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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Formen
von Artikeln, welche aus geformtem Kunststoffmaterial (im Folgenden
auch Plastikmaterial) mit zwei Komponenten gefertigt werden, in
zwei aufeinander folgenden Schritten.
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Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung kann einer Presse
des Typs zugeordnet werden, welcher aufweist: Ein rotierendes Mittelelement,
welches eine erste Formhälfte
und eine zweite Formhälfte,
welche einander gegenüber
liegen trägt;
eine erste Gegenformhälfte
und eine zweite Gegenformhälfte,
welche auf zwei gegenüberliegenden
Seiten bzgl. des drehenden Mittelelements angeordnet sind und bzgl. desselben
bewegt werden können;
Mittel zum Schließen
der ersten und zweiten Gegenformhälften bzgl. der ersten und
zweiten Formhälften,
um definitiv einen ersten und einen zweiten Formhohlraum zu bilden;
und Mittel zum Einspritzen von Kunststoffmaterial in die ersten
und zweiten Formhohlräume.
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Stand der Technik
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Formpressen
von der oben beschriebenen Art werden üblicherweise „Stapelformpressen" genannt und werden
für das
Formen von Gegenständen
mit zwei Kom ponenten, auch von komplexen Gegenständen, verwendet, in zwei aufeinander
folgenden Schritten: Zuerst wird die erste Komponente geformt unter
Verwendung der ersten Form und der ersten Gegenform; dann wird mittels
einer Drehung um 180° des
drehenden Mittelelements die erste Form angeordnet an einer Position,
welche korrespondiert mit der zweiten Gegenform für die Formung
der zweiten Komponente auf der ersten Komponente. Gleichzeitig wird über die
zweite Form und die erste Gegenform die erste Komponente eines nachfolgenden
Artikels geformt und der Zyklus wird dann auf identische Weise wiederholt.
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Die 1 und 2 der
beigefügten
Zeichnungen sind schematische Darstellungen eines Beispiels von
einem Zwei-Komponenten-Artikel, welcher mit einer Presse des Stapelformtyps
erhalten wurde. Die erste Komponente, welche mit einem ersten Plastikmaterial
geformt wurde, wird bezeichnet mit 13 und besteht beispielsweise
aus einer durchsichtigen Platte, sowie beispielsweise einem Fensterpaneel
für den
Automobilbereich oder einen Schirm für Plasmafernseher, und die
zweite Komponente wird bezeichnet mit 14 und besteht beispielsweise
aus einem perimetralen Rahmen, welcher aus einem anderen Plastikmaterial
gefertigt wurde, welcher geformt wurde mit hervorstehenden Fortsätzen zur
Befestigung 15. Die 3 ist eine
schematische Darstellung in Seitenaufrissansicht einer Presse des
Stapelformtyps, welche den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung
darstellt. Sie umfasst kurz gesagt ein Paar von Pressenoberflächen 1, 2,
zu denen entsprechende Einspritzanordnungen 7, 8 des
Schraubentyps gehören,
welche nicht auf gegenüber
liegenden Seiten bzgl. eines Mittelelements 4 angeordnet
sind, welches sich um eine vertikale Achse 6 dreht. Die
Pressenoberflächen 1, 2 lagern über entsprechende
Platten 3 und 5 zwei Gegenformen 9, 12,
welche zwei entsprechenden Formen 10, 11 gegenüber liegen, welche
getragen werden durch das drehende Mittelelement 4. Die
Presse ist ausgestattet mit einem einzigen Schließsystem
(nicht dargestellt da es dem herkömmlichen Typ entspricht), durch
welches die Pressenoberflächen 1, 2 und
somit die Platten 3, 5 mit den Gegenformen 9, 12 geschlossen
werden auf gegenüber
liegenden Seiten gegen das drehende Mittelelement 4, um
so zwei Formungshohlräume
zu bilden, in denen mittels der Anordnungen 7 und 8 das Plastikmaterial
im flüssigen
Zustand eingespritzt wird. Auf diese Weise wird, in dem Hohlraum,
welcher definiert wird zwischen der Gegenform 9 und der Form 10 beispielsweise
die erste Komponente 13 des in den 1 und 2 dargestellten
Artikels geformt, während
in dem Hohlraum, welcher definiert wird zwischen der Gegenform 12 und
der Form 11 die zweite Komponente 14 geformt wird
auf die erste Komponente 13, welche vorher geformt wurde.
Der Transfer der ersten Komponente 13 von der Position, welche
korrespondiert mit der Gegenform 9 in Richtung der Position,
welche korrespondiert mit der Gegenform 12 wird erhalten,
wie bereits dargelegt, als Ergebnis der Drehung um 180° des Mittelelements 4 um
die Achse 6. Das fertige Stück, welches durch die zwei
Komponenten 13 und 14 geformt wurde, wird schließlich von
der Presse entnommen.
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Eine
Stapelformpresse dieses Typs wird beispielsweise beschrieben in
dem Dokument
DE 102 17
584 A1 .
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Dieses
System ermöglicht
somit das Management der gleichzeitigen Einspritzung der zwei Komponenten,
welche den fertigen Artikel bilden sollen, mit demselben Schließsystem.
Im Fall von Gegenständen
mit relativ großen
Abmessungen sind die erforderlichen Kräfte zum Schließen im Allgemeinen kleiner
als diejenigen, welche erforderlich sind, im Falle von herkömmlichen
Mehrkomponentenpressen, welche ausgestattet sind mit drehenden Platten, welche
konsequenterweise aufgegeben werden müssen für solch einen Produktionsprozess.
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Genau
in dem Fall von Stücken
mit großen Abmessungen
gibt es jedoch das Problem des Garantierens der notwendigen Qualität der geformten Gegenstände bzgl.
der Abwesenheit von Deformationen oder Verwindung und die Beibehaltung
der besten mechanischen Charakteristika. Aus diesem Grund wurde
vorgeschlagen, genau zum Zwecke des Verbesserns der Charakteristika
der hergestellten Gegenstände
eine Technik der Injektion-Kompression, welche besteht in der Ausführung eines Kompressionsschritts,
welcher folgt auf den Schritt des Einspritzens des Plastikmaterials
in die Form. Diese Technik, welche allgemein beschrieben wird z. B.
in den bereits zitierten Dokument
DE 102 17 584 A1 und auch in dem Dokument
WO-02/32647 A1 ermöglicht eine
beträchtliche
Verminderung der verbleibenden Spannung in dem Material, welches
in den Hohlraum der Form eingespritzt wurde.
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Das
Verfahren der Injektions-Kompression wurde jedoch bis zum heutigen
Tag, nach Kenntnis des vorliegenden Anmelders nicht angewendet auf die
Pressen des Stapelformtyps, welche vorstehend beschrieben wurden
zum Formen von Artikeln mit zwei Komponenten mit gleichzeitiger
doppelter Injektions-Kompression. Eigentlich ist dies in der Praxis nicht
möglich
mit normalen Pressen. Es wird deshalb die Injektions-Kompression
für lediglich
einen Schritt ausgeführt,
normalerweise für
das Formen der ersten Komponente mit größeren Abmessungen des Artikels
und es wird dann ausgeführt
die Injektion der zweiten Komponente mit kleineren Abmessungen mit geschlossener
Form, nach dem Schritt der Kompression der ersten Komponente. Diese
Methode kann beispielsweise implementiert werden durch die Presse
des Stapelformtyps, welche in dem bereits zitierten Dokument
DE 102 17 584 A1 beschrieben
wurde.
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Durch
Einspritzen des Materials der zweiten Komponente auf eine herkömmliche
Weise und mit einer Verzögerung,
werden die Ergebnisse bzgl. der Verminderung der verbleibenden Spannungen,
welche erhalten werden durch die Ausführungen der Injektions-Kompression
der ersten Komponente drastisch beeinträchtigt. In der Praxis wird
die Kompression ausgeführt
unter Verwendung der Steuerungen der Schließkraft, welche auf modernen
Pressen erhältlich
sind und die Schließkraft
kann variieren in Übereinstrimmung
mit der Menge von Material, welches eingespritzt wurde und in zeitlicher
Hinsicht, um die Form zu schließen,
nur nachdem die Menge an Material, welches notwendig war, zum Füllen derselben
eingespritzt worden ist.
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Da
in Pressen des Stapelformtyps ein einziges Schließsystem
bereitgestellt wird, wird die Injektions-Kompression, wie gesagt,
ausgeführt
in einem einzigen Schritt, d. h. normalerweise folgend auf das Einspritzen
der ersten Komponente oder es wird überhaupt nicht ausgeführt. Im
ersten Fall wird die Einspritzung der zweiten Komponente verzögert und nur
am Ende der Injektions-Kompression der ersten Komponente ausgeführt mit
dem folgenden negativen Effekt bzgl. Zykluszeit, sowie, wie bereits
gesagt wurde, bzgl. der verbleibenden Spannungen, welche in der
zweiten Komponente eingebracht wurden.
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Andererseits
ermöglicht
nicht einmal die Verwendung von Pressen mit drehenden Platten, dass mit
dem Kompressionsspritzgießverfahren
zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden können, insoweit als die Öffnungen
und die Geschwindigkeit der Kompression für die zwei Schritte des Formens der
zwei Komponenten gleich sind, was das Endergebnis gefährdet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen
Nachteile zu vermeiden und das technische Problem zu lösen, das
die Durchführung
simultanen Kompressionspritzgießens
von Artikeln, welche aus Kunststoffmaterial mit zwei Komponenten
gefertigt sind, unter Verwendung einer Presse des Stapelformtyps
gleichzeitig in den zwei Schritten der Formung zu ermöglichen.
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Das
obige Problem wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei
umfasst die Vorrichtung Rückhaltemittel,
welche zumindest einem der ersten und zweiten Formhohlräume zugeordnet
sind zum Begrenzen der korrespondierenden Gegenform bzgl. des Mittelelements
für einen
vorbestimmten Öffnungshub
von zumindest einem Formhohlraum vor der Einspritzung des Kunststoffmaterials
in die ersten und zweiten Formhohlräume. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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In
dem Fall, welcher normalerweise häufiger auftritt, in dem die
ersten und zweiten Öffnungen
verschiedene Druckoberflächen
des eingespritzten Plastikmaterials in ihnen definieren, können die
vorgenannten Rückhaltemittel
operativ nur dem Formhohlraum mit der größeren Druckoberfläche zugeordnet
werden.
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Als
eine Alternative können
die Rückhaltemittel
operativ zugeordnet werden zu beiden Hohlräumen.
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Der
vorgenannte Öffnungshub
kann reguliert werden und möglicherweise
differenziert werden für die
ersten und zweiten Hohlräume.
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Dank
der Lösungsidee
ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung
in der Lage, wenn auch mit möglichen
vorbestimmten Verzögerungen,
das simultane Kompressionsspritzgießen (im folgenden auch „Injektions-Kompression") gleichzeitig mit
den Kunststoffmaterialien auszuführen,
welche in die zwei Hohlräume
eingespritzt wurden, mit einer vernünftigen Verbesserung der mechanischen
Charakteristika der Artikel mit zwei Komponenten, welche durch die Presse
hergestellt wurden, wobei dies sowohl im Fall der gleichzeitigen
Injektions-Kompression,
d. h. mit einer Einspritzung während
der Kompression als auch in dem Fall der sequentiellen Injektions-Kompression,
d. h. mit einer Kompression am Ende der Injektion auftreten kann.
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Die
Definition der Formungsparameter auf den beiden Schritten kann sich
im Allgemeinen komplexer darstellen mit Bezug auf den Fall, in dem
die Injektionskompression ausgeführt
wird in einem einzigen Schritt. Dank der Erfindung können jedoch deutliche
Vorteile erreicht werden im Hinblick auf verminderte Zykluszeiten,
die Beibehaltung der Temperatur der ersten geformten Komponente,
zusätzlich natürlich zu
dem Vorteil in der Lage zu sein, die Injektionskompression auch
auf die zweite Komponente anzuwenden.
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Es
ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Kompressionsspritzgießen von
Artikeln, welche aus Kunststoffmaterial mit zwei Komponenten gefertigt
sind, unter Verwendung der Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis
12 bereitzustellen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In
den beigefügten
Zeichnungen ist:
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1 eine
schematische Rückaufrissansicht eines
Zwei-Komponenten-Artikels, welcher erhalten werden kann mit der
Vorrichtung in Übereinstimmung mit
der Erfindung;
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2 eine
teilweise geschnittene Ansicht in der Seitenaufrissansicht gemäß Figur;
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3 eine
schematische und vereinfachte Ansicht im Aufriss von einer Presse
des Stapelformtyps in Übereinstimmung
mit dem Stand der Technik;
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4 eine
Ansicht ähnlich
der gemäß 3 und
eine schematische Darstellung der Presse in Übereinstimmung mit der Erfindung
während
des Injektionsschrittes;
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5 zeigt
in einem vergrößerten Maßstab das
Detail, welches mit A in 4 bezeichnet wird;
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6 ist
ein Diagramm, welches die Sequenz der Formungsschritte zeigt mittels
Doppelinjektions-Kompression, welche erhalten wurde durch die Verwendung
der Vorrichtung in Übereinstimmung mit
der Erfindung;
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7 ist
eine Querschnittsansicht in einem vergrößertem Maßstab einer ersten Ausführungsform
von einer der Gegenformen der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung;
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8 zeigt
eine Variante von 7;
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9 ist
eine Ansicht, welche ähnlich
ist zu der aus 7, in einen vergrößerten Maßstab, welcher
eine Ausführungsform
der anderen Gegenform der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung
in einem ersten Schritt zeigt;
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10 ist
eine Ansicht, welche ähnlich
ist zu der aus 9, welchen einen zweiten Schritt
zeigt; und
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11 ist
eine Ansicht ähnlich
der aus 4, welche die Kräfte veranschaulicht,
welche auftreten in dem Verfahren der Injektions-Kompressions-Formung,
welche durch die Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung ausgeführt
wird.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Insgesamt
ermöglicht
die Formungsvorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung, wie bereits erläutert, dass eine Injektions-Kompression
der zwei Plastikmaterialien im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden
kann, welche jeweils eingespritzt werden in die Hohlräume der
zwei Formen für
die Formung der ersten Komponente und der zweiten Komponente (beispielsweise
diejenigen, welche bezeichnet wurden durch die Bezugszeichen 13 und 14 in
den 1 und 2), welche vorstehend beschrieben
wurden, eines Zwei-Komponenten-Artikels. Wie im folgenden detailliert
zu sehen sein wird, wird dies ermöglicht in Übereinstimmung mit dem besonderen
Charakteristikum der Erfindung, dank der Verwendung von speziellen
Vorrichtungen (Haken), welche in der Lage sind, die Öffnung der
Gegenformen bzgl. der Formen in einem bestimmten Ausmaß zu blockieren.
Die optimale Distanz der Öffnung
der Oberflächen
der Presse während
der Einspritzung der ersten und zweiten Komponenten ist offensichtlich
eine Funktion der am Ende gewünschten
Dicke des Stücks
und kann verschieden sein zwischen dem ersten Schritt (1. Komponente)
und dem zweiten Schritt (2. Komponente), genau so wie die Mengen an
eingespritztem Material und die Einspritzzeiten unterschiedlich
sein können.
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Der
Typ von Haken zum Erreichen des Blockierens bei dem gewünschten
Abstand und der Typ der Betätigung
dieser Haken kann hinsichtlich der Konstruktionsweise sehr unterschiedlich
sein bzgl. der Struktur der Formen. In jedem Fall ermöglicht die Bereitstellung
dieser Haken die Einspritzung des Materials der zwei Komponenten
im Wesentlichen gleichzeitig in die Hohlräume der zwei Formen, welche
deshalb die gewünschte Öffnung während des Einspritzschritts
beibehalten werden. Die Oberflächen
der Presse werden deshalb offen sein für einen Abstand, welcher gleich
ist der Summe der gewünschten Öffnungen
für jeden
Schritt. Als nächstes wird
nach einer mehr oder weniger langen Verzögerung das System zum Schließen der
Presse den Schritt der Kompression des in die zwei Hohlräume eingespritzten
Materials ausführen,
auch in diesem Fall, in einer im Wesentlichen gleichzeitigen Weise.
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Die 4 und 5,
in welchen Teile, welche identisch oder ähnlich sind mit denen, welche
bereits vorher im Zusammenhang mit 3 beschrieben
wurden, werden bezeichnet durch die gleichen Bezugszeichen, veranschaulichen
eine besonders einfache Ausführungsform
der Haken in Übereinstimmung
mit der Erfindung, welche sich als nützlich erweisen kann für die Erläuterung
der Arbeitsweise.
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Wie
in den besagten Figuren gesehen werden kann, lagert die Platte 3, 5 von
jeder Gegenform 9, 12 auf jeder Seite einer Reihe
(in dem dargestellten Beispiel 2 Stück) von hervorstehenden Gegenstücken 16,
die jeweils eingesetzt werden in eine längliche Öffnung 34 einer hakenartigen
Stange 35, welche getragen wird durch das drehende Mittelelement 4.
Jedes Gegenstück 16,
welches beispielsweise ausgebildet ist als ein einfacher Vierkantstift
ist in der Lage, horizontal zu gleiten innerhalb der Öffnung 34 der
entsprechenden hakenartigen Stange 35 auf eine solche Weise,
dass er die Öffnung
der Gegenform 9 ermöglicht,
oder der Gegenform 12, bzgl. der korrespondierenden Form 10 oder
sonst 11 in einem Ausmaß, welches jeweils bezeichnet
wird durch D1 (5) und D2 (4).
In einer Position, welche korrespondiert mit diesen Werten, lagert
jedes Gegenstück 16 auf
dem äußeren Ende 17 der Öffnung 34 des
entsprechenden Hakens 35. Die Länge der länglichen Öffnung 34 wird in
jedem Fall ausreichend sein, um ein freies Schließen der
einen und der anderen Gegenform 9, 12 zu ermöglichen.
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Es
sollte festgehalten werden, dass die Werte D1 und D2 reguliert werden
können,
mit Systemen, welche insoweit nicht illustriert werden, da sie innerhalb
des Fachwissens der Fachleute in der Branche sind, und von einander
abweichen können,
in Übereinstimmung
mit den Abmessungen und mehr im Allgemeinen den Charakteristika
der zwei Komponenten der zu formenden Gegenstände, welche normalerweise unterschiedlich
sein werden.
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Das
Diagramm gemäß 6 veranschaulicht,
einfach mittels eines nicht begrenzten Beispiels, eine mögliche Sequenz
des Formungszyklus, welcher ausgeführt wird unter Verwendung der
Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung mittels Doppelinjektions-Kompression. Der erste
Schritt, welcher bezeichnet wird durch a besteht in dem vollständigen Schließen von
sowohl den Gegenformen 9 und 12 bzgl. der entsprechenden
Formen 10, 11. In dem nachfolgenden Schritt b
werden die Haken 35 aktiviert, in der Hinsicht, dass sie
positioniert werden, wobei sie von einem Ruhezustand aus starten,
in welchem sie eine freie Öffnung
der Gegenformen 9 und 12 ermöglichen, in einem betrieblichen
Zustand des Eingriffs mit den korrespondierenden Gegenstücken 16.
Dieser Schritt, welcher mit Mechanismen erhalten werden kann, welche
insoweit nicht illustriert werden als sie innerhalb des Fachwissens
des Fachmanns in der Branche liegen können, natürlich mechanisiert und automatisiert
werden.
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Der
nächste
Schritt ist das teilweise Öffnen der
Gegenform 9, 12 bzgl. der Formen 10, 11 mit
den ins Auge gefassten Werten D1 und D2, welche definiert werden
als vorher klargestellt durch den Eingriff zwischen den Gegenstücken 16 und
den Enden 17 der länglichen Öffnung 34 der
Haken 35. Dieser Schritt wird bezeichnet mit c in dem Diagramm
von 6.
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Der
nächste
Schritt, welcher mit d bezeichnet wird, besteht in dem Start der
Einspritzung des Plastikmaterials in die Hohlräume A und B der zwei Formen, über die
Einspritzschrauben 7 und 8 mit den korrespondierenden
heißen
Kammern und den korrespondierenden Injektoren (nicht gezeigt), welche zu
ihnen gehören.
Die Einspritzung kann reguliert werden in Übereinstimmung mit den Formungsparametern,
welche vordefiniert sind und in jedem Falle variabel sind, z. B.
um die erste Einspritzung des Plastikmaterials der ersten Komponente
in den Hohlraum A der Form 10 zu starten, wie es mit e
in 6 bezeichnet wird und anschließend nach einer bestimmten
Verzögerung
f durch Einspritzen des Plastikmaterials der zweiten Komponente
in den Hohlraum B der Form 11, wie es durch g bezeichnet
wird.
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Am
Ende oder in dem letzten Schritt des Einspritzens der zwei Materialien
wird der Schritt der Kompression h eingeleitet durch Annäherung der Pressenoberflächen 1, 2 an
das Mittelelement 4, um gleichzeitig und progressiv die
Werte D1 und D2 zu reduzieren und somit das Volumen innerhalb der zwei
Formungshohlräume
A, B. Am Start des Kompressionsschritts in Übereinstimmung mit den verschiedenen
Gebieten der Hohlräume
A, B, in welche die zwei Materialien eingespritzt wurden und damit
in Übereinstimmung
zu dem folglich verschiedenen Druck, welcher ausgeübt wird,
durch die Materialien auf die Oberflächen der korrespondierenden
Formen, wird erkannt werden, dass das Material in dem Hohlraum mit
der größeren Oberfläche (z.
B. der Hohlraum A, welcher korrespondiert mit der Form 10 und
der Gegenform 9) dazu neigt, die Halbformen des anderen
Hohlraums B zusammenzupressen, d. h. typischerweise die Form 11 und
die Gegenform 12, welche korrespondieren mit der kleineren
Formungsoberfläche.
Es wird dadurch eine Teilkompression des in den Hohlraum B eingespritzten
Materials erhalten, wie es bezeichnet wird durch i in dem Diagramm
von 6. Anschließend
wird, nach einer bestimmten Verzögerung 1,
die Kompression des Plastikmaterials, welches in den anderen Hohlraum
eingespritzt wurde, ausgeführt,
wie bereits gesagt wurde, welcher korrespondiert mit der ersten
Komponente des Zwei-Komponenten-Artikels. Dieser Schritt der Kompression
wird bezeichnet mit m in dem Diagramm von 6.
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Die
Kompression, welche anfänglich
erzeugt wird innerhalb der Form mit der kleineren Oberfläche stellt
das einzelne besondere Phänomen
dar, welches in Betracht gezogen werden muss für die Definition der Formungsparameter.
Es müssen
anschließend
berücksichtigt
werden die Effekte der Ausführung
des Kompressionsschritts eines Materials bzgl. des anderen, durch
entsprechendes Anpassen der Verzögerungszeiten
des Starts der Einspritzung, um die Kompression der zwei Schritte
im geeigneten Moment für
die zwei Materialien zu erhalten.
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Die
gesamte Kompression wird in jedem Fall reguliert werden durch die
Presse als ob es nur eine Injektions-Kompression geben würde und
wird synchronisiert bzgl. der Position der Injektionsschrauben 7, 8,
d. h. bzgl. der Menge des eingespritzten Materials.
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Am
Ende der Doppelkompression besteht der nächste Schritt darin, die Haken 35 von
den Gegenstücken 16 zu
lösen,
gefolgt durch das Kühlen der
geformten Gegenstände,
dem Öffnen
der Pressenoberflächen 1 und 2 und
schließlich
der Drehung des Mittelelements 4 und der Entnahme des Zwei-Komponenten-Gegenstands, welcher
in dem Hohlraum B der Form 11 geformt wurde. Diese Schritte
werden bezeichnet entsprechend mit n, o, p und q in 6.
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Der
Zyklus wird dann wiederholt in einer identischen Weise, um eine
neue erste Komponente zu bilden innerhalb des Hohlraums A der Form 10 und
für die
Fertigstellung des Zwei-Komponentengegenstands in dem Hohlraum B
der Form 11.
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Obwohl
in dem veranschaulichten Beispiel die hakenartigen Vorrichtungen 35 operativ
zugehörig
sind zu den beiden Gegenformen 9 und 10 sollte es
festgehalten werden, dass die Verwendung der Haken in Zusammenhang
mit dem Hohlraum der Form mit der Bodendruckoberfläche überhaupt
nicht notwendig ist. Die Pressenoberflächen 1 und 2 sind tatsächlich normalerweise
bereits gesteuert, um offen zu bleiben in einem Ausmaß, welches
gleich ist der Summe der gewünschten Öffnungen
und es ist daher ausreichend, wenn die Verwendung der Haken 35 begrenzt
wird auf die Steuerung der Öffnung
des Hohlraums der Form mit der größeren Druckoberfläche, um
in jedem Fall die Richtigkeit des Abstands der Öffnung des anderen Hohlraums
zu garantieren.
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Es
sollte darüber
hinaus hervorgehoben werden, dass die Schritte, welche im Zusammenhang
mit 6 beschrieben wurden, weitgehend modifizierbar
und variierbar sind in Übereinstimmung
mit all den möglichen
Lösungen
des Formens, welche typisch sind für Injektions-Kompression, namentlich
für gleichzeitige
Injektions-Kompression (wobei die Injektionen während der Kompression ausgeführt werden)
und sequentieller Injektions-Kompression (wobei die Kompressionen
nur am Ende der Injektionen erfolgt), ohne jedes Problem, mit Verzögerungen
der Injektion und der Kompression des Materials der zwei Hohlräume, welche
auch weitgehend variabel und modifizierbar sind.
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Was
vorstehend beschrieben wurde im Hinblick auf den Arbeitszyklus der
Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung bzgl. des Zyklusses der doppelten Injektions-Kompression
setzt voraus die Verwendung von bestimmten Lösungen, wie beispielsweise
zu veranlassen, dass die beiden Hohlräume A und B immer hermetisch
abgeriegelt sind. Der Zweck davon ist es, die Bildung von Graten
auf den Rändern
der geformten Komponenten zu verhindern, welche u. a. das Formen
der zweiten Komponente auf der ersten Komponente, welche bereits
geformt wurde, unmöglich
machen würden.
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Die
obigen Lösungen
können
beispielsweise von dem Typ sein, welcher beschrieben und illustriert wurde
in dem bereits zitierten Dokument
WO-02/32647 A1 und veranschaulicht wurden
in
7 und auf dieselbe Weise anwendbar sind, auf sowohl
die Formen
10,
11 als auch die entsprechenden
Gegenformen
9,
12. Insbesondere werden die Lösungen repräsentiert
durch die Verwendung eines perimetralen Rahmens
18, welcher
getragen wird von der Platte
3 (oder entsprechend
5)
auf der Außenseite
der Gegenform
9 (oder entsprechend
12). Der perimetrale
Rahmen
18 ist mobil und wird in dichten Kontakt gedrückt in Richtung
des Mittelelements
4, um den Hohlraum A der Form
10 (oder
entsprechend des Hohlraums B der Form
11) durch fluidgesteuerte
Kolben
19 oder einfacher durch spiralenförmige Kompressionsfedern
20.
Der Rahmen
18 hat offensichtlich die Funktion sicherzustellen,
sogar während
der Verschiebung der Gegenform
9 (oder entsprechend
12)
das hermetische Schließen
des Hohlraums A der Form
10 (oder, entsprechend des Hohlraums
B der Form
11) in Positionen, welche korrespondieren mit
den ringförmigen
Oberflächen,
welche bezeichnet werden mit
21 und
22 in
7.
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Darüber hinaus
kann der Druck der Kolben 19 oder der Federn 20 angemessen
reguliert und kalibriert werden, mit Modalitäten, welche hierin nicht im Detail
beschrieben werden insoweit als sie innerhalb des Fachwissens des
Fachmann in der Branche sind, um die Unterschiede des Drucks des
Plastikmaterials in den.. zwei Hohlräumen A und B während des
Kompressionsschritts, welcher von der Presse erhalten wird, zu kompensieren
und auszugleichen.
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Als
eine Alternative und wie in der Variante der 8 illustriert,
kann der perimetrale Rahmen 18 gebildet sein durch eine
ringförmige
Platte 23, welche beweglich ist innerhalb des Raums, welcher
enthalten ist zwischen der Platte 3 (oder entsprechend 5) und
dem Mittelelement 4 um die Gegenform 9 herum (oder
entsprechend 12) und gedrückt wird in hermetisch abdichtenden
Kontakt gegen die äußere Kante des
Hohlraums A der Form 10 (oder entsprechend dem Hohlraum
B der Form 11) auch in diesem Fall durch das Wirken der
fluidgesteuerten Kolben 19 oder Federn 20, welche
bequemerweise kalibriert oder reguliert werden können zum Ausgleichen und Kompensieren
der verschiedenen Druckniveaus des Plastikmaterials in den zwei
Hohlräumen
A und B während
des Kompressionsschritts.
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Was
insbesondere das Formen der zweiten Komponente des Zwei-Komponenten-Artikels betrifft, d.
h. in Bezug auf die Form 11 und der Gegenform 12, in
welchen üblicherweise
die Kanten der zu formenden Teile komplexer sind, und dort können darüber hinaus
interne Mittel bereitgestellt werden, welche beweglich sind bzgl.
der Form zur Bereitstellung von Befestigungselementen und ähnlichem
des Zwei-Komponenten-Artikels, wobei sich die Anpassung des Systems,
welches in den 9 und 10 dargestellt
wird, als bequemer erweisen kann. In diesem Fall besteht die Gegenform
aus einem mobilen Abschnitt 24, welcher geführt wird
entlang den horizontalen Säulen 33,
welche getragen werden von der Platte 5 und an denen ein
ringförmiger
Rahmen 30 befestigt ist, welcher gleitend angeordnet ist
innerhalb eines Vorderringsitzes 37 des beweglichen Abschnitts 24.
Der Rahmen 30 begrenzt, in dem ringförmigen Vordersitz 37 einen
sekundären
Hohlraum 28 und der bewegliche Abschnitt 24 ist
verschiebbar bzgl. der Platte 5, um einen Betrag, welcher
mit 27 bezeichnet ist, nach dem Schließen gegen die Form 10, in
der die erste Komponente 13 des Zwei-Komponenten-Gegenstands
vorher geformt wurde mittels einer Injektionskompression. 9 repräsentiert
den Zustand vor der Injektions-Kompression der zweiten Komponente 14.
Dieses Material soll eingespritzt werden durch eine oder mehrere
Düsen 26,
welche den Rahmen 30 durchqueren und verbunden sind auf eine
gewöhnliche
Weise über
einen heißen
Kanal mit der Injektions-Anordnung innerhalb des Hohlraums A der
Form 10, welche die erste Komponente 13 enthält, während die 10 dieselbe
Anordnung zeigt, wie diejenige aus 9, welche
auf die Einspritzung des Materials der zweiten Komponente 14 folgt.
Als ein Ergebnis der Schließung,
welche erhalten wurde durch eine Vorwärtsbewegung der Platte 5,
wird der Abstand 27 aufgehoben und der bewegliche Abschnitt 24 wird
gehalten in Schließkontakt
gegen das Mittelelement 4, wobei ein Druck ausgeübt wird
gegen die periphere Kante der ersten Komponente 13. Der
sekundäre
Hohlraum 28, in dem das Mate rial der zweiten Komponente 14 eingespritzt
wurde, wird reduziert, um eine Kompression des Materials zu bewirken
als ein Ergebnis der Relativbewegung zwischen dem mobilen Abschnitt 24 und
dem ringförmigen
Rahmen 30. In der gleichen 10 bezeichnen die
Bezugszeichen 31 und 32 jeweils die Entnahmeanordnung
und die Entnahmestufen für
den Zwei-Komponenten-Artikel, welcher so gebildet wurde mittels
einer doppelten Injektions-Kompression.
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11 veranschaulicht
die Kräfte,
welche auftreten in dem Doppel-Injektions-Kompressionsformungszyklus, welcher
ausgeführt
wird durch die Vorrichtung in Übereinstimmung
mit der Erfindung. In 11:
- F1
- ist eine Druckkraft
des Materials des ersten Schritts während der Injektion und der
Kompression;
- F2
- ist die Druckkraft
des Materials der zweiten Stufe während der Injektion und der
Kompression;
- FR1
- ist die Druckkraft
des Rahmens des ersten Schritts, um eine Schließung des Hohlraums zu erreichen;
- FR2
- ist die Druckkraft
des Rahmens der zweiten Stufe, um eine Schließung des Hohlraums zu erreichen;
- Fc
- ist die Schließkraft,
welche durch die Presse ausgeübt
wird; und
- Fg
- ist die Kraft, welche
durch die Haken ausgeübt
wird.
-
Die
Kraft Fc wird ausgeübt
durch die Presse. Die Presse ist in der Lage, die Kraft und die
relative Verschiebung der Oberflächen
zu steuern, so dass sie automatisch die Balance des Systems aufrechterhält und somit
der Anordnungen, welche ver bunden sind mit der befestigten Oberfläche und
mit der beweglichen Oberfläche
der Presse.
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Angenommen,
dass F1 > F2 und angenommen, dass der Beitrag der Haken
des zweiten Schritts 0 ist, ergibt sich für die befestigte Oberfläche der
Gleichgewichtszustand: Fc = F1 +
FR1 – Fg
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Für die bewegliche
Oberfläche
den Zustand: Fc = F2 +
FR2
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Und
für die
mittleren Halbformen den Zustand: F1 +
FR1 – Fg
= F2 + FR2
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Von
den vorgenannten Beziehungen erhalten wir folgendes: F1 – F2 = FR2 – FR1 + Fg.
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Die
Kräfte,
die die Rahmen und die Haken ausüben
müssen,
sind Funktionen der Differenz der zwei Druckniveaus.
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Die
Beibehaltung der Gleichgewichtszustände der Presse kann bezeichnet
werden als der Druck der Dichtrahmen und der Haken, mit Kräften, welche sogar
relativ moderat sein können
(abhängig
von der Differenz des Drucks zwischen den ersten und zweiten Komponenten)
und somit mit Haken von nicht übermäßigen Abmessungen.
Es sollte festgehalten werden, dass die vorgenannten Gleichungen
den Fall betreffen, in dem F1 > F2 ist.
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Die
Tendenz wird somit dahingehend sein, dass eine minimale Kraft FR1 ausgeübt
wird, um einen hermetischen Verschluss des Hohlraums zu garantieren
und um die Kraft FR2 angemessen zu erhöhen, um
teilweise die Differenz der Druckkräfte von den zwei Stufen zu
kompensieren, wobei nur der übrig
bleibende Teil für
die Haken gelassen wird, um einen Verschluss des Hohlraums der zweiten
Stufe unter denn Druck der Injektion des ersten zu verhindern.
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Die
gesamt Schließkraft,
welche die Presse ausüben
muss, wird somit praktisch die gleiche sein, wie für die Stufe
mit dem höheren
Druck (der „1"), wo es notwendig
sein wird, FR1 unten zu halten auf dem unerlässlichen
Minimum. Wir erhalten somit die Kraft, welche die Haken tragen müssen: Fg = F1 + FR1 – F2 – FR2 = F1 – F2 + FR1 – FR2
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Die
Haken tragen eine Kraft, welche gleich ist der Differenz der Druckniveaus
der Materialien und welche teilweise kompensiert wird durch die Druckniveaus,
welche ausgeübt
werden können
auf die Rahmen, um diese Differenz angemessen zu verringern. Es
sollte festgehalten werden, dass der Formungsprozess ausgeführt wird
mit einem Injektions-Kompressionssystem, bei dem die erforderlichen
Schließkräfte ungefähr ¼ der Kräfte sind,
welche verwendet werden für
herkömmliches
Injektionsformen. Deshalb kann der Unterschied betrachtet werden
als normalerweise ziemlich enthalten und kann ausreichend ausgeglichen
werden durch die Kräfte,
welche verteilt werden können
auf die Rahmen.
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Natürlich können die
Details der Konstruktion und die Ausführungsformen stark variieren
mit Bezug auf das, was hierin beschrieben und veranschaulicht wurde,
ohne dabei von dem Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen,
wie sie durch die beigefügten
Ansprüche
definiert wird.