CH664528A5

CH664528A5 - METHOD FOR PRODUCING AN INJECTION MOLDING DEVICE.

Info

Publication number: CH664528A5
Application number: CH5508/84A
Authority: CH
Inventors: Marco Bacchi; Otto Mathys
Original assignee: Daetwyler Ag
Priority date: 1984-11-08
Filing date: 1984-11-08
Publication date: 1988-03-15
Also published as: FR2572678A1; DE3503200A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spritzgiessvorrichtung für die Extrusion eines Elastomer- oder Plastomerprofilstranges mit einer wenigstens auf einer Strangseite angebrachten Deckschicht, welche aus einem Extruder heraus durch eine die Querschnittsform des Stranges bestimmende Matrize hindurch in eine zur Vernetzung des Kunststoffs dienende Strecke befördert wird. Die Erfindung betrifft ferner auch eine nach diesem Verfahren hergestellte Spritzgiessvorrichtung. The invention relates to a method for producing an injection molding device for the extrusion of an elastomer or plastomer profile strand with a cover layer attached at least on one strand side, which is conveyed out of an extruder through a die determining the cross-sectional shape of the strand into a section serving to crosslink the plastic . The invention also relates to an injection molding device produced by this method.

Im Fenster- und Fassadenbau werden dauerelastische Dichtungsprofilleisten verwendet, die in den meisten Fällen aus einem schwarzen Elastomermaterial hergestellt werden, weil dieses, dessen schwarze Farbe von der Beimischung von Russ herstammt, die besten Eigenschaften für den geforderten Zweck aufweist, namentlich auch im Hinblick auf die Alterungseigenschaften. Dennoch sind solche Profilleisten von der Materialzusammensetzung her gesehen ein Kompromiss, denn die der Witterung ausgesetzte Oberfläche muss ozon-und ultraviolettbeständig sein, während der darunterliegende Hauptkörper der Profilleiste wie erwähnt dauerelastisch bleiben soll. Aus diesem Grund sind bereits Profilleisten auf dem Markt, welche eine Schutz- oder Deckschicht aufweisen. Damit ist es möglich, einerseits diese auf ihre spezielle Funktion hin und andererseits den Hauptkörper noch besser als bisher auf seine andere Funktion hin zu optimieren, d.h. durch geeignete Wahl der Materialqualitäten für die verschiedenen Funktionsbreiche innerhalb des Profilquerschnitts die Qualität der gesamten Profilleiste gegenüber den bisher bekannten Leisten zu erhöhen. In window and facade construction, permanently elastic sealing profile strips are used, which in most cases are made from a black elastomer material because this, whose black color comes from the addition of soot, has the best properties for the required purpose, especially with regard to the Aging properties. Nevertheless, such profile strips are a compromise in terms of the material composition, because the surface exposed to the weather must be resistant to ozone and ultraviolet, while the main body of the profile strip underneath should remain permanently elastic, as mentioned. For this reason, profile strips are already on the market, which have a protective or cover layer. This makes it possible on the one hand to optimize them for their special function and on the other hand to optimize the main body for its other function even better than before, i.e. to increase the quality of the entire profile strip compared to the previously known strips by a suitable choice of the material qualities for the different functional areas within the profile cross-section.

Das Problem besteht nun darin, diese Deckschicht, die nur wenige Zehntelsmillimeter Dicke aufweisen muss, auf den Hauptkörper aufzubringen. Dieser wird bekanntlich ex-trudiert, d.h. er verlässt den Extruder als plastischer Strang, der in einem nachgeschalteten Spritzwerkzeug seine Querschnittsform erhält, worauf in einer sogenannten Vernetzungsstrecke das Elastomermaterial vernetzt und anschliessend gekühlt wird. Die Deckschicht muss also zwischen dem Extruder und der Vernetzungsstrecke aufgebracht werden. Dabei ist jedoch das Fliessverhalten der Materialien zu berücksichtigen, welches nun noch dadurch erschwert wird, dass zwei verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften zusammenkommen. The problem now is to apply this cover layer, which has to be only a few tenths of a millimeter thick, to the main body. As is known, this is extruded, i.e. it leaves the extruder as a plastic strand, which receives its cross-sectional shape in a downstream injection mold, whereupon the elastomer material is crosslinked in a so-called crosslinking section and then cooled. The cover layer must therefore be applied between the extruder and the crosslinking section. However, the flow behavior of the materials must be taken into account, which is now made more difficult by the fact that two different materials with different properties come together.

Zur Erläuterung des Problems muss daraufhingewiesen werden, dass schon bei jedem Material für sich unterschiedliche Fliessverhalten festzustellen sind. Bei der Extrusion von Elastomeren und Piastomeren ist eine unterschiedlich starke Quellung nach dem Austritt aus dem Extruder und dem nachgeschalteten Spritzwerkzeug zu beachten. In dünnen Querschnittsbereichen kommt es zu einem Bremseffekt, und das Material fliesst langsamer, während es im Bereich grös5 To explain the problem, it must be pointed out that different flow behavior can be determined for each material. When extruding elastomers and plastomers, a different degree of swelling must be observed after leaving the extruder and the downstream injection mold. There is a braking effect in thin cross-sectional areas and the material flows more slowly while it is large in the area5

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serer Querschnitte schneller fliesst. Das führt zu Dimensionsveränderungen, die durch eine geeignete Querschnittsgestaltung beim Herstellen des Spritzwerkzeugs kompensiert werden müssen. our cross-sections flow faster. This leads to dimensional changes that have to be compensated for by a suitable cross-sectional design when manufacturing the injection mold.

Diese Aufgabe muss empirisch gelöst werden und ist sehr aufwendig. Der Aufwand besteht vor allem darin, das herkömmliche Spritzwerkzeug, die Matrize, mehrfach abändern zu müssen, bis die gewünschte Querschnittsform des Stranges erreicht wird. Da herkömmliche Spritzwerkzeuge ohnehin schon teur sind, wirkt eine mehrfache Nachbearbeitung besonders verteuernd aus, insbesondere wenn man bedenkt, dass nun nicht nur eine Matrize für den Hauptkörper, sondern auch eine für die einseitig auf diesen aufzubringende Deckschicht vorgesehen werden muss. Damit werden die Kosten beim herkömmlichen Herstellungsverfahren in diesem Bereich der Spritzgiessvorrichtung nahezu verdoppelt. This task has to be solved empirically and is very complex. The main task is to have to change the conventional injection mold, the die, several times until the desired cross-sectional shape of the strand is achieved. Since conventional injection molds are already expensive, multiple reworking is particularly expensive, especially when you consider that not only a die for the main body, but also one for the cover layer to be applied on one side, must now be provided. This almost doubles the costs of the conventional manufacturing process in this area of the injection molding device.

Die Erfindung sieht nun ein Herstellungsverfahren für eine Spritzgiessvorrichtung vor, die es erlaubt, Deckschicht und Hauptkörper in geeigneter Weise zu vereinigen. Dieses Verfahren soll vor allem die vorhin erwähnten Kosten für das eigentliche Spritzwerkzeug wesentlich herabsetzen. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruches 1, die nach diesem Verfahren hergestellte Vorrichtung selber durch diejenigen des Anspruches 4 definiert. The invention now provides a manufacturing method for an injection molding device, which allows the cover layer and main body to be combined in a suitable manner. Above all, this method is intended to substantially reduce the costs for the actual injection mold mentioned above. According to the invention, this method is defined by the features of claim 1 and the device produced by this method itself by those of claim 4.

Es werden also statt der teueren herkömmlichen Matrizen flache Scheiben verwendet. Solche Scheiben haben mehrere Vorteile, insbesondere im vorliegenden Fall. Das Anpassen der Durchtrittsöffnung in der Scheibe an die gewünschte Querschnittsform des Profilstranges, unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Fliessverhaltens der noch plastischen Masse in den weiter oben erwähnten Bereichen, ist bei einer Scheibe sehr viel einfacher durchzuführen, weil bei dieser beliebig Scheibenmaterial entfernt und/oder wieder aufgetragen werden kann. Ausserdem hat es den Vorteil, dass bei derjenigen Variante des Verfahrens, bei welcher beide Scheibenöffnungen mit der Querschnittsform des Profilstranges versehen werden, nur eine Scheibe, nämlich diejenige, welche den Hauptkörper allein formt, auf diese Weise bearbeitet werden muss; bei der zweiten Scheibe, durch welche der geformte Strang nur hindurchfliesst, die aber für das Aufbringen der Deckschicht dient, muss dann die solcherarts ermittelte Querschnittsform für die Öffnung lediglich noch kopiert werden, was die Kosten bedeutend herabsetzt. So flat disks are used instead of the expensive conventional dies. Such discs have several advantages, particularly in the present case. The adaptation of the passage opening in the pane to the desired cross-sectional shape of the profile strand, taking into account the different flow behavior of the still plastic mass in the areas mentioned above, is much easier to carry out on a pane, because any pane material is removed and / or applied again can be. Furthermore, it has the advantage that in the variant of the method in which both pane openings are provided with the cross-sectional shape of the profile strand, only one pane, namely that which forms the main body alone, has to be processed in this way; in the case of the second disk, through which the shaped strand only flows, but which is used for applying the cover layer, the cross-sectional shape thus determined for the opening then only has to be copied, which significantly reduces the costs.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert; es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings, for example; show it:

Figur I eine schematische Darstellung der Spritzgiessvorrichtung, FIG. I shows a schematic illustration of the injection molding device,

Figur 2 eine erste Ausführungsform, welche zwei Scheiben mit im wesentlichem gleichen Öffnungen aufweist, ohne Einzelheiten der Zuführung, FIG. 2 shows a first embodiment, which has two disks with essentially the same openings, without details of the feed,

Figur 3a-c verschiedene Anordnungen des Zuführkanals für das Deckschichtmaterial, 3a-c different arrangements of the feed channel for the cover layer material,

Figur 4 die Anordnung der Zuführ- und Verteilkanäle in der zweiten Scheibe in Aufsicht, entsprechend der Linie Figure 4 shows the arrangement of the feed and distribution channels in the second disc in supervision, according to the line

IV—IV in Figur 5, und IV-IV in Figure 5, and

Figur 5 dieselbe Anordnung im Schnitt, längs der Linie Figure 5 shows the same arrangement in section, along the line

V-V in Figur 4. V-V in Figure 4.

In Fig. 1 ist schematisch die Spritzgiessvorrichtung dargestellt. Ein erster Extruder 1 führt in üblicher Weise ein Strangmaterial einer Matrize zu, die im vorliegenden Fall aus zwei Scheiben 2, 3 besteht. Anschliessend an die Matrize läuft der in dieser geformte, aber noch plastische Profilstrang in eine Vernetzungs- und Kühlstrecke 4 ein. Extruder 1 sowie die Vernetzungs- und Kühlstrecke 4 sind bekannt und brauchen daher nicht erläutert zu werden. In Fig. 1 the injection molding device is shown schematically. A first extruder 1 feeds a strand material in the usual way to a die, which in the present case consists of two disks 2, 3. Following the die, the profile strand, which is shaped but still plastic, runs into a crosslinking and cooling section 4. Extruder 1 and the crosslinking and cooling section 4 are known and therefore do not need to be explained.

Neu ist, dass die Matrize wie erwähnt aus zwei aneinanderliegenden Scheiben 2, 3 besteht, und dass ein zweiter Extruder 5 vorgesehen ist. Die Lage desselben zum ersten Extruder I kann beliebig sein; er braucht nicht wie dargestellt, rechtwinklig zu diesem angeordnet zu sein. Seine Zuleitung 6 mündet jedoch seitlich in die Matrize 2, 3 ein. Während der erste Extruder 1 das Material für den Hauptkörper des Profilstranges liefert, dient der zweite Extruder 5 zur Zuführung des Materials für die Deckschicht. Diese wird in der Matrize 2,3 auf noch darzustellende Weise geformt und mit dem Hauptkörper vereinigt. What is new is that, as mentioned, the die consists of two adjacent disks 2, 3 and that a second extruder 5 is provided. The position of the same for the first extruder I can be any; it does not need to be arranged at right angles to it, as shown. However, its feed line 6 opens laterally into the die 2, 3. While the first extruder 1 supplies the material for the main body of the profile strand, the second extruder 5 serves to feed the material for the cover layer. This is shaped in the die 2, 3 in a manner still to be shown and combined with the main body.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die beiden, vorzugsweise runden Scheiben 2, 3 der Matrize in gegeneinander verschobener Lage, also vor ihrem konzentrischen Aufeinanderlegen. Die Scheibe 2 ist diejenige für den Hauptkörper. Sie weist eine Öffnung 7 von einer gewünschten Form auf. Bei dieser Ausführungsform erhält auch die Scheibe 3 eine Öffnung 8 mit im wesentlichen derselben Querschnittsform wie die Öffnung 7 in der Scheibe 2, denn der Profilstrang muss ja durch beide Scheiben axial hindurch treten können. Im Gegensatz zur Öffnung 7 ist jedoch die Öffnung 8 um eine Ausnehmung 9 grösser, die zwecks Verdeutlichung des Unterschiedes auch bei der Scheibe 2 dargestellt ist, allerdings nur gestrichelt, und die dazu dient, die Deckschicht an den Hauptkörper anzuformen. Wie schon weiter oben erwähnt, muss lediglich die Öffnung 7 empririsch ermittelt, d.h. auf die Fliessbewegungen des Materials und auf die gewünschte Querschnittsform abgestimmt werden. Erst wenn diese Scheibe 2 fertig bearbeitet ist, wird die zweite Scheibe 3 in Arbeit genommen. Ihre Öffnung 8 kann nun im wesentlichen durch blosses Kopieren der Form der Öffnung 7 hergestellt werden, was die Herstellung enorm vereinfacht. Nur noch die Ausnehmung 9 und die noch zu erläuternden Zuführkanäle müssen gesondert hergestellt werden. Zweckmässig wird die Öffnung 8 so angebracht, dass die Scheibe 3 genau koaxial auf die Scheibe 2 gelegt werden kann. Fig. 2 shows a schematic representation of the two, preferably round disks 2, 3 of the die in a mutually displaced position, that is to say before they are placed concentrically on one another. The disk 2 is that for the main body. It has an opening 7 of a desired shape. In this embodiment, the pane 3 also has an opening 8 with essentially the same cross-sectional shape as the opening 7 in the pane 2, because the profile strand must be able to pass axially through both panes. In contrast to the opening 7, however, the opening 8 is larger by a recess 9, which is also shown for the disc 2 for the purpose of clarifying the difference, but is only shown in broken lines, and which serves to form the cover layer onto the main body. As already mentioned above, only the opening 7 has to be determined empirically, i.e. be coordinated with the flow movements of the material and the desired cross-sectional shape. Only when this disc 2 has been finished is the second disc 3 started. Your opening 8 can now be made essentially by simply copying the shape of the opening 7, which simplifies the manufacture enormously. Only the recess 9 and the feed channels to be explained have to be produced separately. The opening 8 is expediently provided in such a way that the pane 3 can be placed exactly on the pane 2 coaxially.

Ein erster Kanal 10, der an die Zuleitung 6 (Fig. 1) an-schliesst, ist in den Figuren 3a-c in verschiedenen Lagen dargestellt. Er kann hälftig in jeder Scheibe 2,3 oder mehrheitlich oder sogar völlig in der Scheibe 2 untergebracht sein. Massgebend hierfür sind im wesentlichen die Dicken der Scheiben sowie der Durchmesser dieses Kanals 10, der seinerseits wieder von den Fliesseigenschaften des Materials abhängt. A first channel 10, which connects to the feed line 6 (FIG. 1), is shown in different positions in FIGS. 3a-c. Half of it can be accommodated in each disk 2, 3, or the majority or even completely in disk 2. Decisive for this are essentially the thickness of the disks and the diameter of this channel 10, which in turn depends on the flow properties of the material.

Dieser Kanal 10 ist in den Figuren 4 und 5 nochmals dargestellt, hier in der zweckmässigsten Variante nach Figur 3c, also völlig in der Scheibe 3, obwohl die anderen Anordnungen ebenfalls denkbar sind. Zwecks Steuerung des Fliessverhaltens des Materials mündet er in einen Verteilerkanal 11, dessen Breite und Formgebung entsprechend gestaltet werden können. Das Material wird damit bereits über die ganze Ausdehnung der späteren Deckschicht verteilt und kann nur durch eine Anzahl Stichkanäle 12 in einen Überströmkanal 13 fliessen. Dieser Überströmkanal 13, der gemäss Fig. 5 schräggestellte Wände aufweist und seinem Querschnitt abgewinkelt ist, schliesst auf seiner ganzen Ausdehnung auf der einen Seite der Ausnehmung 9 an. Das Material kann also auf der ganzen Breite in die Ausnehmung 9 einströmen, in welcher es vom vorbeiströmenden Strang des Hauptkörpers erfasst wird und sich mit diesem verbindet. Damit ist die Deckschicht aufgebracht. This channel 10 is shown again in FIGS. 4 and 5, here in the most expedient variant according to FIG. 3c, that is to say entirely in the disk 3, although the other arrangements are also conceivable. To control the flow behavior of the material, it opens into a distribution channel 11, the width and shape of which can be designed accordingly. The material is thus already distributed over the entire extent of the subsequent cover layer and can only flow through a number of branch channels 12 into an overflow channel 13. This overflow channel 13, which according to FIG. 5 has inclined walls and is angled in its cross section, connects over its entire extent on one side of the recess 9. The material can therefore flow over the entire width into the recess 9, in which it is grasped by the flowing strand of the main body and connects to it. The top layer is now applied.

Die mit ausgezogenen Linien dargestellte Ausführungsform, also diejenige, bei welcher die zweite Scheibe 3 abgesehen von der Ausnehmung 9 dieselbe Öffnung wie der erste Scheibe 2 aufweist, hat den Vorteil, dass der noch plastische Strang durch das Aufbringen der Deckschicht nicht deformiert wird, da er auch in der zweiten Scheibe geführt ist. Wenn jedoch ein formstabileres Material verwendet werden kann, sind auch Ausführungsformen für die zweite Scheibe 3 möglich, wie sie in Fig. 4 gestrichelt und strichpunktiert dargestellt sind. Bei der gestrichelten Variante tritt anstelle der The embodiment shown in solid lines, i.e. the one in which the second disc 3 has the same opening as the first disc 2 apart from the recess 9, has the advantage that the still plastic strand is not deformed by the application of the cover layer, since it is also guided in the second disc. However, if a more dimensionally stable material can be used, embodiments for the second disk 3 are also possible, as shown in broken lines and dash-dotted lines in FIG. 4. The dashed variant replaces the

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bisherigen Öffnung 8 eine in der Form wesentlich einfachere Öffnung 8a, welche mindestens so gross ist wie die grössten Abmessungen der Öffnung 7, diese also völlig frei lässt. Noch einfacher ist die strichpunktiert dargestellte Ausführungsform. Die Scheibe 3 wird dort auf den Bereich der Kanäle 10—13 sowie auf eine angrenzende Randzone, die zur Befestigung an der Scheibe 2 dient, begrenzt. Ihre Rand ist also im Bereich des Überströmkanals 13 mit diesem identisch. Diese Teilscheibe 3a ist natürlich besonders einfach herzustellen, da praktisch nur die erwähnten Kanäle 10—13 eingearbeitet werden müssen. previous opening 8 has an opening 8a which is substantially simpler in shape and which is at least as large as the largest dimensions of opening 7, thus leaving it completely free. The embodiment shown in broken lines is even simpler. The disk 3 is limited there to the area of the channels 10-13 and to an adjacent edge zone, which is used for attachment to the disk 2. Its edge is therefore identical to the overflow channel 13 in the area thereof. This partial disk 3a is of course particularly easy to manufacture, since practically only the channels 10-13 mentioned need to be incorporated.

Die Deckschicht lässt sich relativ leicht variieren. Eine Änderung ist durch Anheben bzw. Absenken des Druckes in den Kanälen bzw. im Extruder 5 oder in der Zuleitung 6 durchführbar. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Ausnehmung 9 in ihrer Grösse zu variieren, was allerdings nur zu Beginn des Spritzvorganges durchführbar ist. Schliesslich besteht noch eine weitere Möglichkeit in der Verbreiterung oder Verengerung im Umlenkbereich, d.h. in einer Veränderung der Schrägstellung der Wände des Überströmkanals 13, wodurch mehr oder weniger Material in die Ausnehmung 9 gelangt. The top layer can be varied relatively easily. A change can be made by raising or lowering the pressure in the channels or in the extruder 5 or in the feed line 6. Another possibility is to vary the size of the recess 9, but this can only be carried out at the beginning of the spraying process. Finally, there is another possibility of widening or narrowing the deflection area, i.e. in a change in the inclination of the walls of the overflow channel 13, whereby more or less material gets into the recess 9.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. A process for the production of an injection molding device for the extrusion of an elastomer or plastomer profile strand with an at least on one side of the cover layer, which from an extruder (1) out through a cross-sectional shape of the strand through a die (2, 3) into a for crosslinking of the elastomer or Plastomer serving section (4) is conveyed, characterized in that an opening (7) is made in a first disc (2) for the production of the die and is changed until the plastic strand flowing through it has the desired cross-sectional shape without the Cover layer has a second pane (3) with at least one recess (9) which determines the cross-sectional shape of the cover layer, that either the second pane (3) or both together receive a network of channels (10-12) , which are connected to a second extruder (5) supplying the material for the cover layer, and that the two disks are placed on top of one another to form the die in such a way that it has a passage opening (7, 9; 7, 8, 9) receives.

2. The method according to claim 1, characterized in that the second disc (3) in addition to the recess (9) receives an opening (8), which only after determining the final shape of the opening (7) in the first disc (2) exact copy of this form is made.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 2, characterized in that the openings (7, 8) are made in the two disks so that the latter (2, 3) can be placed exactly coaxially one above the other.

4 - 6, characterized in that the second disc (3)

Adjacent to the recess (9) has an opening (8a), the dimensions of which correspond at least to the greatest height and width of the opening (7) in the first disc (2) (FIG. 4).

4. The injection molding device produced by the method according to claim 1 with an extruder (1) and a die for shaping the strand emerging from the extruder (1), characterized in that this die consists of a first, in connection with this extruder (1) Disc (2) with an opening (7) determining the cross-sectional shape of this strand and a second disc (3) which is connected to a second extruder (5) for the material of the cover layer to be applied to said strand and at least one of the cross-sectional shape same corresponding recess (9), said second disc (3) resting on the first disc (2) such that the opening (7) and the recess (9) together form the cross-sectional profile of the entire professional strand, and that the recess ( 9) is connected to the second extruder via a network of channels (10-13) starting at the outer edge of the disks (2, 3).

5. Injection molding device according to claim 4, characterized in that this network consists of a feed channel (10) which is connected to a feed line (6) leading from the second extruder (5), from a cross to the feed channel

(10) Distribution channel extending on both sides

(11) and is formed from an overflow channel (13) connected to the latter via branch channels (12), which directly adjoins the recess (9) along its entire length and at least as the only one of these channels is completely inside the second disk ( 3) located.

6. Injection molding device according to claim 5, characterized in that the other channels (10-12) are located inside the second disc (3).

7. Injection molding apparatus according to claim 4, characterized in that the second disc adjacent to the recess (9) has an opening (8) which is the same in shape as the opening (7) in the first disc (2).

8. Injection molding device according to one of the claims

9. Injection molding device according to claim 4, characterized in that the second disc (3) has only the recess (9), which is located at its edge, and which is only via a network of channels (10-13) receiving Area extends.

10. Injection molding device according to claim 5, characterized in that at least the feed channel (10) is located with a part of its cross section in the first disc (2).