichkeit unerlässlich.
Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Druckspeicher mit fliegendem Kolben im Anschluss an das Mehrwegeventil vorgesehen sein.
Besonders vorteilhaft wird eine an sich bekannte, steuerbare Rücksaugeinrichtung zwischen dem Mehrwegeventil und der Misch- und Homogenisierzone des SchneckenplastiEzie rers angeordnet, die aus dem Formlinginnern verdrängte, treibmittelhaltige Schmelze der Wiederaufbereitung zuführt.
Die Erfindung bezieht sich schliesslich auf einen Gebrauchsgegenstand, der nach dem eingangs geschilderten Verfahren aus geschäumtem Kunststoff hergestellt ist und aus einer Anzahl geschlossener Hohlkörper mit einer eine Zellenstruktur aufweisenden Innenschicht und einer kompakten Aussenschicht sowie aus Verbindungsprofilen mit Vollschaumquerschnitt besteht.
Zum Zwecke der Stückgutförderung kann z.B. der Ge- brauchsgegenstand besonders vorteilhaft in der Gestalt einer Flachpalette hergestellt sein, deren Tragfläche von einem Gerippe mit geschlossenen rohrartigen Hohlkörpern gebildet ist, von denen in der Längsrichtung der Flachpalette gesehen, der mittlere und die beiden äusseren je einen grösseren Querschnitt als die dazwischen angeordneten, ebenfalls rohrartigen Hohlkörper aufweisen, weitersjeder der drei Hohlkörper grösseren Querschnittes an den beiden Enden und in der Mitte seiner Unterseite je mit einem als ein Hohlprofil gespritzten Fuss versehen ist,
ferner die Enden sämtlicher rohrartigen Hohlkörper den beiden Längsseiten der Flachpalette entlang sowie deren Mittelpartien parallel zu den beiden Längsseiten mittels je eines U-Profils miteinander verbunden sind und zwischen den U-Profilen zusätzlich eine Mehrzahl parallel zu denselben verlaufender Längsrippen angeordnet ist, wobei gegenüber den U-Profilen an der Unterseite der Flachpalette drei sich in deren Längsrichtung erstreckende, ebenfalls als Hohlkörper ausgebildete Balken vorgesehen sind, welche jeweils die in der Längsrichtung der Palette unter einem U-Profil befindlichen Füsse miteinander verbinden.
Der Gebrauchsgegenstand kann weiter in Form von Möbeln oder Möbelbestandteilen hergestellt sein.
Schliesslich kann der Gebrauchsgegenstand ein Bestandteil eines Fahrzeugkastens sein.
Die Erfindung wird beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung einer Thermoplast schaum-Spritzgiessmaschine.(TSG) mit einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung eines Gebrauchsgegenstandes mit einem Hohlraum,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung, welche sich für die Herstellung eines Gebrauchsgegenstandes mit zwei Hohlräumen eignet, und wobei die TSG-Maschine mit einer Rücksaugeinrichtung zum Rückführen der aus den Formnestern verdrängten geschäumten Schmelze in den Schneckenplastifizierer ausgerüstet ist,
Fig. 3 eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Flachpalette in perspektivischer Darstellung und
Fig. 4 einen Schnitt durch die Flachpalette längs einer strichpunktiert angedeuteten Fläche X in Fig. 3.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung kann eine an sich bekannte TSG-Maschine verwendet werden.
In Fig. 1 sind die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Hauptteile einer solchen Maschine schematisch dargestellt. Es sind dies: Ein Schneckenplastifizierer 1, eine Spritzform 2, ein diese miteinander verbindender Düsenkanal 3 mit einem darin angeordneten Mehrwegeventil 4 und eine Steuereinrichtung 5 für den Spritzgiessbetrieb.
Das Maschinengestell, an welchem der Schneckenplastifizierer 1, die Aufspannplatten für die Spritzform 2 mit der Formschliesseinrichtung befestigt bzw. geführt sind, wurde übersichtlichkeitshalber weggelassen.
Der Schneckenplastifizierer 1 zur Aufbereitung mit Treib mittel versetzter Kunststoffe weist einen Plastifizierzylinder 11 mit einem grossvolumigen Sammelraum 12 an dessen spritz formseitigen Ende, eine gestufte Plastifizierschnecke 13 mit einem dem Sammelraum 12 angepassten Schneckenkopf 14, eine hinter dem Schneckenkopf 14 vorgesehene Rücklaufsperre 15 und einen Speisetrichter 16 für das Kunststoffgranulat auf,
Die Spritzform 2 besteht aus einer ortsfesten Spritzform hälfte 21 und einer beweglichen solchen 22. Diese umschliessen ein Formnest 23, dessen grösserer Teil 24 sich hier in der ortsfesten Spritzformhälfte 21 befindet und in zwei in der beweglichen Spritzformhälfte 22 ausgebi1dete,#ppenförmige Ansätze 25 übergeht.
Der grössere Teil 24 des Formnestes 23 schliesst sich einem ebenfalls in der ortsfesten Spritzformhälfte 21 vorgesehenen Angusskanal 26 an, der mit Hilfe des Mehrwegeventils 4 über den Düsenkanal 3 mit dem Sammelraum 12 des Schneckenplastifizierers 1 verbindbar ist.
In einer dem Angusskanal 26 gegenüberliegenden Bohrung 27 der beweglichen Sentzformhälfte 22 ist eine hohle Blasnadel 30 axial verschiebbar angeordnet. Die Blasnadel 30 kann in der Bohrung 27 mittels eines Antriebes 31, der einem üblichen Kernzugzylinder gleicht, in das Formnestinnere eingefahren bzw. aus demselben zurückgezogen werden.
Seitlich der in das Formnestinnere fahrbaren Spitze der Blasnadel 30 sind mehrere gegen die bewegliche Spritzformhälfte 22 gerichtete Austrittsöffnungen 32 für das Gas vorgesehen.
An das antriebsseitige Ende der Plarnadelbohrung schliesst sich eine vorzugsweise flexible Leitung 33 an, die über ein darin angeordnetes Ventil 34 mit einer Druckgasquelle 35 verbindbar ist, Zwischen dem Ventil 34 zur Einstellung des Gasdruckes beim Blasen und der Blasnadel 30 ist auch ein Ventil 36 zur Druckentlastung des Formnestinnern vorgesehen.
Die Steuerorgane für den Blasnadelantrieb 31 sowie für die Druckeinstell- bzw. Druckentlastungsvenüle 34 bzw. 36 sind der Steuereinrichtung 5 für den Spritzgiessbetrieb angeglie--- dert. Die zugehörigen Steuerleitungen sind zusammen mit denjenigen zum Schneckenplastifizierer 1, zum Mehrwegeventil 4 und zu einem dem letzteren angeschlossenen Druckspeicher 40 für die geschäumte Schmelze aus dem Formnest 23 gestrichelt angedeutet. Der Druckspeicher 40 weist einen fliegenden Kolben 41 auf und steht über einen Kanal 42 mit dem Mehrwegeventil 4 in Verbindung.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 wird nachfolgend beschrieben.
Es wird eine erforderliche Menge treibmittelhaltigen Kunststoffes mit Hilfe des Schneckenplastifizierers 1 auf die übliche Weise aufbereitet und anschliessend in das Formnest 23 der inzwischen geschlossenen Spritzform 2 eingespritzt. Die treibmittelhaltige Schmelze gelangt über den Düsenkanal 3, das in Spritzstellung befindliche Mehrwegeventil 4 (n#icht gezeigt in Fig. 1) und den Angusskanal 26 in das Formnesdi 23.
Unter der Wirkung des Treibmittels expandiert die Schmelze und füllt das Formnest 23 bei allmählich einsetzen dem Schäumen vollständig an. Dabei erstarren die wandnahen Partien der Formlingoberfläche an der kühleren Formwand sofort und bilden eine kompakte, gegen den Kern,des Formlings jedoch immer poröser werdende Aussensch#icht.
Die Dicke dieser Aussenschicht ist von der Zeit abhängig, die für den Erstarrungsprozess zur Verfügung steht.
Zum Zeitpunkt, zu welchem die Flachpartien des Formlings in den rippenförmigen Ansätzen 25 im wesentlichen er starrt sind, befindet sich die Spritzmasse im Kern des Form lings im Formnest 23 noch im schmelzflüssig-elastischen Zustand.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Gebrauchsgegenständen mit mindestens einem Hohlraum setzt nach Ablauf einer Verzögerungszeit im Anschluss an den vollendeten Formfüllvorgang ein, welche Verzögerungszeit vor ausgehend an den dem Druckeinstellventil 34 und dem An trieb 31 der Blasnadel 30 zugeordneten Organen in der Steuer einrichtung 5 eingestellt wurde.
Auf Steuerbefehl hin wird die Blasnadel 30 von deren Antrieb 31 durch die erstarrte Aussenschicht des Formlings in dessen im Formnest 23 befindlichen Kern hineingestochen und anschliessend die Nadelbohrung durch Öffnen des Druckeinstellventils 34 mit der Druckgasquelle 35 verbunden, wobei natürlich das Druckentlastungsventil 36 geschlossen bleibt.
Zugleich steuert die Steuereinrichtung 5 das Mehrwegeventil 4 in die Speicherstellung gemäss Fig. 1 um.
Das durch die Austrittsöffnung 32 der Blasnadel 30 gegen die bewegliche Spritzformhälfte 22 gerichtet eindringende Gas hat im Bereich der Blasnadel 30 eine Druckerhöhung im plastischen Kern des Formlings zur Folge, welche mittels des Druckeinstellventils 34 höher als der Treibmitteldruck gehalten wird. Es entsteht im Formlinginnern ein vom Bereich der Blasnadel 30 zum Angusskanal 26 hin gerichtetes Druckgefäl le, unter dessen Wirkung die den Kern des Formlings bildende, warmplastisch-elastische Spritzmasse aus dem Formnest 23 über den Angusskanal 26, das Mehrwegeventil 4 und den Kanal 42 in den Druckspeicher 40 verdrängt und somit der gewünschte Hohlraum im Formlinginnern gebildet wird.
Fig. 1 veranschaulicht den Zustand der Vorrichtung gegen das Ende der Blasphase, wobei der Formling mit leergeblasenem Innenraum und einer dicken Wand mit Zellenstruktur (punktiert angedeutet) innerhalb der durch die fetten Konturen representierten, dünnen kompakten Aussenschicht erscheint.
Der Schneckenplastifizierer 1 hat mit der Aufbereitung der Spritzmasse für den nächsten Schuss bereits begonnen.
Die Dicke der zelligen Innenwand lässt sich durch Einstellung des Blasdruckes und der Blaszeit an den betreffenden Organen in der Steuereinrichtung 5 beeinflussen.
Die in den Druckspeicher 40 verdrängte geschäumte Schmelze wird auf bekannte Weise von dem unter Druck stehenden fliegenden Kolben 41 mindestens teilweise rekomprimiert und im nächsten Spritzzyklus über das zunächst wieder in die Stellung gemäss der Fig. 1 umgesteuerte Mehrwegeventil 4 in das Formnest 23 zurückbefördert und zusammen mit der frisch aufbereiteten Schmelze, die anschliessend in der Spritzstellung des Mehrwegeventils 4 eingespritzt wird, einer erneuten Verwendung zugeführt.
Die aus dem Formnest 23 austretende geschäumte Schmelze könnte bekanntlich durch Rückhub der Plastifizierschnecke
13 direkt in den Sammelraum 12 des Plastifizierzylinders 11 zurückgesogen und im nächsten Zyklus samt Frischschmelze verspritzt werden.
Für das Blasen können beispielsweise Druckluft, Stickstoff oder Kohlendioxyd in Betracht kommen.
Nachdem der Formlingkern bis auf eine Innenwand mit Zellenstruktur gewünschter Dicke entleert ist, wird das Druckeinstellventil 34 geschlossen, das Ventil 36 zur Druckentlastung des Formlinginnenraumes geöffnet und anschliessend die Blasnadel 30 durch deren Antrieb 31 aus dem Formnest 23 zurückgezogen, worauf nach Abkühlung des Formlings, dessen Entformen erfolgt. Diese Schritte erfolgen wiederum mit Hilfe der entsprechenden, in der Seuereinrichtung 5 vorgesehenen Organe.
Besonders vorteilhaft wird.der Verfahrensablauf von einer Programmsteuerung geführt.
Ein Beispiel zur Herstellung von komplizierten Gebrauchsgegenständen mit zwei Hohlräumen wird durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung gemäss Fig. 2 dargestellt.
Sie kann an einer TSG-Maschine, wie sie in Fig. 1 angenommen wurde, verwirklicht werden. Die identischen Hauptteile der Maschine wie der Schneckenplastifizierer 1, der Dü senkanal 3 und das Mehrwegeventil 4wurdendahermitunver- änderten Überweisungen in die Fig. 2 übernommen. Betreffend deren Erläuterung sei auf Fig. 2 verwiesen.
Die Spritzform 102 nach Fig. 2 weist eine ortsfeste Spritzformhälfte 121 und eine bewegliche solche 122 auf, die einen mehrteiligen Formhohlraum 123 umschliessen. Dieser besteht aus zwei gleichen grösseren Formnestern 124, 128 und einem diese miteinander verbindenden, schmalen Zwischenraum 125 etwa für eine Rippe, der an dessen äusseren Rändern angewinkelt ist.
In die beiden Formnester 12,4, 128 mündet je ein Zweig eines Angusskanals 126, der mit Hilfe des Mehrwegeventils 4 über den Düsenkanal 3 mit dem Sammelraum 12 des Schnek kenplastifizierers 1 verbunden werden kann.
In je einer jeweils einem Zweig des Angusskanals 126 ge genüberliegenden Bohrung 127, 129 der beweglichen Spritz formhälfte 122 ist je eine hohle Blasnadel 130, 138 axial verschieblich angeordnet. Zum Einfahren der Blasnadel 130, 138 in das zugeordnete Formnestinnere ist je ein Antrieb 131 bzw.
13Pje Blasnadel 130 bzw. 138 vorgesehen. Die Antriebe 131,
139 sind ähnlich demjenigen 31 in Fig. 1 ausgebildet.
Die Blasnadeln 130, 138 weisen ferner denjenigen 32 nach
Fig. 1 ähnliche, in Fig. 2 nicht gezeigte Austrittsöffnungen auf.
Es sind zum Zuführen von Druckgas den Blasnadeln 130,
138 beim gleichzeitigen Regulieren des Gasdruckes sowie zur Entlastung des jeweils hohlgeblasenen Formlinginnenraumes je eine vorzugsweise flexible Leitung 133 bzw. 137 mit je einem in diesen angeordneten Druckeinstellventil 134 bzw.
144 sowie mit je einem den Leitungen 133 bzw. 137 angeschlossenen Druckentlastungsventil 136 bzw. 146 in der gleichen Weise wie in Fig. 1 im Anschluss an die antriebsseitigen Enden der Blasnadeln 130, 138 vorgesehen.
Die Leitungen 133, 137 stehen über einen Kühler 148 mit der gemeinsamen Druckgasquelle 135 in Verbindung. In der ortsfesten Spritzformhälfte 121 sind ferner zwei zusätzliche hohle Nadeln 150 bzw. 152 in je einer in den Angussbereich der Formnester 124 bzw. 128 mündenden Vertikalbohrung 151 bzw. 153 ebenfalls längsverschiebbar angeordnet. Die zusätzlichen Hohlnadeln 150 bzw. 152 weisen je einen Antrieb 154 bzw. 156 auf, mit deren Hilfe sie in das betreffende Formnestinnere einfahrbar bzw. aus demselben zurückziehbar sind und welche ähnlich denjenigen 131, 139 der Blasnadeln 130, 138 ausgebildet sind.
Die Bohrung der zusätzlichen Hohlnadeln 150, 152 steht jeweils an ihrem antriebsseitigen Ende über Öffnungen 155 bzw. 157 stets mit der freien Atmosphäre in Verbindung. Die in die Formnester 124, 128 einfahrbaren Bohrungsmündungen sind jeweils gegen das Innere dieser Räume gerichtet.
Die TSG-Maschine in Fig. 2 ist zur Wiederaufbereitung der aus den Formnestern 124, 128 zu verdrängenden geschäumten Schmelze zwecks deren Rückführung in den Herstellprozess mit einer an sich bekannten Rücksaugeinrichtung
160 ausgerüstet. Diese besteht aus einem Zylinder 161 mit einem darin verfahrbaren Saugkolben 162 und einem angekoppelten Steuerzylinder 163, dessen Steuerkolben 164 mittels einer Kolbenstange 165 fest mit dem Saugkolben 162 verbunden ist.
Der Saugkolben 162 ist mit einem Kugelventil 166 versehen. Die saugkolbenseitige Druckkammer 167 des Zylinders 161 steht über eine erste Leitung 168 mit dem Mehrwegeventil 4 und die kolbenstangenseitige Druckkammer 169 des Zylinders 161 über eine zweite Leitung 170 und ein in dieser angeordnetes Rückschlagventil 171 mit dem Anfang der Mischund Homogenisierzone 17 des Schneckenplastifizierers 1 in Verbindung.
Es wäre jedoch auch die Verwendung einer ebenfalls bekannten, andersartigen Rücksaugeinrichtung denkbar.
Ähnlich der Anordnung gemäss Fig. 1 sind die Steuerorgane für die Antriebe 131, 139 der Blasnadeln 130, 138, für diejenige 154, 156 der zusätzlichen Hohlnadeln 150, 152 und für die Druckeinstell- bzw. Druckentlastungsventile 134, 144 bzw.
136, 146 zusammen mit den übrigen Steuerorganen der TSG Maschine in der Steuereinrichtung 105 für den Spritzgiessbe trieb vorgesehen. Der Übersichtlichkeit wegen wurden die entsprechenden Steuerverbindungen nur teilweise und strich liert angedeutet.
Betreffend die Herstellung von Gebrauchsgegenständen mit mehreren Hohlräumen stimmt die Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2 grundsätzlich mit derjenigen der ersten Ausführungsform gemäss Fig. 1 überein.
Aus der gewählten Anordnung ergeben sich jedoch zugunsten der Vorrichtung nach Fig. 2 wichtige Vorteile.
Es ist je nach den Bedürfnissen möglich, nach Ablauf der in den Erläuterungen zu Fig. 1 definierten Verzögerungszeit das plastisch-elastische Kemmaterial aus den Formnestern
124, 128 durch ein zeitlich gestaffeltes Blasen zu verdrängen, indem der Einstich der Blasnadeln 130, 138 in diese Hohlräume 124, 128 und deren Verbindung mit der gemeinsamen Druckgasquelle 135 entsprechend einer Programmsteuerung der zugeordneten Steuerorgane in der Steuereinrichtung 105 individuell erfolgt.
Im Falle, dass einem solchen Raum mehrere Blasnadeln beigeordnet sind (Fig. 2 nicht gezeigt), kann sich das gestufte Blasen durch sukzessive Betätigung der Blasnadeln besonders zweckmässig erweisen, weil dadurch eine feinfühligere Steigerung der Blaswirkung erzielbar ist.
Gleichzeitig mit dem Anbeginn des Blasens steuert die Steuereinrichtung 105 das Mehrwegeventil 4 in die Saugstellung gemäss Fig. 2 um, in der es den Angusskanal 126 über die erste Leitung 168 mit der saugkolbenseitigen Druckkammer
167 der Rücksaugeinrichtung 160 verbindet.
Durch ein entsprechendes Drucksignal von der Steuereinrichtung 105 an den Steuerzylinder 163 der Rücksaugeinrichtung 160 wird deren Saugkolben 162 zugleich aus seinen in Fig. 2 veranschaulichten Stellung in Richtung des Steuerzylinders 163 in Bewegung gesetzt. Der in der Druckkammer 167 vor dem Saugkolben 162 entstehende Sog unterstützt die Wirkung der Blasnadeln 130, 138. Die aus den Formnestern 124,
128 austretende, schäumende Schmelze dringt in die Druckkammer 167 vor den Saugkolben 162 und füllt diese bei fortschreitendem Kolbenhub an.
Dabei wird die in der kolbenstangenseitigen Druckkammer 169 der Rücksaugeinrichtung 160 befindliche, geschäumte Spritzmasse, die im vorangegangenen Spritzzyklus angesogen wurde, nach einer teilweisen Rekompression zur Wiederaufbereitung über das Rückschlagventil 171 in die Misch- und Homogenisierzone 17 des Schneckenplastifizierers 1 befördert.
Dem in der kolbenstangenseitigen Druckkammer 169 herrschenden höheren Druck zufolge bleibt das Kugelventil 166 während des Saughubes gesperrt.
Nachdem die Formnester 124, 128 bis auf eine Innenwand mit Zellenstruktur gewünschter Dicke (punktiert angedeutet in Fig. 2) entleert wurden, wird das Mehrwegeventil 4 allseitig geschlossen und die zusätzlichen Hohlnadeln 150, 152 mittels ihrer Antriebe 154, 156 in die Formnester 124, 128 eingefahren.
Der Zustrom des Gases durch die Blasnadeln 130, 138 bleibt indessen aufrecht erhalten, wobei der Gasdruck gegebe nenfallsje nach den technologischen Erfordernissen mittels der Druckeinstellventile 134, 144 gedrosselt wird.
Es entsteht ein Kühlstrom durch die leergeblasenen Form linginnenräume in den Formnestern 124, 128, welcher durch die Hohlnadelöffnungen 155, 157 in die freie Atmosphäre austritt. In Zusammenarbeit mit der üblichen äusseren Kühlwirkung durch die Formwand ermöglicht diese Gasströmung ein beschleunigtes Abkühlen des Formlings und damit eine Abkürzung der Zykluszeit.
Ein durch den Kühler 148 unterkühltes Gas trägt zu einer weiteren Steigerung des Kühleffektes bei.
Nach Abkühlen des Formlings werden die Druckeinstellventile-134, 144 geschlossen, sämtliche Nadeln 130, 138, 150, 152durchihreAntriebe-131, 139, 154, 156 aus denFormne- stern 124, 128 zurückgezogen und schliesslich der Formling entformt.
Die in der Steuereinrichtung 105 vorgesehenen Steuerorga ne sorgen für den Ablauf der geschilderten Verfahrensschritte gemäss einem Programm.
Dementsprechend wird der Saugkolben 162 der Rücksaugeinrichtung 160 nach dem allseitig erfolgten Schliessen des Mehrwegeventils 4 mittels des zugeordneten Steuerzylinders 163 zu einem zweiten Hub in Richtung der Spritzform 102 veranlasst. Dabei öffnet sich unter dem steigenden Druck der in der Druckkammer 167 vor dem Saugkolben 162 befindlichen, geschäumten Schmelze das Kugelventil 166, so dass die Schmelze in die kolbenstangenseitige Druckkammer 169 überströmt.
Im Falle, dass kein Kühlstrom durch die leergeblasenen Formlinginnenräume in den Formnestern 124, 128 erforderlich ist, erfolgt deren Entlastung ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 1 anhand der Druckentlastungsventile 136, 146 nach vorangegangenem Trennen der Blasnadeln 130, 138 von der Druckgasquelle 135 durch die Druckeinstellventile 134, 144.
Eine Flachpalette zur Beförderung von Stückgut, die nach dem Verfahren gemäss-der Erfindung als ein Gebrauchsgegenstand, bestehend aus geschlossenen Hohlkörpern mit geschäumter Innen- und kompakter Aussenwand, aus Hohlprofilen und aus Rippen mit Vollschaumquerschnitt, hergestellt ist, wurde in Fig. 3 dargestellt.
Der Oberteil 200 der Flachpalette besteht aus geschlossenen rohrartigen Hohlkörpern, welche, quer zur Längsrichtung der Flachpalette einander parallel verlaufend, eine gerippte Tragfläche 201 bilden.
Die geschlossenen rohrartigen Hohlkörper seien im folgen den als Querbalken bezeichnet. Es weisen, in der Längsrich tung der Flachpalette #betrachtet, der erste Querbalken 210, der mittlere Querbalken 220 und der letzte solche 230 je einen grösseren Querschnitt als die dazwischen angeordneten Quer balken 240 auf.
Jeder der Querbalken 210, 220, 230 grösseren Querschnit tes trägt an seiner Unterseite drei Füsse, von denen in Fig. 3 nur diejenigen 211,212,213 des ersten Querbalkens 210 und je einer 221 bzw. 231 des mittleren Querbalkens 220 bzw. des letzten solchen 230 sichtbar sind.
Die jeweils drei Füsse sind in Form nach unten offener U
Profile mit Vollschaumquerschnitt an den beiden Enden sowie in der Mitte der Unterseite eines jeden Querbalkens 210, 220,
230 grösseren Querschnittes einstückig mit demselben ausge bildet. Sie können auch als Doppelfüsse ausgeführt sein.
Je ein U-Profil 250, 251 mit Vollschaumquerschnitt verbin tdet die Enden sämtlicher Querbalken 210, 220, 230, 240 ent lang jeweils einer Längsseite der Flachpalette.
Die Mittelpartien der Querbalken 210, 220, 230, 240 stehen über ein ähnlich beschaffenes drittes U-Profil 252 miteinander in Verbindung, welches Profil parallel zu den beiden Längssei- ten der Flachpalette verläuft.
Es sind zudem in den beiden Hälften der Tragfläche 201 zwischen jeweils de#m äusseren U-Profil 250 bzw. 251 und dem mittleren U-Profil 252 und parallel zu denselben je zwei
Längsrippen 260 vorgesehen.
Der untere Teil der Flachpalette setzt sich lediglich aus drei sich in deren Längsrichtung erstreckenden Balken 270,
280, 290 zusammen. Diese sind ebenfalls als geschlossene Hohlkörper mit geschäumter Innenwand und kompakter Aussenschicht hergestellt.
Jeder der drei Balken 270, 280, 290 weist drei einstückig mit demselben ausgeformte Fussansätze auf, von denen in Fig. 3 nur diejenigen 271, 272, 273 des vordersten Balkens 270 und je einer 281 bzw. 291 des mittleren Balkens 280 bzw. des hintersten solchen 290 erscheinen.
Die Fussansätze sind als nach oben offene U-Profile ebenfalls mit Vollschaumquerschnitt geformt und entsprechend der Erstreckung der Balken 270, 280, 290 in der Längsrichtung der Flachpalette jeweils an drei unter einem U-Profil 250, 251, 252 befindliche Füsse angeschweisst. Die Schweissstellen wurden mit Wellenlinien angedeutet.
Dank dem Aufbau aus Hohlkörpern und Profilen ist eine hohe Stabilität und Tragfähigkeit der Flachpalette gewährleistet, so dass auf die Verwendung von Querbalken in deren unterem Teil verzichtet werden kann.
Die Flachpalette lässt sich ähnlich einer üblichen Holzpalette gestalten. Dabei können die vielen Ecken als unzugängliche Schmutznester bekannter verrippter Konstruktionen vermieden werden, welche immer wieder zur Beanstandung seitens weiter Kreise der Benützer Anlass geben.
Der Oberteil 200 der Flachpalette wird vorzugsweise in einem Stück gespritzt, wobei die nicht gezeigten Angüsse für die Querbalken 210, 220, 230, 240 in deren Mitte im Innern des mittleren U-Profils 252 vorgesehen sind. Die Blasnadeln werden dann durch die beiden Endflächen der Querbalken 210, 220, 230, 240 in Richtung der Balkenachsen in deren Innenraum eingestochen und die plastisch-elastische Kemriasse nach dem Erhärten der kompakten Aussenschicht wiederum in die Angüsse verdrängt.
Im Falle grosser Flachpaletten werden die in getrennten Spritzzyklen hergestellten Palettenteile (Halb- oder Viertelpaletten) nachträglich zusammengeschweisst.
In In Fig. 4 ist ein Vertikalschnitt der vordersten Ecke der Flachpalette nach Fig. 3 in vergrössertem Massstab dargestellt
Der innere Aufbau des Oberteiles 200 an dieser Ecke der Flachpalette aus dem ersten Querbalken 210 grösseren Querschnittes samt angespritztem Eckfuss 211, den beiden nachfolgenden kleinerquerschnittigen Querbalken 240 und der all diese Balken miteinander verbindenden, vordersten Längsrip- pe 260 sowie das Innere des vordersten unteren Balkens 270 samt angeformtem Fussansatz 271 zum Eckfuss 211 sind hieraus ersichtlich.
Während die fetten Konturlinien die kompakte Aussenschicht aller Teile symbolisieren, wurde die zellig-poröse In nenwand der Querbalken 210, 240 und des unteren Balkens 270 durch die punktierten Bereiche der Querschnittfläche an gedeutet. Man sieht, dass die Innenfläche der hohlgeblasenen Körper keineswegs glatt zu sein braucht.
Gut sichtbar sind ferner die Blasnadeleinstiche 300 in der
Mitte der gegenüberliegenden Endflächen der Querbalken
210, 240.
Im vordersten unteren Balken 270 und im angespritzten Fussansatz 271 ist eine Blasnadel 301 in eingefahrenem Zustand veranschaulicht. Die Blasnadel 301 drang durch die mit geschäumter Schmelze vollgespritzten Wände des nach Art eines U-Profils geformten Fussansatzes 271. Das Gas tritt in Richtung der Pfeile 302 aus der Blasnadel 301 heraus, damit kein direkt gegen den in der nicht gezeigten Blakenmitte befindlichen Anguss gerichteter Gasstrahl entsteht.
Mit Hilfe der Erfindung sind Formlinge aus geschäumtem Kunststoff herstellbar, welche bei einem gegenüber demjenigen von vollgespritzten Strukturschaumteilen erheblich reduziertem Gewicht gute Festigkeitseigenschaften aufweisen, so dass auf die übliche Glasfaserverstärkung in vielen Fällen verzichtet werden kann. Zugleich wird eine bedeutende Verringerung des Materialbedarfes erzielt.
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23. Device according to one of claims 15, 16, 17, 18 or 21, characterized in that the control device (5, 105) for the injection molding operation has organs for setting the blowing delay, blowing pressure and blowing time, which with the needle drives (31, 131 , 139, 154, 156) and the valves (34, 36, 134, -144, 136, 146) assigned to the blow needles (30, 130, 138) are in operative connection.
24 Device according to claims 17 and 18, characterized in that the compressed gas source (135) is followed by a cooler (148).
25. The device according to claim 15 or 16, characterized in that for receiving the foamed melt displaced from the molding by the action of the blow needle (30) the multi-way valve (4) via a line (42) a pressure accumulator (40) with a flying piston ( 41) is connected.
26. The device according to claim 15 or 18, characterized in that for the return of the foamed melt displaced from the molding by means of the Blasna deIn (130, 138) into the screw plasticizer (1) between the multi-way valve (4) and the mixing and homogenizing zone ( 17) of the plasticizing cylinder 1) a controllable back suction device (160) is provided.
27. Utensil made by the method according to claim 1 from foamed plastic and consisting of a number of closed hollow bodies with an inner layer having a cell structure and a compact outer layer and their connecting profiles with full foam cross-section.
28. Utilization object according to claim 27, in the form of a flat pallet, the supporting surface (201) of which is formed by a frame with closed tubular hollow bodies, of which, viewed in the longitudinal direction of the flat pallet, the middle (220) and the two outer ones (210, 230 ) each have a larger cross-section than the tubular hollow body (240) arranged in between, that each of the three hollow bodies (210, 220, 230) has a larger cross-section at the two ends and in the middle on its underside with one each Hollow profile injection molded foot (211, 212, 213, 221,
231) is provided that the ends of all tubular hollow bodies (210, 220, 230,
240) along the two long sides of the flat pallet as well as their middle parts parallel to the two long sides by means of a U-profile (250, 251, 252) and connected between the U-profiles (250,
251, 252) in addition, a plurality of parallel to the same ver running longitudinal ribs (260) is arranged, opposite the U-profiles (250, 251, 252) on the underside of the Flachpa lette three extending in the longitudinal direction, also formed as a hollow body bars (270, 280, 290) are provided, each of which is located in the longitudinal direction of the pallet under a U-profile (250, 251, 252) feet (211,
221, 231) with each other.
29. commodity according to claim 27 in the form of
Furniture or furniture components.
30. commodity according to claim 27 as part of the vehicle body.
The invention relates to a method for producing articles of daily use from foamed thermoplastic
Plastic, each of which has at least one cavity.
There are numerous methods for the production of Hohlkör pern made of plastic, such as containers for pasty or liquid
Substances (tubes, bottles, canisters, etc.) that come under the name
Blown film or extrusion blown processes have become known.
These are mostly processes that shape non-foaming plastic into bubbles, hoses or pipes, whereby the preform is injected into a mostly multi-part hollow shape and then inflated by gas pressure from an external source until it is completely in contact with the inner wall of the hollow mold. After solidification, the hollow body is removed from the mold.
For reasons of particularly low weight, but increased rigidity, or in order to achieve particularly good insulation, such extrusion blow molding processes have also been carried out with foamable plastic. With regard to the intended use, e.g. As a container for liquids, it is of course important that both the outside and the inside of such a molding have a dense, closed surface after solidification. The foam structure is then found in the wall between the outer and the inner surface.
Complicated everyday objects with multiple cavities and high rigidity and good strength properties either had to be assembled from several parts of a simpler design or they were themselves provided with numerous ribs or stiffeners in the form of semi-closed (e.g. U-shaped) profiles. Such articles of daily use, which can be manufactured using the injection molding process, require complicated, expensive injection molds, which in addition often had to be equipped with numerous retractable and extendable cores.
Such geometrically complex structures can of course be produced both from compact and from foamable plastic mass by injection molding. The latter is referred to as structural foam, whereby it does not matter which means (e.g. chemically reacting dissociation agents or injected or dissolved gases) the foaming of the plastic compound mixed with a propellant is triggered under certain temperature and pressure conditions.
In this so-called thermoplastic foam injection molding process (TSG), several variants have become known which pursue different goals depending on the application.
For example, a mixture of a thermoplastic plastic melt with a blowing agent that has been prepared with the aid of a plasticizing screw can be injected into a closed mold due to a suitable choice of pressure and temperature in the plasticizing cylinder. The lower pressure prevailing in the mold cavity causes the melt containing blowing agent to foam immediately. The mold cavity is completely filled. A dense, closed surface of the molding is created on the inside wall of the mold by impact, while its core has a porous structure.
If one wants to achieve not only a closed, but also a smooth surface of the molded article in addition to the cell-like core structure, various variants of the so-called gas counter-pressure method are available.
This is also based on the preparation of a foamable mixture of thermoplastic material and blowing agent, which is now injected into a cavity under an external gas pressure until it is completely filled. The gas is slowly displaced from the mold by the injected material, but prevents premature foaming of the blowing agent-containing melt. Only after a certain compact outer layer has solidified on the molding surface is the internal mold pressure reduced either by opening the mold slightly (formatting) or by withdrawing a displacement body from the mold cavity or by opening the injection valve.
The propellant can now expand under the reduced internal pressure, leave a porous structure in the core of the molding and displace the excess material from the mold nest into a collecting container.
With the help of TSG and gas back pressure processes, dimensionally stable, light and also large-format, thick-walled, geometrically complex structures can be produced, which on the other hand require complicated, multi-part and expensive injection molding tools.
The temperature and / or chemical resistance of the plastic used plays an important role in most cases. The choice is therefore often limited to plastics, which in turn require the use of glass fibers or special profiles as reinforcement in the case of multi-part moldings to achieve the required strength properties.
The glass fiber improves the rigidity of the molding, but reduces its impact strength. The reinforcement profiles increase the weight and thus their material requirements and make the products more expensive. Compact injection molded profiles also result in complicated structures with many inaccessible corners.
The aim of the invention is to provide a method which, in a further development of the two last-mentioned methods, while retaining the advantages of the structural foam, enables the production of lightweight, dimensionally stable. Moldings of high strength and also with a complicated geometrical structure are made possible in a simple way in one work phase by simultaneously enabling the molding of a molding-forming closed hollow body with a compact outer skin, porous wall and material-free interior along with the connecting elements made of solid foam in between.
The method according to the invention is characterized in that after the injection of blowing agent-containing plastic melt into the closed injection mold of an injection molding machine, which has at least one cavity, and the hardening of a compact outer layer of a predetermined thickness along the mold wall, a predetermined amount of the melt forming the plastic core of the molding is passed through a pressure gradient generated between the interior of the mold containing this plastic core and the sprue, with the internal mold pressure exceeding the pressure of the blowing agent, is displaced from the interior of the molding.
The pressure gradient from the inside of the mold to the sprue can be generated by blowing in a gas from an external pressure source, the pressure in the plastic eggs of the molding being increased beyond the propellant pressure.
Using the method according to the invention, objects of daily use with cavities can be produced by blowing the interior of a molded article, which is still molten, empty of the core material, after a compact outer layer of the desired thickness has been formed on the surface of a fully injection-molded molding.
As long as there is a plastic core in an injection-molded body, this core material can be displaced by an internal overpressure.
In the known TSG or counter pressure processes, the expanding blowing agent creates a certain internal overpressure, which drives the excess foamed melt from the mold cavity back into the Plasüfzierylinder or into a special reservoir. After a brief expansion, however, the overpressure caused by the propellant subsides and: with that, the backflow of material stops. The inside of the molding remains filled with the familiar cell structure.
The purpose of the method according to the invention is to continue the backflow of material until the interior of the molding or certain parts thereof have become hollow, preferably by introducing a pressurized gas from an external source into the hollow areas of the molding interior at a point remote from the sprue becomes.
The gas can also be blown into the interior of a molding injected using the counter pressure method. The gas can be injected in a single jet. The pressure increase in the plastic core of the molding, especially in the case of composite geometric shapes with several cavities, can advantageously be brought about by multi-jet, graduated blowing.
The gas jet can usefully be directed away from the sprue when blowing in.
To achieve a compact outer layer of the required thickness on the molding surface, the injection of the gas can be triggered with a delay in relation to the end of the molding process.
The amount of melt to be displaced from a mold cavity can be determined by specifying the gas pressure when blowing in and the blowing time. A suitable choice of the values for the gas pressure and the blowing time enables the inside of the molding, which can extend to one or more mold cavities, to be emptied down to a wall of the desired thickness and cellular structure within the compact outer layer.
After a certain desired blowing time has elapsed, the gas flow should be interrupted and the hollow-blown interiors of the molding should be relieved of pressure.
In addition to cooling the molding surface in the usual way from the mold wall, a gas flow through the hollow-blown molding interior can be maintained for faster cooling of the molding after the set blowing time has elapsed. In this case, an increased cooling effect can be achieved by blowing in a pre-cooled gas, in which case it should expediently be possible for the gas to flow out at at least one AXblowing point which is more or less opposite to the injection point.
For the purpose of a faster displacement of the predetermined amount of melt in each case from a mold cavity, the pressure gradient from the inside of the mold to the sprue, in addition to increasing the pressure by blowing in gas, can be increased with the help of suction against the sprue.
This suction can advantageously be used at the same time to store the blowing agent-containing melt blown from the inside of the molding with at least partial recompression of the same, so that the melt can be used again.
Is particularly advantageous. Returning melt containing blowing agent is returned directly to the plasticizing process for the purpose of reprocessing by the suction effect that supports blowing.
The invention also relates to a device for carrying out the described method on a thermoplastic foam injection molding machine with a screw plasticizer, an injection mold having at least one mold cavity, a multi-way valve arranged between the screw plasticizer and the injection mold, and a control device for the injection molding operation.
This device according to the invention is characterized in that means are provided in one of the two injection mold halves for supplying and removing a pressurized gas, which can be moved into and withdrawn from the interior of the respective mold cavity and, in their retracted state, the cavity interior either Can be connected to a pressure gas source by means of a pressure setting device or to the free atmosphere with the help of a pressure relief device, the interior of the mold cavity being connectable during the blowing time between the beginning and end of the compressed gas supply via the multi-way valve to a container for the melt to be displaced from the inside of the molding.
Appropriately, a hollow blowing needle can be used as a means for supplying and removing compressed gas, which is arranged longitudinally displaceably in a bore of the movable injection mold half opening into the mold cavity, can be moved into and withdrawn from the inside of the mold cavity by means of a drive.
It is advisable to provide a first valve as the pressure setting device in a line connecting the blow needle to a compressed gas source and a second valve as the pressure relief device between the first valve and the drive end of the blow needle.
The hollow blow needle should be provided at its end penetrating the mold cavity with blow openings which are directed against the movable injection mold half. When the blow needle is moved into the core of the molding, its solidified outer layer can be easily pierced and a gas jet directed against the sprue can also be avoided.
In the case of large-format moldings or those with an intricate geometrical structure and several cavities, it will be advantageous if the means for supplying and removing compressed gas include several blowing needles which are axially movably provided in bores of the movable injection mold half connected to the respective mold cavity.
For individual actuation, the latter can be moved independently of one another into the individual mold cavities by assigned individual drives and can be individually connected to the common pressurized gas source or to the free atmosphere via a line each with the help of a pressure adjustment and pressure relief valve arranged therein.
It is possible to shorten the cooling time of the molding and thus the injection cycle by providing at least one additional hollow needle with an opening directed into the interior of the mold cavity in the stationary injection mold half, which can be retracted into the area of each mold cavity substantially opposite the injection side, similar to a blowing needle or can be withdrawn from the same, and that the needle bore at its end facing away from the mold cavity is always connected to the free atmosphere via openings.
It is expedient to choose the arrangement of the additional hollow needle in the stationary injection mold half, including the drive for its displacement, similar to that of the blown needles.
Piston-cylinder units can be used as drives for positioning the blown needles and the additional hollow needles, these units being expediently designed as the core pulling cylinders known from mold construction.
The organs for setting the blowing pressure, the blowing time and the delay time for the start of blowing, which are in operative connection with the drives for the blowing needles and additional hollow needles as well as with the pressure setting and pressure relief valves assigned to the blowing needles, can advantageously be linked to the control device for the injection molding operation.
If the molding needs a short cooling time, it is advisable to connect a cooler after the source of pressurized gas.
With regard to the large amounts of propellant-reliant melt to be displaced from the interior of the molding, measures for its return into its production process are essential for reasons of economy.
For this purpose, for example, a pressure accumulator with a flying piston can be provided following the multi-way valve.
It is particularly advantageous if a controllable back suction device known per se is arranged between the multi-way valve and the mixing and homogenizing zone of the screw plasticizer, which feeds melt displaced from the inside of the molding and containing blowing agent for reprocessing.
The invention finally relates to a commodity which is made of foamed plastic according to the method described above and consists of a number of closed hollow bodies with an inner layer having a cell structure and a compact outer layer as well as connecting profiles with a full foam cross-section.
For the purpose of conveying general cargo, e.g. the commodity can be manufactured particularly advantageously in the form of a flat pallet, the supporting surface of which is formed by a frame with closed tubular hollow bodies, of which, viewed in the longitudinal direction of the flat pallet, the middle and the two outer ones each have a larger cross section than the ones in between, also have tubular hollow bodies, furthermore each of the three hollow bodies of larger cross-section is provided with a foot injection-molded as a hollow profile at the two ends and in the middle of its underside,
Furthermore, the ends of all tubular hollow bodies along the two long sides of the flat pallet and their central parts are connected to each other parallel to the two long sides by means of a U-profile and a plurality of longitudinal ribs running parallel to the same are arranged between the U-profiles -Profiles on the underside of the flat pallet, three in the longitudinal direction extending, also formed as a hollow body bars are provided, which each connect the feet located in the longitudinal direction of the pallet under a U-profile with each other.
The commodity can also be produced in the form of furniture or furniture components.
Finally, the commodity can be part of a vehicle body.
The invention is explained, for example, with reference to the accompanying drawings.
Show it:
1 shows the schematic representation of a thermoplastic foam injection molding machine (TSG) with a first embodiment of the device for producing a commodity with a cavity,
2 shows a second embodiment of the device according to the invention, which is suitable for the production of a commodity with two cavities, and wherein the TSG machine is equipped with a back suction device for returning the foamed melt displaced from the mold cavities into the screw plasticizer,
3 shows a flat pallet produced according to the method according to the invention in a perspective representation and FIG
4 shows a section through the flat pallet along an area X indicated by dash-dotted lines in FIG. 3.
A TSG machine known per se can be used to carry out the method according to the invention.
In Fig. 1 the main parts of such a machine necessary for understanding the invention are shown schematically. These are: a screw plasticizer 1, an injection mold 2, a nozzle channel 3 connecting these with one another with a multi-way valve 4 arranged therein and a control device 5 for the injection molding operation.
The machine frame on which the screw plasticizer 1, the clamping plates for the injection mold 2 with the mold closing device are attached or guided, has been omitted for the sake of clarity.
The screw plasticizer 1 for processing plastics mixed with propellant has a plasticizing cylinder 11 with a large-volume collecting space 12 at its injection mold-side end, a stepped plasticising screw 13 with a screw head 14 adapted to the collecting space 12, a backstop 15 provided behind the screw head 14 and a feed funnel 16 for the plastic granulate,
The injection mold 2 consists of a stationary injection mold half 21 and a movable one 22. These enclose a mold cavity 23, the larger part 24 of which is here in the stationary injection mold half 21 and merges into two peg-shaped extensions 25 formed in the movable injection mold half 22.
The larger part 24 of the mold cavity 23 adjoins a sprue channel 26 which is also provided in the stationary injection mold half 21 and which can be connected to the collecting space 12 of the screw plasticizer 1 via the nozzle channel 3 with the help of the multi-way valve 4.
A hollow blow needle 30 is arranged axially displaceably in a bore 27 of the movable sentz mold half 22 opposite the sprue channel 26. The blow needle 30 can be retracted into the interior of the mold cavity or withdrawn from it in the bore 27 by means of a drive 31, which is similar to a conventional core pulling cylinder.
To the side of the tip of the blow needle 30 which can be moved into the interior of the mold cavity, a plurality of outlet openings 32 for the gas are provided, which are directed towards the movable injection mold half 22.
A preferably flexible line 33 connects to the drive-side end of the plane needle bore, which can be connected to a pressure gas source 35 via a valve 34 arranged therein. Between the valve 34 for adjusting the gas pressure during blowing and the blowing needle 30 there is also a valve 36 for pressure relief the interior of the mold cavity.
The control elements for the blowing needle drive 31 and for the pressure setting or pressure relief valve 34 and 36 are attached to the control device 5 for the injection molding operation. The associated control lines, together with those to the screw plasticizer 1, to the multi-way valve 4 and to a pressure accumulator 40 connected to the latter, for the foamed melt from the mold cavity 23 are indicated by dashed lines. The pressure accumulator 40 has a flying piston 41 and is connected to the multi-way valve 4 via a channel 42.
The operation of the device according to FIG. 1 is described below.
A required amount of plastic containing blowing agent is prepared in the usual way with the aid of the screw plasticizer 1 and then injected into the mold cavity 23 of the injection mold 2, which has now been closed. The melt containing blowing agent passes through the nozzle channel 3, the multi-way valve 4 in the injection position (not shown in FIG. 1) and the sprue channel 26 into the mold 23.
Under the action of the blowing agent, the melt expands and completely fills the mold cavity 23 as the foaming begins. The parts of the molding surface close to the wall solidify immediately on the cooler mold wall and form a compact outer layer that is increasingly porous towards the core of the molding.
The thickness of this outer layer depends on the time available for the solidification process.
At the time at which the flat parts of the molding in the rib-shaped lugs 25 are essentially he is staring, the injection molding compound is in the core of the molding in the mold cavity 23 still in the molten-elastic state.
The method according to the invention for producing objects of daily use with at least one cavity begins after a delay time has elapsed following the completed mold filling process, which delay time was set in the control device 5 before proceeding to the organs assigned to the pressure adjustment valve 34 and the drive 31 of the blow needle 30 .
Upon control command, the blowing needle 30 is pierced by its drive 31 through the solidified outer layer of the molding into its core located in the mold cavity 23 and then the needle bore is connected to the pressurized gas source 35 by opening the pressure setting valve 34, with the pressure relief valve 36 naturally remaining closed.
At the same time, the control device 5 switches the multi-way valve 4 to the storage position according to FIG. 1.
The gas penetrating through the outlet opening 32 of the blowing needle 30 against the movable injection mold half 22 results in an increase in pressure in the plastic core of the molding in the area of the blowing needle 30, which is kept higher than the propellant pressure by means of the pressure setting valve 34. A pressure gradient is created in the interior of the molding from the area of the blow needle 30 to the sprue channel 26, under the effect of which the warm plastic-elastic injection molding compound forming the core of the molding is transferred from the mold cavity 23 via the sprue channel 26, the multi-way valve 4 and the channel 42 into the Pressure accumulator 40 is displaced and the desired cavity is thus formed in the interior of the molding.
1 illustrates the state of the device towards the end of the blowing phase, the molding appearing with an empty interior and a thick wall with a cell structure (indicated by dotted lines) within the thin, compact outer layer represented by the fat contours.
The screw plasticizer 1 has already started preparing the injection compound for the next shot.
The thickness of the cellular inner wall can be influenced by setting the blowing pressure and the blowing time on the relevant organs in the control device 5.
The foamed melt displaced into the pressure accumulator 40 is at least partially recompressed in a known manner by the pressurized flying piston 41 and, in the next injection cycle, is returned to the mold cavity 23 via the multi-way valve 4, which is initially reversed to the position according to FIG the freshly prepared melt, which is then injected in the injection position of the multi-way valve 4, is used again.
As is known, the foamed melt emerging from the mold cavity 23 could be caused by the return stroke of the plasticizing screw
13 sucked back directly into the collecting space 12 of the plasticizing cylinder 11 and injected together with the fresh melt in the next cycle.
For example, compressed air, nitrogen or carbon dioxide can be used for blowing.
After the molding core has been emptied down to an inner wall with a cell structure of the desired thickness, the pressure adjustment valve 34 is closed, the valve 36 is opened to relieve the pressure in the molding interior and then the blowing needle 30 is withdrawn from the molding cavity 23 by its drive 31, whereupon, after the molding has cooled, its Demolding takes place. These steps take place in turn with the aid of the corresponding organs provided in the control device 5.
The process sequence is particularly advantageously guided by a program control.
An example for the production of complicated articles of daily use with two cavities is represented by a second embodiment of the invention according to FIG.
It can be implemented on a TSG machine as it was assumed in FIG. The identical main parts of the machine such as the screw plasticizer 1, the nozzle duct 3 and the multi-way valve 4 were therefore transferred to FIG. 2 with unchanged transfers. With regard to their explanation, reference is made to FIG.
The injection mold 102 according to FIG. 2 has a stationary injection mold half 121 and a movable one 122, which enclose a multi-part mold cavity 123. This consists of two identical larger mold cavities 124, 128 and a narrow space 125 connecting them to one another, for example for a rib, which is angled at its outer edges.
A branch of a sprue channel 126 each opens into the two mold cavities 12, 4, 128, which can be connected to the collecting chamber 12 of the screw plasticizer 1 via the nozzle channel 3 with the aid of the multi-way valve 4.
In each of a branch of the sprue channel 126 ge opposite bore 127, 129 of the movable injection mold half 122 is a hollow blow needle 130, 138 is axially displaceable. To move the blowing needle 130, 138 into the associated mold cavity interior, a drive 131 or
13P is provided for each blow needle 130 or 138. The drives 131,
139 are designed similar to that 31 in FIG.
The blow needles 130, 138 also show those 32
Outlet openings similar to FIG. 1, not shown in FIG. 2.
There are the needles 130 for supplying compressed gas,
138 while regulating the gas pressure at the same time as well as relieving the pressure on the hollow-blown molding interior, a preferably flexible line 133 or 137, each with a pressure-adjusting valve 134 or
144 and each with a pressure relief valve 136 or 146 connected to the lines 133 or 137, in the same way as in FIG. 1, following the drive-side ends of the blow needles 130, 138.
The lines 133, 137 are connected to the common compressed gas source 135 via a cooler 148. In the stationary injection mold half 121, two additional hollow needles 150 and 152 are also arranged in a longitudinally displaceable manner in a vertical bore 151 and 153 opening into the sprue area of the mold cavities 124 and 128, respectively. The additional hollow needles 150 and 152 each have a drive 154 and 156, with the aid of which they can be moved into or withdrawn from the interior of the mold cavity in question and which are designed similar to those 131, 139 of the blow needles 130, 138.
The bore of the additional hollow needles 150, 152 is always connected to the free atmosphere at its drive-side end via openings 155 and 157, respectively. The bore mouths that can be moved into the mold cavities 124, 128 are each directed towards the interior of these spaces.
The TSG machine in FIG. 2 is for reprocessing the foamed melt to be displaced from the mold cavities 124, 128 for the purpose of returning it to the production process with a suction device known per se
160 equipped. This consists of a cylinder 161 with a suction piston 162 movable therein and a coupled control cylinder 163, the control piston 164 of which is firmly connected to the suction piston 162 by means of a piston rod 165.
The suction piston 162 is provided with a ball valve 166. The suction piston-side pressure chamber 167 of the cylinder 161 is connected via a first line 168 to the multi-way valve 4 and the piston rod-side pressure chamber 169 of the cylinder 161 via a second line 170 and a check valve 171 arranged in it with the beginning of the mixing and homogenizing zone 17 of the screw plasticizer 1.
However, it would also be conceivable to use a similarly known, different type of back suction device.
The control elements for the drives 131, 139 of the blow needles 130, 138, for those 154, 156 of the additional hollow needles 150, 152 and for the pressure setting or pressure relief valves 134, 144 or
136, 146 together with the other control elements of the TSG machine in the control device 105 for the injection molding operation. For the sake of clarity, the corresponding control connections have only been partially indicated and dashed lines.
With regard to the manufacture of articles of daily use with a plurality of cavities, the mode of operation of the second embodiment according to FIG. 2 basically corresponds to that of the first embodiment according to FIG.
From the chosen arrangement, however, there are important advantages in favor of the device according to FIG.
Depending on requirements, it is possible, after the delay time defined in the explanations relating to FIG. 1, to remove the plastic-elastic core material from the mold cavities
124, 128 by staggered blowing in that the blow needles 130, 138 pierce these cavities 124, 128 and connect them to the common compressed gas source 135 in accordance with a program control of the associated control elements in the control device 105.
In the event that several blowing needles are assigned to such a space (FIG. 2 not shown), the stepped blowing by successive actuation of the blowing needles can prove to be particularly expedient, because this enables a more sensitive increase in the blowing effect.
Simultaneously with the start of the blowing, the control device 105 switches the multi-way valve 4 to the suction position according to FIG. 2, in which it connects the sprue channel 126 via the first line 168 to the pressure chamber on the suction piston
167 of the suction device 160 connects.
By means of a corresponding pressure signal from the control device 105 to the control cylinder 163 of the back suction device 160, its suction piston 162 is simultaneously set in motion from its position illustrated in FIG. 2 in the direction of the control cylinder 163. The suction created in the pressure chamber 167 in front of the suction piston 162 supports the action of the blow needles 130, 138. The from the mold cavities 124,
128 escaping, foaming melt penetrates into the pressure chamber 167 in front of the suction piston 162 and fills it as the piston stroke progresses.
The foamed injection molding compound located in the piston rod side pressure chamber 169 of the back suction device 160, which was sucked in in the previous injection cycle, is conveyed after partial recompression for reprocessing via the check valve 171 into the mixing and homogenizing zone 17 of the screw plasticizer 1.
As a result of the higher pressure prevailing in the piston rod-side pressure chamber 169, the ball valve 166 remains blocked during the suction stroke.
After the mold cavities 124, 128 have been emptied except for an inner wall with a cell structure of the desired thickness (indicated by dotted lines in FIG. 2), the multi-way valve 4 is closed on all sides and the additional hollow needles 150, 152 are moved into the mold cavities 124, 128 by means of their drives 154, 156 retracted.
The flow of gas through the blow needles 130, 138 is maintained, the gas pressure being throttled, if necessary, by means of the pressure-adjusting valves 134, 144 depending on the technological requirements.
A cooling flow arises through the empty blown mold interiors in the mold cavities 124, 128, which flows out through the hollow needle openings 155, 157 into the free atmosphere. In cooperation with the usual external cooling effect through the mold wall, this gas flow enables accelerated cooling of the molding and thus a shortening of the cycle time.
A gas supercooled by the cooler 148 contributes to a further increase in the cooling effect.
After the molding has cooled down, the pressure setting valves-134, 144 are closed, all needles 130, 138, 150, 152 are withdrawn from the molding stars 124, 128 by their drives-131, 139, 154, 156, and the molding is finally removed from the mold.
The control organs provided in the control device 105 ensure that the described method steps run according to a program.
Accordingly, after the multi-way valve 4 has closed on all sides, the suction piston 162 of the back suction device 160 is caused to perform a second stroke in the direction of the injection mold 102 by means of the associated control cylinder 163. Under the rising pressure of the foamed melt located in the pressure chamber 167 in front of the suction piston 162, the ball valve 166 opens so that the melt flows over into the pressure chamber 169 on the piston rod side.
In the event that no cooling flow is required through the empty molding interiors in the mold cavities 124, 128, the pressure relief valves 136, 146 are used to relieve the pressure in a similar way to the embodiment according to FIG. 1 after the blow needles 130, 138 have been separated from the compressed gas source 135 by the pressure adjustment valves 134, 144.
A flat pallet for transporting piece goods, which is produced according to the method according to the invention as a commodity consisting of closed hollow bodies with a foamed inner and compact outer wall, hollow profiles and ribs with a full foam cross-section, was shown in FIG.
The upper part 200 of the flat pallet consists of closed, tubular hollow bodies which, running parallel to one another transversely to the longitudinal direction of the flat pallet, form a ribbed support surface 201.
The closed tubular hollow body are referred to as the crossbeam in the following. When viewed in the longitudinal direction of the flat pallet, the first crossbar 210, the middle crossbar 220 and the last such 230 each have a larger cross section than the crossbars 240 arranged between them.
Each of the crossbars 210, 220, 230 of larger cross-sections carries three feet on its underside, of which only those 211, 212, 213 of the first crossbar 210 and one 221 or 231 of the middle crossbar 220 or the last such 230 are visible .
The three feet are in the form of a U that is open at the bottom
Profiles with full foam cross-section at the two ends and in the middle of the underside of each cross beam 210, 220,
230 with a larger cross-section formed in one piece with the same. They can also be designed as double feet.
A U-profile 250, 251 each with a full foam cross-section connects the ends of all crossbeams 210, 220, 230, 240 along one longitudinal side of the flat pallet.
The middle parts of the crossbars 210, 220, 230, 240 are connected to one another via a similarly constructed third U-profile 252, which profile runs parallel to the two long sides of the flat pallet.
There are also in the two halves of the wing 201 between the outer U-profile 250 or 251 and the middle U-profile 252 and parallel to the same two each
Longitudinal ribs 260 are provided.
The lower part of the flat pallet consists only of three bars 270 extending in its longitudinal direction,
280, 290 together. These are also manufactured as closed hollow bodies with a foamed inner wall and a compact outer layer.
Each of the three bars 270, 280, 290 has three foot extensions formed in one piece with the same, of which only those 271, 272, 273 of the foremost bar 270 and one 281 or 291 of the middle bar 280 or the rearmost in FIG such 290 appear.
The foot approaches are shaped as U-profiles open at the top, also with a full foam cross-section and welded to three feet located under a U-profile 250, 251, 252 in accordance with the extension of the bars 270, 280, 290 in the longitudinal direction of the flat pallet. The welding points are indicated with wavy lines.
Thanks to the construction of hollow bodies and profiles, a high level of stability and load-bearing capacity of the flat pallet is guaranteed, so that the use of crossbars in its lower part can be dispensed with.
The flat pallet can be designed in a similar way to a conventional wooden pallet. The many corners of known ribbed constructions as inaccessible pockets of dirt can be avoided, which repeatedly give rise to complaints from wide circles of users.
The upper part 200 of the flat pallet is preferably injection-molded in one piece, the sprues (not shown) for the crossbars 210, 220, 230, 240 being provided in the center thereof in the interior of the central U-profile 252. The blow needles are then pierced through the two end faces of the transverse beams 210, 220, 230, 240 in the direction of the beam axes in the interior thereof and the plastic-elastic core material is again displaced into the sprues after the compact outer layer has hardened.
In the case of large flat pallets, the pallet parts (half or quarter pallets) produced in separate injection cycles are subsequently welded together.
In FIG. 4, a vertical section of the foremost corner of the flat pallet according to FIG. 3 is shown on an enlarged scale
The inner structure of the upper part 200 at this corner of the flat pallet from the first transverse bar 210 of larger cross-section including the molded corner foot 211, the two subsequent smaller cross-sectional transverse bars 240 and the foremost longitudinal rib 260 that connects all these bars and the interior of the foremost lower bar 270 including the molded foot attachment 271 to the corner foot 211 can be seen from this.
While the bold contour lines symbolize the compact outer layer of all parts, the cellular-porous inner wall of the crossbars 210, 240 and of the lower bar 270 was indicated by the dotted areas of the cross-sectional area. It can be seen that the inner surface of the hollow blown body does not need to be smooth.
The blow needle punctures 300 are also clearly visible in FIG
Center of the opposite end faces of the crossbeams
210, 240.
A blow needle 301 is shown in the retracted state in the foremost lower bar 270 and in the molded foot attachment 271. The blowing needle 301 penetrated through the walls of the U-shaped base 271, which was sprayed with foamed melt. The gas emerges in the direction of the arrows 302 from the blowing needle 301 so that no gas jet is directed directly against the sprue located in the center of the blaken, not shown arises.
With the help of the invention, molded articles can be produced from foamed plastic which have good strength properties with a weight significantly reduced compared to that of fully injection-molded structural foam parts, so that the usual glass fiber reinforcement can be dispensed with in many cases. At the same time, a significant reduction in material requirements is achieved.