CH619890A5

CH619890A5 -

Info

Publication number: CH619890A5
Application number: CH848276A
Authority: CH
Inventors: Bruno Dipl Ing Stillhard; Hans Dipl Ing Naef
Original assignee: Buehler Ag Geb
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1980-10-31
Also published as: IT1080853B; DE2639484A1; FR2356501A1; JPS5546854B2; GB1585530A; US4158540A; JPS5336562A; DE2639484C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung \on Formteilen aus Kunststoffgranulat, mit einer Vorkammer, in der die Oberfläche der Körner jeweils einer für einen Formteil erforderlichen Kunststoffschüttung durch ein zugeführtes Heissgas erhitzt und dadurch dünnschichtig plastifiziert oder, bei Verarbeitung eines oberflächlich mit einem reaktionsfähigen monomeren Vorprodukt benetzten Granulats, einer Oberflächenpolymerisation unterzogen wird, mit einer ein Zylinder-Kolbenaggregat aufweisenden Presseinrichtung zum schlagartigen Einpressen der auf diese Weise verschweissbar gewordenen Kunststoffschüttung in den mit der Vorkammer verbindbaren Formhohlraum einer trennbaren Giessform, mit einer Kunststoff-Speiseeinrichtung zum dosierten Beschicken der Vorkammer und mit einer an die letztere angeschlossenen Heissgasquelle.

Es ist eine gattungsgemässe Vorrichtung bekannt (DE-OS 2 553 089), die im wesentlichen aus einer Giessform, einer dieser vorangestellten Werkzeugvorkammer und einem Spritzaggregat mit einer Schnecke besteht, wobei die Schnecke als eine reine Förderschnecke arbeitet und einen als Presskolben ausgebildeten Schneckenkopf aufweist. Die genannten Maschinenteile sind an einem Gestell miteinander fluchtend angeordnet, so dass die zwischen der Giessform und dem Zylindergehäuse des Spritzaggregates liegende Werkzugvorkam-mer vom Schneckenkopf in Richtung der Giessform und in der Gegenrichtung dazu durchfahren werden kann.

Die Werkzeugvorkammer ist mit diametral gegenüberliegenden porösen Wandpartien ausgebildet, durch die ein Heiss-luftstrom rechtwinklig zur Hubrichtung des Schneckenkopfes erzeugt werden kann.

Um bei der Förderschnecke den unerwünschten Plastifizie-rungseffekt auszuschalten, ist die Bohrung des Zylindergehäuses im Bereich des Schneckenkopfes aufgeweitet.

in der der Werkzeugvorkammer abgewandten Hinterwand der Giessform ist ein Gegenkolben geführt, der ebenfalls bis hinein in die Werkzeugvorkammer verschiebbar ist.

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Während des Erhitzens jeweils einer Kunststoffschüttung, die zuvor mittels der Förderschnecke in die Werkzeugvorkammer gelangt, durch den Heissluftstrom, wird die Werkzeugvorkammer einerseits durch den in der zurückgezogenen Stellung befindlichen Schneckenkopf und anderseits durch den in seiner ausgefahrenen Stellung verharrenden Gegenkolben geschlossen gehalten. Der Gegenkolben trennt somit in der Plastifizierphase den Formhohlraum der Giessform von der Werkzeugvorkammer.

Nachdem die Kornoberflächen über die Schmelztemperatur hinaus erhitzt worden sind, wird der Heissluftstrom abgestellt und das Granulatsoll durch unverzügliches Verschieben der Förderschnecke mit ihrem Kopf durch die Werkzeugvorkammer voran bei gleichzeitigem Zurückdrängen des Gegenkolbens schlagartig in den Formhohlraum gepresst werden.

Nachdem die Abkühlzeit abgelaufen, die Förderschnecke zurückgezogen und die Giessform geöffnet sind, wirft der Gegenkolben den Formteil aus.

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung liegt zunächst darin, dass das bei Kunststoff-Spritzgiessmaschinen übliche Spritzaggregat als Presseinrichtung, insbesondere für die Herstellung von Formteilen mit einem grösseren Fliessweg-Wand-stärkeverhältnis, relativ langsam und auch der am Ende des Einpresshubes auf den Formteil ausübbare Verdichtungsdruck oft unzulänglich ist. Derartige Aggregate werden für Spritzgeschwindigkeiten zwischen 5 und 21 cm/sec ausgelegt und arbeiten mit Drücken, die im allgemeinen 1000 bar nicht übersteigen (vgl. H. Domininghaus: «Fortschritte und Entwicklungstendenzen beim Spritzgiessen von Kunststoffen»,

Schweiz. Tech. Zeitschr., Nr. 42 vom 18.10.1973, S. 845,

linke Spalte, Bild 5 und Dr. Ing. S. Stitz: «Analyse der Formteilbildung beim Spritzgiessen von Piastomeren...», Tech.-wis-sentsch. Bericht des Inst, für Kunststoffverarb., TH Aachen, S. 15, Bild 3.1 ; S. 17, Bild 3.2 und S. 34, Bild 3.8a).

Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht in der Tatsache, dass ein Gegenkolben erforderlich ist, der bei der Einpressbewegung eine bremsende Gegenkraft entfaltet.

Der Umstand, dass der Formteil im wesentlichen zwischen dem Schneckenkopf und dem Gegenkolben zusammengepresst wird, lässt nur einfache Formteile zu.

Nachteilig ist ferner, dass die Werkzeugvorkammer zum Führen des Schneckenkopfes bei Einpresshub zylinderartig ausgebildet sein muss und beim Durchdringen des quergerichteten Heissluftstroms lediglich eine beschränkte Bewegung der Granulatskörner gestattet.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine Vorrichtung der besagten Gattung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Anordnung überwindet.

Eine Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorkammer und dem I-ormhohlraum die Giesskammer der Presseinrichtung angeordnet ist, wobei die Presseinrichtung der Giesseinheit einer Kaltkammer-Metalldruckgiessmaschine waagrechter Bauart entspricht.

Die Pressleistung der Metalldruckgiesseinheit, die diejenige eines Spritzaggregates für die Kunststoffverarbeitung erheblich übersteigt, ermöglicht bei der Herstellung trotz der entsprechend den zeitgemässen Anforderungen immer komplizierter werdenden Formteil- bzw. Formhohlraumgestaltung und den damit angewachsenen Fliesswiderständen kurze Zykluszeiten. Der Bereich der Giesskolbengeschwindigkeiten liegt um eine Zehnerpotenz höher als derjenige der erwähnten Spritzgeschwindigkeiten. Er beginnt bei etwa 1,5...2 m/sec und kann sich bis 7...8 m/sec, in Ausnahmefällen bis 10 m/sec erstrek-ken. Es sind hierbei nach vollendetem Formfüllvorgang auch Enddrücke mit bedeutend höheren Beträgen als 1000 bar auf den Formteil ausübbar (vgl. V. v. Reimer: Druckguss, C. Hanser-Verlag, München 1968, S. 33, Abs. 1 in Verbindung mit Bild 17 auf S. 32 und S. 143. Abs. 1 bis 6; W. Venus: «Anschnittechnik für Druckguss», Giesserei-Verlag, Düsseldorf 1975, S. 26, Bild 9, Kolbengeschwindigkeitsskala und S. 48. Abs. 1 bis 3).

\ or allem die massive Erhöhung der Pressgeschwindigkeit, mit der ja ein quadratischer Anstieg der kinetischen Energie zusammengeht und deren Wirkung durch den höheren Enddruck noch verstärkt wird, ermöglicht auch bei einem grossen Fliessweg-Wandstärkeverhältnis die erforderliche Verdichtung des Formteilgefüges, so dass das Gas den zusammengedrückten Zwischenräumen der Kunststoffkörner entweicht und diese miteinander verschweissen. Die Merkmale der Formteilqualität können günstig beeinflusst werden. Es sind Formteile mit guter Masshaltigkeit, glatter Oberfläche und einer Gefügestruktur zu erwarten, die keine Fehlerstellen, Dichteschwankungen und Gaseinschlüsse aufweisen.

Die Verwendung eines Gegenkolbens kann bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung entfallen. Auch die Vorkammer muss nicht von den Giesskolben durchfahren werden, wodurch Dichtungs- und Verschleissprobleme vermieden werden können.

Um die Plastifizierung der Kornoberflächen oder die Einleitung der Polymerisation an denselben besser als bei der bekannten Vorrichtung durchführen zu können, ordnet man vorteilhaft der Einfüllöffnung der Giesskammer eine aus drei Zonen gebildete Vorkammer zu. Es kann dabei die erste, zylindrische Vorkammerzone an ihrem einen Ende mit der Einfüllöffnung der Giesskammer, an ihrem andern Ende mit der Eingangsöffnung gleichen Durchmessers der zweiten, konisch gestalteten Zone sowie an ihrer Mantelfläche mit der Druckseite der Heissgasquelle in Verbindung stehen. Die zweite, konische Zone kann sich mit ihrer den grössten Durchmesser aufweisenden Ausgangsöffnung der dritten, ebenfalls zylinderförmigen Zone gleichen Durchmessers anschliessen, welche letztere in diesem Anschlussbereich mit der Kunststoff-Speiseeinrichtung und an ihrem der zweiten Zone abgewandten Ende mit der Saugseite der Heissgasquelle verbunden ist.

Es empfiehlt sich, die Druckseite der Heissgasquelle über mehrere Mündungen an die erste Vorkammerzone anzu-schliessen, wobei an deren Zylindermantelfläche die Mündungen auf der gleichen Höhe symmetrisch verteilt, zur Mantelfläche geneigt und gegen die zweite, konische Zone hin gerichtet angeordnet werden können.

Zweckmässig wird die Axiallänge der ersten Vorkammerzone zwischen den Mündungen und der zweiten Zone gleich dem dreifachen Durchmesser der ersten Zone gewählt.

Der Neigungswinkel der konischen Wand der zweiten Vorkammerzone gegen deren Längsachse ist je nach dem Reibwert des Kunststoffgranulates zwischen einem unteren Grenzwert von 15° und einem oberen solchen von 30° wählbar.

Die Innenfläche der zweiten, konischen Vorkammerzone kann mit einem Gleitbelag versehen sein, um ein Ankleben der Kunststoffkörner zu verhindern.

Die geschilderten Massnahmen ermöglichen gegenüber der bekannten Vorrichtung eine beschleunigte und qualitativ verbesserte Verschvveissbarmachung des in die Vorkammer eindosierten Granulats.

Die Giesskammer der Giesseinheit bildet man mit Vorteil bis zu dessen Einmündung in den Formhohlraum mit einer gleichbleibenden Innenquerschnittsfläche aus. Die Druckfläche des darin angeordneten Giesskolbens kann dann nach vollendetem Einpresshub die Rolle einer den Formteil mitgestaltenden Giessformpartie übernehmen.

Um die Gefahr für das Entstehen von Luft- und Gaseinschlüssen im Formteilgefüge von vornherein vermehrt einzuschränken, empfiehlt es sich, in vielen Fällen im Anschluss an den Formhohlraum eine Entlüftungseinrichtung vorzusehen.

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Eine einfache Heissgasquelle lässt sich mit einem Gebläse, einem \on dessen Druckseite zu den Mündungen in der Mantelfläche der ersten Vorkammerzone führenden Druckrohr und einem \on der dritten Vorkammerzone zur Saugseite des Gebläses verlaufenden Saugrohr verwirklichen, wobei im Druckrohr eine vom Druckmittel durchströmte Heizeinrichtung und ein Sperrventil angeordnet sein sollen.

Als die Kunststoff-Speiseeinrichtung kann im Falle, dass die Heissgasquelle einen geschlossenen Strömungskreis bildet, mindestens ein Zellenrad und ein von diesem in die dritte, zylindrische Vorkammerzone verlaufendes Fallrohr zur Verwendung gelangen.

Es kann sich vorteilhaft erweisen, die Mündung des letzteren im Anschlussbereich der dritten und zweiten Vorkammerzone tangential an den zylindrischen Mantel der dritten Vorkammerzone anzuordnen.

Die Erfindung bezieht sich ferner auch auf ein Verfahren zum Betrieb der zuvor beschriebenen neuen Vorrichtung.

Aus der eingangs zitierten Druckschrift (DE-OS 2 553 089) wurde ein Verfahren bekannt, das dank der niedrigen Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen eine wirtschaftliche Herstellung auch dickwandiger Formteile mit Wandstärken über 10 mm gestattet.

Gemäss diesem sogenannten Schlagsinterverfahren soll die Wärme, die zum Verschweissen der Körner einer für einen Formteil erforderlichen Granulatschüttung notwendig ist,

durch ein kurzzeitiges Erhitzen der Kornoberflächen mittels eines heissen gasförmigen Mediums in den granulierten Rohstoff eingebracht werden. Nachdem die Oberflächenschicht der Körner über die Schmelztemperatur hinaus aufgeheizt worden ist, wobei der Kern der Körner kalt bleibt, wird die ganze Schüttung durch schlagartiges Einpressen in einen Giessform-hohlraum zusammengesintert.

Wegen der relativ geringen Wärmemenge, die den einzelnen Kunststoftlkörnern zugeführt wurde, vollzieht sich rasch nach deren Zusammensintern ein Temperaturausgleich zwischen Oberfläche und Kern derselben.

Die kurze Abkühlzeit ist zudem von der Wandstärke des 1-ormteils unabhängig. Bei gekürzten Standzeiten sollen Formteile mit geringer Schwindung und verbesserter Festigkeit resultieren. Die Formteilherstellung aus warmfesten Kunststoffen kann mit Hilfe des bekannten Verfahrens direkt erfolgen, indem während des Verpressens eine Polymerisation den Korngrenzen entlang stattfindet (DE-OS 2 557 157).

Hierzu wird das fertigpolymerisierte Kunststoffgranulat mit einer Korngrösse zwischen etwa 0,1 und 10 mm zunächst mit einem reaktionsfähigen flüssigen Monomer benetzt. Anschliessend erfolgt ein kurzzeitiges Erhitzen des benetzten Granulates durch ein Heissgas, wobei das Monomer die Kornoberfläche zu übernetzen beginnt. In diesem Zeitpunkt wird die Schüttung \erpresst. Es lassen sich dadurch warmfeste Formteile mit ebenfalls geringem Schwund und erhöhter Festigkeit bei gekürzten Standzeiten erzielen, wobei der bislang übliche Umweg über das Pressen von Rohlingen und deren spanende Bearbeitung vermeidbar wird.

Das kurzzeitige Erhitzen der Kornoberflächen erfolgt in beiden Fällen in einem Raum, in dem dessen geometrischer Gestaltung zufolge im wesentlichen eine Wirbelschicht erzeugt wird. Da die Bewegungsfreiheit der Einzelkörner hierbei begrenzt ist, sind deren Oberflächen der Einwirkung der Heiss-luft nur in beschränktem Masse zugänglich. Dies kann eine unzulängliche Plastifizierung bzw. Verschweissbarmachung der Kornoberflächen zur Folge haben.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren anzugeben. das ein wirksameres und schnelleres Durchführen der Dünnschichtplastifizierung der Kunststoffkörner bzw. ein derartiges Einleiten der Oberflächenpolymerisation an deren mit einem reaktionsfähigen Monomer überzogenen Oberflächen erlaubt.

Dies wird ertindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Erhitzen der Oberfläche der Kunststoffkörner zum Zwecke von deren Verschweissbarmachung für das anschliessend schlagartig erfolgende Einpressen in den Formhohlraum der teilbaren Giessform in einer Sprudelschicht vollzogen wird, in die das unter Druck der Vorkammer zuströmende Heissgas gleichzeitig die Gesamtheit der eindosierten Kunststoffschüttung auflöst.

In der Sprudelschicht lässt sich ein intensiver Plastifizie-rungs- oder Polymerisationsvorgang herbeiführen, da den langen Flugbahnen der Körner entlang die Kornoberflächen allseitig und frei der Einwirkung des heissen Gases ausgesetzt werden können.

Vorteilhaft kann ferner die zu Beginn der unmittelbar an die Verschweissbarmachung anschliessenden Einpressbewe-gung noch geringfügig geöffnete Giessform bei zu Ende gehender Formfüllung zugeschlagen werden. Durch Anwendung dieser sog. Prägemethode ist eine zusätzliche Verstärkung des bereits durch die massiv erhöhte kinetische Energie an sich erheblich verbesserten Verschweissungseffektes erreichbar.

Die Erfindung soll am Beispiel der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert werden.

Die Figur veranschaulicht schematisch die teilweise geschnittenen Hauptteile einer Maschine zum Herstellen von Formteilen aus thermoplastischem Kunststoffgranulat gemäss der Erfindung.

Es sind dies eine Giessform 1, eine Entlüftungseinrichtung 2, eine von horizontalen Kaltkammer-Druckgiessmaschinen her bekannte Giesseinheit 3, eine Vorkammer 4, eine Heissgasquelle 5 und eine Kunststoff-Speiseeinrichtung 6.

Auf die Darstellung der zum Verständnis der Erfindung nicht benötigten Maschinenteile wurde der Übersichtlichkeit wegen verzichtet.

Die Giessform 1 besteht aus einer ortsfesten Formhälfte 11 und einer beweglichen solchen 12, welche in geschlossenem Zustand der Giessform 1 einen Formhohlraum 13 umschlies-sen.

Die ortsfeste Formhälfte 11 ist an einem feststehenden Formträger 14 befestigt. Der letztere ist an einem teilweise weggebrochenen Maschinengestell 15 verankert und mit Hilfe v on Säulen 16 mit einem nicht gezeigten ortsfesten Schild verbunden, das einen ebenfalls nicht dargestellten Antrieb zum Schliessen und Öffnen der Giessform aufnimmt.

Der Formschliessantrieb steht über Kraftübertragungsorgane, wie ein solches beispielsweise die Stange 17 sein kann, mit einem längs der Säulen 16 verschiebbaren Formträger 18 in Verbindung, an dem die bewegliche Formhälfte 12 montiert ist.

Es ist in der ortsfesten Formhälfte 11 ein Entlüftungskanal 20 vorgesehen, über welchen der Formhohlraum 13 mit Hilfe eines Entlüftungsv entils 21 mit einem Entlüftungsgebläse 22 verbunden werden kann. Durch den gestrichelt gezeichneten Steueranschluss 23 am Entlüftungsventil 21 wurde eine Fernsteuerverbindung zur Maschinensteuerung angedeutet.

Die Giesskammer 31 der Giesseinheit 3 mündet durch eine entsprechende Bohrung der ortsfesten Formhälfte 11 und des feststehenden Formträgers 14 in den mittleren Bereich des Formhohlraumes 13 ein. Er weist eine durchgehend konstante Ouerschnittsfläche auf, so dass die Druckfläche des darin ver-lahrbaren Giesskolbens 32 nach vollzogenem Einpresshub eine den Formteil mitgestaltende Partie der Formwand bildet.

In dem der Giessform 1 abgevvandten Endbereich der Giesskammer 31 befindet sich eine Einfüllöffnung 33 für das zu v erpressende Material.

Der Giesskolben 32 steht mittels einer Kolbenstange 34 mit einem in einem zugeordneten hydraulischen Giessantriebs-

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zylinder 35 angeordneten Antriebskolben 36 in Antriebsverbindung.

Die Betätigung der Giesseinheit 3 erfolgt über die beiden Druckleitungen 37 bzw. 38, welche mittels nicht gezeigter Steuerventile bekannter Art wahlweise an einer Druckquelle bzw. an einen Tank anschliessbar sind.

Die Vorkammer 4 setzt sich aus drei Zonen 41, 42, 43 zusammen. Der Auslauf 411 der ersten, zylindrischen Vorkammerzone 41 ist gasdicht an die Einfüllöffnung 33 der Giesskammer 31 der Giesseinheit 3 angeschlossen.

Es befinden sich oberhalb des Auslaufes 411 an der Zylindermantelfläche der ersten Vorkammerzone 41 mehrere mit der Druckseite der Heissgasquelle 5 verbundenen Mündungen 412, welche auf der gleichen Höhe symmetrisch verteilt, zur Mantelfläche geneigt und gegen die zweite, kegelige Vorkammerzone 42 hin gerichtet sind.

Zwischen den Mündungen 412 und der nachfolgenden zweiten, kegeligen Vorkammerzone 42 weist die erste Vorkammerzone 41 eine Axiallänge gleich dem Dreifachen ihres Durchmessers auf.

Der Neigungswinkel a der konischen Wand der zweiten Vorkammerzone 42 gegen deren Längsachse beträgt 30°.

Die Innenfläche dieser konischen Wand ist mit einem Gleitbelag versehen.

Die zweite, konische Vorkammerzone 42 schliesst sich mit ihrem den grössten Durchmesser aufweisenden Querschnitt an die dritte, ebenfalls zylindrische Vorkammerzone 43 gleichen Durchmessers an. Die letztere steht in diesem Anschlussbereich mit der Kunststoff-Speiseeinrichtung 6 und an ihrem der zweiten Vorkammerzone 42 entfernten Ende mit der Saugseite der Heissgasquelle 5 in Verbindung.

Die Heissgasquelle 5 besteht aus einem Gebläse 51, dessen Druckseite über ein Druckrohr 52 mit den Mündungen 412 an der ersten Vorkammerzone 41 in Verbindung steht. Im Druckrohr 52 sind eine Heizeinrichtung 53 und ein Sperrventil 54 angeordnet. Der gestrichelt gezeichnete Steueranschluss 55 am Sperrventil 54 deutet eine zur Maschinensteuerung bestehende Fernsteuerverbindung an.

Die Saugseite des Gebläses 5 ist mittels eines Saugrohres 55 an die dritte Vorkammerzone 43 angeschlossen.

Die Kunststoff-Speiseeinrichtung 6 wird durch einen Speisetrichter 61 mit einem darunter vorgesehenen Zellenrad 62 und einem vom letzteren zur dritten Vorkammerzone 43 verlaufenden Fallrohr 63 gebildet, wobei das Fallrohr 63 im Anschlussbereich der dritten und zweiten Vorkammerzone 43, 42 tangential in den zylindrischen Mantel der dritten Vorkammerzone 43 einmündet (in der Figur nicht sichtbar).

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung gestattet die folgende Arbeitsweise:

Das aus der Kunststoff-Speiseeinrichtung 6 in den Anschlussbereich der dritten und zweiten Vorkammerzone 43, 42 einlangende Granulat gleitet an der konischen Wand der zweiten Vorkammerzone 42 gegen die erste Vorkammerzone 41 hin, bis es durch den aus der letzteren nach oben schiessenden, massiven heissen Luftstrahl erfasst wird.

Der heisse Luftstrahl wird in dem durch die Vorkammer 4 und die daran angeschlossene Heissgasquelle 5 gebildeten Strömungskreis vom Gebläse 51 erzeugt und in der Heizvorrichtung 53 auf die notwendige Temperatur gebracht.

Die Heizvorrichtung 53 kann ein Wärmeaustauscher oder ein luftdurchströmter elektrischer Heizkörper sein.

Über das Sperrventil 54, das vorgängig mit Hilfe eines Befehlsignals von der nicht dargestellten Maschinensteuerung aus geöffnet wurde, und die Mündungen 412 strömt die heisse Luft in die erste, zylindrische Vorkammerzone 41. Durch das Verhältnis 1:3 der Axiallänge der ersten Vorkammerzone 41 zwischen den Mündungen 412 und der zweiten Vorkammerzone 42 zum Durchmesser der ersten Vorkammerzone 41

kann eine Strömungsgeschwindigkeit erzielt werden, die das Zwei- bis Dreifache der Senkgeschwindigkeit der Kunststoffkörner beträgt.

Der aus der ersten, zylindrischen Vorkammerzone 41 in die sich konisch erweiternde zweite Vorkammerzone 42 austretende, geballte heisse Luftstrahl löst die der Wandung der letzteren entlang abgleitende Granulatschüttung in eine Sprudelschicht auf. Die Kunststoffkörner werden in einem zentralen Strom gegen den Deckel der dritten, zylindrischen Vorkammerzone 43 emporgeschleudert und dabei die Kornoberfläche durch das heisse Medium erweicht.

Die emporgetragenen Körner sinken dann an der Peripherie der Strömung in der Kammerwandnähe erneut zum Konus der zweiten Vorkammerzone 42 zurück, dessen Gleitbelag 421 ein Ankleben der Körner verhindert. Der geschilderte Vorgang wiederholt sich, bis die Kornoberflächen einer in die Vorkammer 4 eindosierten Kunststoffschüttung, die zur Herstellung eines Formteils erforderlich ist, sämtlich plastifiziert sind oder im Falle mit einem flüssigen Monomer benetzten Granulates, wie eingangs beschrieben, eine Oberflächenpolymerisation eingeleitet wurde.

Das letztere Verfahren erlaubt die direkte Herstellung von Formteilen aus warmfesten Kunststoffen, wobei die Polymerisationstemperatur bekanntlich tiefer als die Plastifizierungs-temperatur liegt.

Zum schnellen Eindosieren des Granulates in die Vorkammer 4 kann die Kunststoff-Speiseeinrichtung mehrere Zellenräder 62 aufweisen.

Nach der Verschweissbarmachung der in der Vorkammer 4 befindlichen Kunststoffschüttung wird die Zufuhr des Heiss-luftstromes durch schliessen des Sperrventils 54 anhand eines von der Maschinensteuerung aus verabfolgten Sperrbefehls unterbrochen.

Das Gebläse 51 kann bei Wahl z. B. eines entsprechend ausgelegten elektrischen Antriebsmotors während der kurzen Sperrzeit weiterlaufen.

Dem Strömungsunterbruch zufolge bricht die Sprudelschicht zusammen, wobei die Kunststoffschüttung durch die Einfüllöffnung 33 in die Giesskammer 31 der Giesseinheit 3 fällt.

Vorgängig wurde der Giesskolben 32 des letzteren durch Druckbeaufschlagung von dessen Antriebskolben 36 mittels nicht gezeigter Steuerventile über die Druckleitung 38 von der kolbenstangenseitigen Druckkammer des Giessantriebszylin-ders 35 her in seine Ausgangsstellung gemäss der Zeichnung zurückgezogen.

Zugleich erfolgte das Schliessen der Giessform 1 mittels des nicht dargestellten Formschliessantriebes und der Stange 17.

Nach dem Einfüllen der verschweissbaren Kunststoffschüttung in die Giesskammer 31 wird auch die volle Druckfläche des Antriebskolbens 36 mittels der erwähnten Steuerventile über die Druckleitung 37 beaufschlagt. Die Differenzkraft zwischen der vollen und der kolbenstangenseitigen Druckfläche des Antriebskolbens 36 bewegt diesen samt dem Giesskolben 32 relativ langsam gegen den Formhohlraum 13, bis der Giesskolben 32 das Granulat vor sich herschiebend, die Einfüllöffnung 33 verschliesst.

Zu diesem Zeitpunkt öffnet die Maschinensteuerung anhand einer nicht veranschaulichten Fernsteuerverbindung zum Steueranschluss 23 das Entlüftungsventil 21, damit der Formhohlraum 13 durch das Entlüftungsgebläse 22 evakuiert wird.

Nach einem allfälligen, kurzzeitigen Verharren des Giess-kolbens 32 und Druckentlastung der kolbenstangenseitigen Druckkammer des Giessantriebszylinders 35 über die Druckleitung 38 wird das verschweissbare Kunststoffgranulat schlagartig in den Formhohlraum 13 verpresst, wobei das Entlüf-tungsventil 21 mit Hilfe eines Sperrbefehls von der Maschinensteuerung aus geschlossen wird.

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Dank der Giesseinheit 3, die mit Pressgeschwindigkeiten und Enddrücken arbeitet, wie diese vom Metalldruckgiessen her bekannt sind, füllen die Kunststoffkörner den Formhohlraum 13 auch bei grossen Fliessweg-Wandstärkeverhältnissen gleichmässig und rasch aus und verschweissen miteinander ohne Lufteinschlüsse, Einfallstellen sowie mit sehr geringem Schwund.

Es lassen sich dadurch Massgenauigkeit, Oberflächenqualität und mechanische Festigkeit erhöhen.

Zu einer weiteren Verstärkung des Verschvveissungseffek-tes könnte die beim Anbeginn des Einpresshubes noch wenige Millimeter offene Giessform 1 gegen Ende des Einpressvorganges geschlossen werden.

5 Die bis zum Entformen des Formteils notwendige Abkühlzeit und damit auch die Standzeit der Maschine sind im Vergleich zu denjenigen beim herkömmlichen Spritzgiessen kurz und von der Wandstärke unabhängig.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Vorrichtung zur Herstellung von Form teilen aus Kunststoffgranulat, mit einer Vorkammer (4), in der die Oberfläche der Körner jeweils einer für einen Formteil erforderlichen Kunststoffschüttung durch ein zugeführtes Heissgas erhitzt und dadurch dünnschichtig plastifiziert oder, bei Verarbeitung eines oberflächlich mit einem reaktionsfähigen monomeren

\ orprodukt benetzten Granulats, einer Oberflächenpolymerisation unterzogen wird, mit einer ein Zylinder-Kolbenaggregat aufweisenden Presseinrichtung (3) zum schlagartigen Einpressen der auf diese Weise verschweissbar gewordenen Kunststoffschüttung in den mit der Vorkammer (4) verbindbaren Formhohlraum (13) einer trennbaren Giessform (1), mit einer Kunststoff-Speiseeinrichtung (6) zum dosierten Beschicken der Vorkammer (4) und mit einer an die letztere angeschlossenen Heissgasquelle (5), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorkammer (4) und dem Formhohlraum (13) die Giesskam-mer (31 ) der Presseinrichtung (3) angeordnet ist, wobei die Presseinrichtung (3 ) der Giesseinheit einer Kaltkammer-Me-talldruckgiessmaschine waagerechter Bauart entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auflösung der eindosierten Kunststoffschüttung in eine Sprudelschicht die Vorkammer (4) drei Zonen (41, 42, 43) aufweist, wobei eine erste, zylindrische Zone (41) an ihrem einen Ende mit der Einfüllöffnung (33) der Giesskam-mer (31 ), an ihrem andern Ende mit der Eingangsöffnung gleichen Durchmessers einer zweiten, konisch gestalteten Zone (42) sowie an ihrer Mantelfläche mit der Druckseite der Heissgasquelle (5) in Verbindung steht, und sich die zweite, konische Zone (42) mit ihrer den grössten Durchmesser aufweisenden Ausgangsöffnung einer dritten, ebenfalls zylindrischen Zone (43) gleichen Durchmessers anschliesst, welche letztere in diesem Anschlussbereich mit der Kunststoff-Speiseeinrichtung (6) und an ihrem der zweiten Zone (42) abgewandten Ende mit der Saugseite der Heissgasquelle (5) verbunden ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckseite der Heissgasquelle (5) über mehrere Mündungen (412) an die erste Zone (41) der Vorkammer (4) angeschlossen ist, an deren Zylindermantelfläche die Mündungen (412) auf der gleichen Höhe symmetrisch verteilt, zur Mantelfläche geneigt und gegen die zweite, konische Zone (42) hin gerichtet angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mündungen (412) und der zweiten Zone (42) die erste Zone (41) eine Axiallänge gleich dem Dreifachen ihres Durchmessers aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Wand der zweiten Vorkammerzone (42) unter einem Winkel (a) gegen deren Längsachse geneigt ist, dessen unterer bzw. oberer Grenzwert 15 bzw. 30° beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche der zweiten, konischen Vorkammerzone (42) mit einem Gleitbelag (421) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesskammer (31) der Giesseinheit (3) bis zu deren Einmündung in den Formhohlraum (13) mit einer gleichbleibenden Innenquerschnittsfläche ausgebildet und die Druckfläche des darin angeordneten Giesskolbens (32) als eine nach vollendetem Einpresshub den Formteil mitgestaltende Wandpartie der Giessform (1) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den Formhohlraum (13) eine Entlüftungseinrichtung (2) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heissgasquelle (5) ein Gebläse (51), ein von dessen Druckseite zu den Mündungen (412) in der Mantelfläche der ersten Vorkammerzone (41) führendes

Druckrohr (52) und ein von der dritten Vorkammerzone (43) zur Saugseite des Gebläses (51) verlaufendes Saugrohr (55) umfasst, wobei im Druckrohr (52) eine vom Druckmittel durchströmte Heizeinrichtung (53) und ein Sperrventil (54) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Speiseeinrichtung (6) mindestens ein Zellenrad (62) und ein von diesem ausgehendes, in die dritte, zylindrische Vorkammerzone (43) einmündendes Fallrohr (63) umfasst.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung des Fallrohres (63) im Anschlussbereich der dritten und zweiten Vorkammerzone (43, 42) tangential an den zylindrischen Mantel der dritten Vorkammerzone (43 ) angeordnet ist.

12. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen der Oberfläche der Kunststoffkörner zum Zwecke von deren Verschweissbar-machung für das anschliessend schlagartig erfolgende Einpressen in den Formhohlraum (13) der teilbaren Giessform (1) in einer Sprudelschicht vollzogen wird, in die das unter Druck der Vorkammer (4) zuströmende Heissgas gleichzeitig die Gesamtheit der eindosierten Kunststoffschüttung auflöst.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zu Beginn der Einpressbewegung noch geringfügig geöffnete Giessform (1) bei zu Ende gehender Formfüllung zugeschlagen wird.