DD252575A1 - Verfahren zur herstellung von gehaerteten kunststoff-formkoerpern - Google Patents

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Rudolf Koch
Edgar Puppel
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Elektroprojekt Anlagenbau Veb
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gehaerteten Kunststoff-Formkoerpern durch Giessen einer haertbaren Giessharzmasse in eine vorgewaermte Giessform. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von riss- und lunkerfreien Isolierteilen durch Ausgleich des technologisch und werkstofftechnisch bedingten Reaktionsschwundes. Erfindungsgemaess wird das Giesswerkzeug mittels eines Schnellspannverschlusses mit einer Druckerzeugungseinheit versehen, die ein fluessiges oder festes Verdampfungsmedium enthaelt, das durch Erwaermung den fuer die Druckbeaufschlagung der aushaertenden Giessharzmasse notwendigen Dampfdruck erzeugt. Fig. 1

Description

die Forderung einer nichtstationären Druckbeaufschlagung und wären daher für ein Durchlauf-Härteverfahren geeignet. Das aufschäumbare Kunststoff system hat jedoch den Nachteil, daß die Druckbeaufschlagung relativ Undefiniert abläuft und die Auslösetemperatur selten mit der Härtetemperatur übereinstimmt. Dem separaten Druckspeicher haftet dagegen der Nachteil an, daß für die Druckgaspatronesich die Anschluß-und Meßtechnik aufwendig gestaltet und außerdem die Druckgaspatrone den hohen Aushärtetemperaturen mit ausgesetzt wird.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die dem Stand der Technik anhaftenden Mangel zu beseitigen und ein Verfahren, nach dem, vorzugsweise in getakteten Durchlaufofen, insbesondere aus heißhärtenden Gießharz-Fprmmassen gießbare riß- und lunkerfreie Isolierbauteile großer Volumina und Gewichte, wie z. B. Stützer, Durchführungen und Abstandshalter, hergestellt werden können, zu schaffen, das außer einer höheren Produktivität eine gleichzeitige Verbesserung der Oberflächengüte und Maßhaltigkeit sowie Reduzierung der Fertigungskosten gewährleistet.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zum Vergießen von härtbaren Gießharzen technologisch und verfahrensschrittmäßig so zu gestalten, daß durch die, in das Verfahren einbezogene, technologische Integrierung eines selbstregulierenden Drucksystems am Gießwerkzeug der durch die Reaktionskomponenten und die technologischen Parameter bedingte Reaktionsschwund nahezu ausgeglichen wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gießwerkzeuge sich in einem evakuierbaren Rezipienten befinden und dieunter Vakuum aufbereitete Gießharz-Formmasse unter Vakuum im freien Fall von oben her in den Gießer der Gießform eingeleitet wird, deren Temperatur um mindestens 2OK über der der Formmasse liegt. Nach Abschluß des Gießvorganges wird der Rezipient belüftet und die Gießwerkzeuge gelangen in einen getakteten Härteofen. Zuvor wird jedes Gießwerkzeug mit einer aus einer, flüssige oder feste Stoffe aufnehmenden, abgeschlossenen Kammer gebildeten, selbstregulierenden Druckerzeugungseinheit mittels Schnellspannverschluß versehen. Der in der abgeschlossenen Kammer der Druckerzeugungseinheit angeordnete flüssige oder feste Stoff wird entsprechend der angestrebten Härtetemperatur und dem zur Aufrechterhaltung des nach Abschluß des Gießvorganges bis mindestens zur Anhärtephase in dem Gießwerkzeug auf die Formmasse ausgeübten Überdruckes notwendigen Dampfdruck (Sättigungsdampfdruck) gewählt. Die Durckerzeugungseinhe.it besitzt ein Rohr, über welches mit dem zugehörigen Ventil die Verbindung zwischen dem Dampfdruck der Flüssigkeit und der flüssigen Gießharz-Formmasse hergestellt wird. Die Druckerzeugungseinheiten mit den entsprechenden Verdampfungsflüssigkeiten werden bei geschlossenem Ventil bereits vor der Installation auf die Gießwerkzeuge auf die Härtungstemperatur erwärmt.
In Frage kommende Verdampfungsflüssigkeiten sind z. B. Äthanol* Benzol, Tetrachlormethan, Wasser und/oder auch deren Gemische. Der bei der Anwendung dieser Stoffe eintretende Vorteil ist der, daß sich der Dampfdruck bei der entsprechenden Temperatur immer einstellt, solange sich die Flüssigkeit im Gleichgewicht mit ihrem Dampf befindet, er ist also unabhängig von den jeweils vorhandenen Mengen von Flüssigkeit und Dampf. Bei Mischungen bzw. Lösgngen ist der Dampfdruck eine Funktion von Temperatur und Zusammensetzung. Die Verdampfungsflüssigkeit dringt kaum oder nur geringfügig in die flüssige Gießharz-Formmasse ein und wird ohnehin durch die Entfernung des Gießers mit beseitigt. Mittels dieses Verfahrens ist es möglich, großvolumige Isolierbauteile auch in Durchlaufverfahren rationell und mit verbesserter Qualität herzustellen bei gleichzeitig kostengünstigen Faktoren.
Ausführungsbeispiel
An dem in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine konstruktive Variante der selbstregulierenden Druckerzeugungseinheit mit flüssigem Medium; Fig. 2: das Temperatur-Druck-Diagramm einiger Verdampfungsmedien.
Gemäß Fig. 1 ist die Druckerzeugungseinheit 1 dargestellt, die nach Abschluß des Vakuumgießvorganges auf den Eingießer 2 des Gießwerkzeuges 7 mit dem Schnellspannverschluß 3 aufgespannt wird. Zwischen der Druckerzeugungseinheit 1 und dem Eingießer 2 befindet sich die umlaufende temperaturbeständige Dichtung 4. Bei geschlossenem Ventil 5, welches im Verbindungsrohr 9 angeordnet ist, wird das flüssige Verdampfungsmedium 6 zuvor in einem separaten Wärmeschrank auf die Härtungstemperatur der Gießharz-Formmasse 8, z. B. 1300C erwärmt. Während der Überführung des Gießwerkzeuges 7 vom Vakuum-Rezipienten zum getakteten Durchlauf-Härteofen wird die Druckerzeugungseinheit 1 auf den Eingießer 2, der auf das Gießwerkzeug 7 aufgeschraubt ist, mit dem Schnellspannverschluß 3 aufgespannt. Anschließend wird das Ventil 5 geöffnet und die Druckbeaufschlagung der flüssigen Gießharz-Formmasse 8 beginnt über das Verbindungsrohr 9 zu wirken. Gemäß Fig. 2 ist zu ersehen, daß bei Verwendung von z.B. Äthanol als Verdampfungsmedium 6 somit bei 115°Cein Druck von 0,395 MPa erzeugt wird und bei Einsatz von Wasser wären es bei 1300C 0,275MPa. Nach Abschluß der Aushärtephase ergibt sich infolge des Reaktionsschwundes der Gießharz-Formmasse 8 eine Art toroidförmige Kontur 10 der Oberfläche dieser Masse im Eingießer 2. Die ausgehärtete Gießharz-Formmasse 8 im Eingießer 2 wirdan der Ebene 11 vom fertig gegossenen Isolierbauteil 13 abgetrennt.
Das Füllen der Druckerzeugungseinheit 1 mit dem flüssigen Verdampfungsmedium 6 kann bei geöffnetem Ventil 5 über die Öffnung 12 des Verbindungsrohres 9 erfolgen. Notwendig sind nur wenige Milliliter des Verdampfungsmediums 6. Wichtig ist nur, daß die Dampfphase immer gesättigt ist. Anstelle des flüssigen Verdampfungsmediums 6 können mit fast gleicher Wirkung auch bestimmte'Feststoffe eingesetzt werden. So hat z. B. Azobisformamid (Azodicarbonamid) plus Beschleuniger bei einer Zersetzungstemperatur von 1400C eine Gasausbeute von 220 ml/g.
Erfindungsgemäß ist es aber auch möglich, das Verdampfungsmedium 6 zwar nur auf die Siedetemperatur bei .Atmosphärendruck zu erwärmen und direkt auf die Oberfläche des flüssigen Gießharzes im Eingießer 2 zu geben und danach erst die Druckerzeugungseinheit 1 mit geöffnetem oder geschlossenem Ventil 5 oder eine Abdeckplatte mittels Schnellspannverschluß 3 auf den Eingießer 2 zu montieren. Diese Variante findet vorzugsweise dann Anwendung, wenn auf Grund der Reaktivität der verwendeten Gießharzmasse der Aushärteprozeß langsamer vonstatten geht.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von gehärteten Kunststoff-Formkörpern, insbesondere Isolierbauteilen großer Volumina und Gewichte, durch Gießen einer unter Vakuum aufbereiteten härtbaren Gießharzmasse in ein vorgewärmtes Gießwerkzeug, dessen Temperatur um mindestens 2OK über der der Gießharzmasse liegt und der Füllvorgang sich unter Vakuum vollzieht sowie nach Abschluß des Gießvorganges die Gießharzmasse mindestens bis zur Anhärtephase in dem Gießwerkzeug unter einem Überdruck gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß des Füllvorganges, vorzugsweise während der Überführung des Gießwerkzeuges vom Vakuum-Rezipienten zum getakteten Durchlauf-Härteofen, entweder auf den mit dem Gießwerkzeug (7) lösbar verbundenen Eingießer (2) mittels eines Schnellspannverschlusses (3) eine auf die Aushärtetemperatur der Gießharzmasse separat erwärmte Druckerzeugungseinheit (1) montiert wird, welche ein, durch ein in der Druckerzeugungseinheit (1) angeordnetes geschlossenes Ventil (5) ein flüssiges oder festes Medium (6) enthält, das bei einer bestimmten Temperatur oberhalb der Siede- bzw. Zersetzungstemperatur einen erforderlichen Druck aufbaut und daß nach dem Aufspannen der Druckerzeugungseinheit (1) auf den Eingießer (2) das Ventil (5) zwecks Beaufschlagung der Gießharzmasse mit dem benötigten Druck geöffnet wird, oder daß zuvor das auf Siede- bzw. Zersetzungstemperatur bei Atmosphärendruck erwärmte flüssige oder feste Medium (6) direkt auf die Oberfläche der flüssigen Gießharzmasse im Eingießer (2) gegeben wird und danach auf den Eingießer (2) mittels des Schnellspannverschlusses (3) die Druckerzeugungseinheit (1) mit geöffnetem oder geschlossenem Ventil (5) oder eine Abdeckplatte montiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Verdampfungsmedium Äthanol, Benzol, Tetrachlormethan, Wasser und/oder deren Gemische verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als festes Verdampfungsmedium Azobisformamid (Azodicarbonamid) plus Beschleuniger und/oder 4,4'-Oxibis (Benzolsulfohydrozid) verwendet werden.
Hierzu 2 Seiten Zeichnungen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gehärteten Kunststoff-Formkörpern, insbesondere Isolierbauteilen großer Volumina und Gewichte, wie z. B. Stützer, Durchführungen, Abstandshalter und elektrische Isolatoren, durch Gießen einer härtbaren Gießharzmasse in eine vorgewärmte Gießform.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Zur Herstellung von Gießharzformteilen für das Anwendungsgebiet der elektrischen Isolierteile ist es bereits bekannt, zum Füllen der Form mit Gießharz Druck anzuwenden. (DE-AS 2017506 „Verfahren zum Herstellen von Kunststofformteilen aus Gießharzmassen"; AT-PS 340129 „Verfahren zur Herstellung von lunker-und blasenfreien Kunststofformteilen"). Das flüssige Harz wird dabei durch eine Rohrleitung in die Form gedrückt. Der Druck bleibt solange aufrechterhalten, bis die Verfestigung der Gießharzmasse eintritt. Die Erzeugung des Druckes erfolgt mittels Pumpen, z. B. mit Zahnrad- oder Kolbenpumpen. So ist auph vorgesehen, den Druck während der Einfüllphase und der Aushärtephase unterschiedlich zu wählen, derart, daß der Förderdruck zum Füllen der Form geringer als der Druck während der Aushärtephase ist. Dieses Verfahren wird in ähnlicher Art auch zur Verarbeitung sogenannter schnell-härtender Harze angewandt. (DD-AP 86490 „Verfahren zur Herstellung von gehärteten Formkörpern"; DE-AS 2028873 „Verfahren zur Herstellung von riß- und lunkerfreien Kunststoff-Formkörpern"). Bei beiden Verfahren wird gleichfalls mit erwärmten Formen und erwärmtem Harz gearbeitet, wobei im Anschluß an eine Gestaltung für einen geringen Druck auf das Harz im Einlaufkanal gesorgt wird. Allen diesen genannten Verfahren haftet der Nachteil an, daß es auf Grund des durch den Werkstoff der Gießformen bedingten schlechten Wärmeüberganges bei der Vorwärmung langer Aufwärmezeiten und die Erzeugung und Aufrechterhaltung des Druckes während der Aushärtephase eines großen technischen und ökonomischen Aufwandes bedarf und dieses Verfahren somit nicht für eine Druckbeaufschlagung im Durchlaufverfahren geeignet sind. Es sind weitere Varianten der Druckbeaufschlagung von Gießharzmassen während der Aushärtephase in der Gießform bekannt, bei denen die die gesamte Form umgebende Zone bzw. nur eine den eigentlichen Einfüllbereich der Form umgebende Teilzone unter Druck gesetzt werden. (DE-OS 2324098 „Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gießlingen durch Druckgelieren"). Es ist weiterhin bekannt, zur Druckerzeugung zwischen der Gießharzmasse und dem oberen Formenabschlußdeckel ein aufschäumbares Kunststoffsystem einzubringen, die Form zu verschließen und dieselbe auf einer die Verschäumung auslösenden Temperatur zu fialten. (DE-OS 2238762 „Verfahren zur Herstellung von'gehärteten Kunststoff-Formkörpern"). Gemäß einem weiteren Verfahren enthält jedes Werkzeug seinen separaten Druckspeicher, z.B. in Form einer Druckgaspatrone. (DD-PS 130771 „Verfahren zur Herstellung von Gießharzteilen"). Beide letztgenannten Verfahren erfüllen zwar
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10147158A1 (de) * 2001-09-25 2003-04-17 Hedrich Vakuumanlagen Wilhelm Verfahren zum Gießen eines Gießteils oder Um-Vergießen eines Bauteils sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102019106982A1 (de) * 2019-03-19 2020-09-24 Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg Verfahren und Anlage zur Herstellung eines Gießereiproduktes

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DE10147158B4 (de) * 2001-09-25 2005-11-24 Wilhelm Hedrich Vakuumanlagen Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Gießen eines Gießteils oder Umgießen eines Bauteils sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
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