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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Spritzgußteilen
aus Kunststoffschaum, insbesondere eines Kunststoffkorkens, sowie
ein entsprechendes Formwerkzeug.
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Traditionell
werden Wein-, aber auch Sektflaschen mit Korken verschlossen, die
aus der Rinde der Korkeiche hergestellt werden. Diese Korken sind elastisch
und zudem luft- und wasserundurchlässig, passen sich ideal dem
Hals der zu verschließenden Flasche
an, verhindern das Auslaufen des Weins oder Sekts, erlauben aber
zugleich im Laufe der Alterungsjahre des Weins eine minimale Oxidation,
die die Reifung des Weins erst möglich
macht. Allerdings kann nur ein Korken mit herausragender Qualität diese
Entwicklung sicherstellen. Da die Korkeiche, die im übrigen nur
in einem begrenzten Gebiet angebaut wird, sehr langsam wächst, kann
der Kork üblicherweise
erst nach etwa 25 Jahren aus der Rinde gewonnen werden. Wird qualitativ
minderwertiger Kork verwendet, so kann dieser den Wein verändern und ihm
einen Korkgeschmack verleihen, welcher den Wein ungenießbar macht.
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Da
in den letzten Jahren der Bedarf nach Kork stark angestiegen ist,
wurden die Regenerationszeiten der Korkeichen verkürzt und
Verstärkungs- und
Behandlungsstoffe zur Unterstützung
der kürze ren
Erholungsphasen eingesetzt. Diese Entwicklung hat jedoch nicht nur
zu einer extremen Verteuerung von Kork, sondern auch zu einem dramatischen
Anstieg der sogenannten "Korkschmecker" geführt.
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Insbesondere
für weniger
hochwertige Produkte besteht daher ein Bedarf an einer qualitativ hochwertigen
und vor allen Dingen geschmacksneutralen Alternative zu den traditionellen
Korkverschlüssen.
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So
werden beispielsweise seit einiger Zeit insbesondere im Ausschankbereich
bei größeren Gebinden
Drehverschlüsse
aus Metall eingesetzt. Allerdings werden diese nur bedingt angenommen,
da mit dem Schraubverschluß beim
Endverbraucher das ungute Gefühl
bleibt, daß ein
hochwertiges Naturprodukt mit einem "billigen" Verbundstoff aus Kunststoff und Metall
verschlossen wird.
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Daher
wurden bereits künstliche
Korken vorgeschlagen, die aus einem Kunststoff mit einem Schäumungszusatz
hergestellt werden. Dabei kann das Schäumungsmittel sowohl ein chemisches
als auch ein physikalisches Schäumungsmittel
sein. Unter einem chemischen Treibmittel werden z.B. Verbindungen
verstanden, die dem zu schäumenden Material
zugesetzt werden und aufgrund chemischer Reaktion beispielsweise
unter Zersetzung expandieren und dabei das umgebende Material aufschäumen. Unter
physikalischen Schäumungsmitteln
werden Mittel verstanden, die aufgrund eines Aggregatwechsels, beispielsweise
von flüssig
zu gasförmig, oder
durch die Ausdehnung eines komprimierten Gases bei Entspannung expandieren
und damit ein Aufschäumen
bewirken.
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Eine
beispielhafte Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffkorkens
aus dem Stand der Technik ist in den 1 und 2 gezeigt.
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Das
Werkzeug 1 weist eine Zuführeinrichtung 2, 3, 4 und
ein Formnest 6, 7 mit einem darin ausgebildeten
Hohlraum 5 auf. Durch die Zuführeinrichtung 2, 3, 4,
die mit einer Düse 3,
welche mit einer Verschlußnadel 4 verschließbar ist,
ausgestattet ist, wird der plastifizierte und erhitzte Kunststoff,
der das Schäumungsmittel
enthält,
in den Hohlraum 5 des Formnestes 6, 7 eingebracht.
Der eingebrachte Kunststoff nimmt zunächst nur einen Bruchteil des Volumens
des Hohlraums 5 ein. Das Formnest 6, 7 wird
gekühlt
und das Werkzeug bleibt in der in 1 gezeigten
geschlossenen Position, bis der in den Hohlraum 5 eingebrachte
Kunststoff den Hohlraum 5 vollständig ausfüllt, d.h. vollständig ausgeformt
ist. In einem weiteren Schritt, der in 2 gezeigt ist, wird das Werkzeug 1 an
der Werkzeugtrennebene 8 getrennt, so daß der vollständig ausgeformte
Korken 9 mit Hilfe des beweglichen Kerns 7 des
Formnestes 6, 7 aus dem Hohlraum 5 ausgestoßen werden
kann. Auch wenn der eigentliche Einspritzvorgang in etwa einer Sekunde
beendet ist, muß für den gesamten Zyklus
eine Zeit von ca. 45 Sekunden veranschlagt werden, da das Nachquellen
des Kunststoffkorkens dementsprechend viel Zeit in Anspruch nimmt.
Wird der Korken 9 zu früh
aus dem Hohlraum 5 ausgestoßen, so kann aufgrund des nicht
abgeschlossenen Schäumvorgangs
sich der Korken 9 noch weiter ausdehnen und eine nicht
definierte Form einnehmen. Daher bleibt bei den im Stand der Technik
bekannten Vorrichtungen das Werkzeug während nahezu des vollständigen Zykluszes
von 45 Sekunden geschlossen. Dies hat zur Folge, daß die mit
den bekannten Vorrichtungen erzielbaren Herstellungsstückzahlen begrenzt
sind. Darüber
hinaus weist der Korken 9, der mit Hilfe der in den 1 und 2 gezeigten Vorrichtung hergestellt wird,
im allgemeinen an seiner der Zuführeinrichtung 2, 3, 4 zugewandten
Seite eine Struktur, z.B. einen Grat, auf, die von der Düse 3 bzw. der
Verschlußnadel 4 erzeugt
wird und dem Korken 9 ein unschönes Aussehen verleiht bzw.
in einem weiterem Bearbeitungsschritt noch entfernt werden muß.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und ein Formwerkzeug zur Verfügung
zu stellen, mit dem Korken in kurzen Zykluszeiten und damit in großen Stückzahlen
mit möglichst
ebenem Aussehen hergestellt werden können.
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Hinsichtlich
des Verfahrens wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den folgenden
aufeinanderfolgenden Schritten gelöst:
- – Einbringen
von aufschäumendem
Kunststoff in ein Formnest mit Hilfe einer Zuführeinrichtung,
- – Trennen
der Zuführeinrichtung
von dem Formnest und
- – Aufschäumen des
Kunststoffschaums in einer Kavität.
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Dadurch,
daß die
Zuführeinrichtung
von dem Formnest und damit von dem Spritzgußteil getrennt wird, wird erreicht,
daß die
der Zuführeinrichtung
zugewandte Seite des Spritzgußteiles
frei von Strukturen ist, die auf die konkrete Gestaltung der Zuführeinrichtung
zurückzuführen sind.
Zudem kann die Zuführeinrichtung,
während
der Aufschäumvorgang
in der Kavität
noch anhält,
bereits für
den nächsten Spritzvorgang
verwendet werden. Dadurch kann die Zahl der Korken, die mit dem
Verfahren hergestellt werden, deutlich erhöht werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird der Kunststoffschaum in der Kavität gekühlt, wobei dadurch die Zykluszeit
reduziert werden kann.
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In
einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform
erfolgt das Aufschäumen
des Kunststoffschaums in einer in dem Formnest enthaltenen Kavität.
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Alternativ
dazu kann jedoch vorgesehen werden, daß das Aufschäumen des
Kunststoffschaums in einer von dem Formnest getrennten Kavität erfolgt.
Mit anderen Worten wird der Kunststoff zunächst in den Hohlraum des Formnestes
eingebracht, beginnt dort mit dem Aufschäumen, wird dann aber aus dem
Formnest in die erfindungsgemäße Kavität umgelagert,
in der der eigentliche Aufschäumvorgang
stattfindet. Die letzte Variante hat den Vorteil, daß dasselbe
Formnest bereits für
den nächsten Spritzvorgang
zur Verfügung
steht.
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Mit
Vorteil wird die Kavität
zumindest zeitweise während
des Aufschäumvorgangs
verschlossen. Dadurch ist die äußere Form
des Spritzgußteils,
z.B. des Korkens, definiert vorgegeben. Alternativ dazu kann aber
die Menge des eingefügten
Kunststoffs entsprechend berechnet werden und entweder die Innenkontur
der Zuführeinrichtung
oder des Formnestes derart gewählt
werden, daß das
Spritzgußteil nach
dem vollständigen
Aufschäumen
die gewünschte
Endform einnimmt. Dieser Aspekt wird weiter unten noch ausführlich erörtert.
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Auch
wenn die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die Herstellung eines
Kunststoffkorkens entwickelt worden ist, so versteht es sich, daß selbstverständlich auch
andere Spritzgußteile
aus Kunststoffschaum mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden
können.
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Hinsichtlich
der Vorrichtung wird die eingangs erwähnte Aufgabe durch eine Vorrichtung
zur Herstellung von Spritzgußteilen
aus Kunststoffschaum mit zumindest einer Kavität zur Aufnahme des Kunststoffschaums
und mindestens einer Zuführeinrichtung
zum Zuführen
des Kunststoffschaums in die Kavität gelöst, wobei die Kavität dafür vorgesehen
ist, den Kunststoffschaum bis zum völligen Aufschäumen des
Spritzgußteils
aufzunehmen, wobei erfindungsgemäß jeder
Zuführeinrichtung
mindestens zwei Kavitäten
zugeordnet sind. Durch diese Maßnahme
kann der Aufschäumvorgang
in der einen Kavität
stattfinden, während
gleichzeitig mit Hilfe der Zuführeinrichtung
bereits die zweite Kavität
mit Kunststoffschaum gefüllt
wird.
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In
einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Formnest
mit einem Hohlraum zur Aufnahme des von der Zuführeinrichtung zugeführten Kunststoffschaums
vorgesehen, wobei das Formnest und die Zuführeinrichtung relativ zueinander
zwischen einer Öffnungsposition,
in der der Hohlraum von außen
zugänglich
ist, und einer Schließposition,
in der der Hohlraum von der Zuführeinrichtung
verschlossen wird, bewegbar sind. Des weiteren ist eine Entnahmeplatte
vorgesehen, in der die Aufschäumkavitäten angeordnet
sind, wobei die Entnahmeplatte für
die Aufnahme des in dem Hohlraum des Formnests enthaltenen Kunststoffschaums in
der Öffnungsposition
zwischen Formnest und Zuführeinrichtung
bewegt werden kann, und Mittel zum Übertragen des Kunststoffschaums
von dem Hohlraum in eine Aufschäumkavität vorgesehen
sind. Mit anderen Worten wird zunächst der Kunststoffschaum mit
Hilfe der Zuführeinrichtung
in den Hohlraum des Formnestes eingebracht und beginnt hier mit
dem Aufschäumvorgang.
Kurz danach und vor allem vor Abschluß des Aufschäumvorgangs
wird das Werkzeug geöffnet,
d.h. die Zuführeinrichtung
von dem Hohlraum des Formnestes entfernt, und eine Entnahmeplatte,
in der die Aufschäumkavität angeordnet
ist, wird derart an bzw. vor dem Formnest plaziert, daß der bereits
teilweise ausgeschäumte
Kunststofform ling von dem Hohlraum in dem Formnest in die Aufschäumkavität übertragen
werden kann. In der Aufschäumkavität findet
dann die vollständige
Aufschäumung
des Spritzgußteils
statt.
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Für manche
Anwendungsfälle
kann es von Vorteil sein, wenn der Hohlraum ein etwas kleineres Innenvolumen
aufweist als die Aufschäumkavität, um ein
einfaches Übertragen
des Spritzgußteils
von dem Hohlraum in die Ausschäumkavität zu erleichtern.
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In
einer weiteren besonders zweckmäßigen Ausführungsform
hat der Hohlraum des Formnestes im wesentlichen die Form eines Sackloches
und weist einen konvex geformten Boden auf. Durch den konvex geformten
Boden des Hohlraums wird sichergestellt, daß der bereits teilweise ausgeschäumte Formling,
der von dem Hohlraum in die Aufschäumkavität übertragen wird, an seinem einen
Ende eine konkave Form aufweist. Bei zahlreichen Versuchen hat sich
gezeigt, daß Kunststoffkorken,
sofern sie nicht während
des gesamten Aufschäumvorgangs
in einer die Außenkontur
definierten Form gehalten werden, sich entlang ihrer Längsachse
im Zentrum stärker
ausdehnen als in den Randbereichen. Wird daher durch den konvex
geformten Boden des Hohlraums ein teilweise ausgeschäumter Formling
mit konkaver Oberfläche
hergestellt, so führt
die beobachtete ungleichmäßige Ausdehnung
dazu, daß sich die
Konkavität
des Kunststoffkorkens verringert. Wird der Boden des Hohlraums mit
einer entsprechenden Konvexität
ausgebildet, so ist es möglich,
daß der Formling,
der nach dem Ausstoßen
aus dem Hohlraum in die Aufschäumkavität eine konkave
Außenkontur
aufweist, nach dem Aushärten
einen nahezu ebenen Boden aufweist.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist eine Abdeckplatte zum Verschließen der Aufschäumkavität vorgesehen.
In diesem Fall kann auf den konvex geformten Boden des Hohlraums
verzichtet werden, da die Abdeckplatte sicherstellt, daß der vollständig ausgeschäumte Korken
einen ebenen Boden aufweist.
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In
einer zweckmäßigen Ausführungsform
ist eine Ausstoßeinrichtung
zum Ausstoßen
des völlig ausgeschäumten Spritzgußteils aus
der Aufschäumkavität vorgesehen.
Mit Vorteil hat die Aufschäumkavität die Form
eines Sackloches.
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In
einer weiteren alternativen Ausführungsform
ist eine Kavitätenplatte
mit mindestens einer Durchgangsbohrung und ein Werkzeugelement vorgesehen,
wobei die Zuführeinrichtung
und das Werkzeugelement relativ zueinander zwischen einer Öffnungsposition
und einer Schließposition
bewegbar sind und die Kavitätenplatte
in der Öffnungsposition zwischen
die Zuführeinrichtung
und das Werkzeugelement bewegbar ist und Zuführeinrichtung, Werkzeugelement
und Kavitätenplatte
derart ausgebildet und angeordnet sind, daß Werkzeugelement und Zuführeinrichtung
in der Schließposition
die Durchgangsbohrung in der Kavitätenplatte von beiden Seiten
verschließen
und dadurch die Aufschäumkavität bilden.
Mit Vorteil ist zusätzlich
zumindest eine Kühlplatte,
vorzugsweise zwei Kühlplatten,
vorgesehen, die derart ausgelegt und bewegbar sind, daß sie zumindest
eine Seite der Bohrung der Kavitätenplatte, vorzugsweise
beide Bohrungsseiten, verschließen können, wenn
die Kavitätenplatte
nicht zwischen der Zuführeinrichtung
und dem Werkzeugelement angeordnet ist. Mit anderen Worten wird
bei dieser Ausführungsform
eine Art Lochplatte zwischen Zuführeinrichtung
und Werkzeugelement geschoben, der aufschäumende Kunststoff mittels der
Zuführeinrchtung
in die derart verschlossene Lochplatte eingefüllt, Werkzeugelement und Zuführeinrichtung
wieder getrennt, die Lochplatte aus dem Werkzeug entfernt und mittels
der Kühlplatten
wieder verschlossen, so daß der
vollständige
Aufschäumvorgang
erfolgen kann, während
die Zuführeinrichtung
gleichzeitig für den
nächsten
Spritzgußvorgang
verwendet werden kann.
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Es
versteht sich, daß mit
Vorteil mehrere Kavitätenplatten
vorgesehen sein können.
Dabei ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß zumindest
eine Abdeckplatte derart zwischen zwei Kavitätenplatten bewegt werden kann,
daß sie
von den beiden Kavitätenplatten
jeweils eine Seite einer entsprechenden Bohrung verschließt. Dadurch
können
mit einer Abdeckplatte zwei Bohrungen benachbarter Kavitätenplatten
verschlossen werden.
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In
einer weiteren alternativen Ausführungsform
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
als umlaufendes Werkzeug ausgebildet, wobei zumindest zwei Aufschäumkavitäten umlaufend
derart angeordnet sind, daß sie
sequentiell mit Hilfe der Zuführeinrichtung
mit Kunststoffschaum befällt
und nach dem vollständigen
Aufschäumen
von dem Spritzgußteil befreit
werden können.
Es ist somit möglich,
daß der Kunststoffschaum
in einer Aufschäumkavität aufschäumt, während gleichzeitig
nicht ausgeschäumter Kunststoffschaum
mit Hilfe der Zuführeinrichtung
in zumindest eine andere Aufschäumkavität eingebracht
wird.
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Mit
Vorteil ist weiterhin eine Umlaufeinrichtung mit mindestens zwei
Schließelementen
zum Verschließen
der zumindest zwei Aufschäumkavitäten jeweils
nach dem Füllen
der Aufschäumkavitäten mit
Kunststoffschaum vorgesehen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten werden deutlich
anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
sowie der zugehörigen
Figuren. Es zeigen:
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1 ein Korkenwerkzeug des
Standes der Technik im geschlossenen Zustand,
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2 das Korkenwerkzeug von 1 des Standes der Technik
in geöffnetem
Zustand,
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3 eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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4 eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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5 eine dritte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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6 eine vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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7 eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung,
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8 und 9 eine sechste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Die 1 und 2 zeigen ein Korkenwerkzeug des Standes
der Technik in einem geöffneten
und einem geschlossenen Zustand. Die Funktionsweise dieses Werkzeuges
wurde bereits beschrieben.
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3 zeigt eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Auch hier besteht das Korkenwerkzeug aus einer Zuführeinrichtung 2, 3, 4,
welche aus einem Bodeneinsatz 2 mit einer durch eine Verschlußnadel 4 verschließbaren Düse 3 besteht,
und einem Formnest 6, 7 mit beweglichem Kern 7.
In dem Formnest 6, 7 wird ein Hohlraum 5 gebildet.
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In
einem ersten Schritt wird, wie dies auch im Stand der Technik der
Fall ist, das Formnest 6, 7, das in der gezeigten
Ausführungsform
beweglich ist, zu der nicht beweglichen Zuführeinrichtung 2, 3, 4 bewegt,
so daß der
Hohlraum 5 in dem Formnest 6, 7 durch
die Zuführeinrichtung 2, 3, 4 verschlossen
wird. Dann wird über
die Zuführeinrichtung 2, 3, 4 Kunststoffschaum
in den Hohlraum 5 eingebracht.
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Der
Kunststoffschaum beginnt nun in dem Hohlraum 5 auszuschäumen. Im
Gegensatz zu dem in den 1 und 2 gezeigten bekannten Formwerkzeug
wird nun jedoch nicht abgewartet, bis der Korken 9 vollständig ausgeschäumt ist,
sondern das Werkzeug wird bereits vor Beendigung des Aufschäumvorgangs
geöffnet
und die Entnahmeplatte 10, die mindestens eine Aufschäumkavität 14 aufweist,
welche hier als Sackloch ausgeführt
ist, zwischen das geöffnete
Werkzeug geschoben. In einem nächsten
Schritt wird mit Hilfe des beweglichen Formkerns 7 der
bereits teilweise ausgeschäumte Korken 9 von
der Bohrung 5 in die Aufschäumkavität 14 transferiert.
In einem weiteren Schritt wird nun die Entnahmeplatte 10 aus
dem Werkzeug herausbewegt und die Aufschäumkavität 14 mit einer Abdeckplatte 11 verschlossen.
Der Korken 9 verbleibt nun solange in der Aufschäumkavität 14,
bis der Aufschäumvorgang
im wesentlichen vollständig
abgeschlossen ist. Um den Aufschäumvorgang
zu beschleunigen, sind sowohl in der Entnahmeplatte 10 als
auch in der Abdeckplatte 11 Kühlkanäle 12 vorgesehen,
durch die ein Kühlmedium
geleitet werden kann. Weiterhin ist eine Ausstoßeinrichtung 13 vorhanden,
die nach Beendigung des Aufschäumvorganges,
nachdem die Abdeckplatte 11 von der Aufschäumkavität 14 entfernt
wurde, den fertigen Korken 9 aus der Aufschäumkavität 14 ausstoßen kann.
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Es
ist offensichtlich, daß durch
die erfindungsgemäße Maßnahme zum
einen der Korken 9 fast völlig gratfrei hergestellt werden
kann und zum anderen die Zykluszeit deutlich verkürzt werden kann,
da die Zuführeinrichtung 2, 3, 4 bereits
wieder für
einen erneuten Spritzvorgang verwendet werden kann, während der
Korken 9 noch in der Aufschäumkavität 14 aufschäumt.
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In 4 ist eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gezeigt.
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Hier
ist der Zuführeinrichtung 2, 3, 4 kein Formnest,
wie es im Stand der Technik bekannt ist, zugeordnet, sondern lediglich
ein bewegliches Werkzeugelement 16. Zwischen Zuführeinrichtung 2, 3, 4 und
beweglichem Werkzeugelement 16 kann eine Kavitätenplatte 17 gebracht
werden, die zumindest ein Durchgangsloch aufweist. In dem in 4 unten gezeigten geschlossenen
Zustand des Werkzeuges verschließt das Werkzeugelement 16 einerseits
und die Zuführeinrichtung 2, 3, 4 andererseits
das Durchgangsloch in der Kavitätenplatte 17,
das in der 4 durch den
Korken 9 ausgefüllt
ist. Nach dem Einbringen des auszuschäumenden Kunststoffschaums in die
Durchgangsbohrung wird das Werkzeug geöffnet, wie in 4 Mitte dargestellt ist und die Kavitätenplatte 17 aus
dem Werkzeug herausbewegt. In einem nächsten Schritt werden zwei
Kühlplatten 15, 15' derart mit
der Kavitätenplatte 17 verbunden,
daß die
beiden Öffnungen
der Durchgangsbohrung durch die Kühlplatten 15, 15' verschlossen
werden. Mit anderen Worten wird durch die Durchgangsbohrung der Kavitätenplatte 17 und
die Kühlplatten 15, 15' die eigentliche
Aufschäumkavität 14 gebildet,
in der der Korken 9 verbleibt, bis er vollständig ausgeschäumt ist.
Diese Ausführungsform
hat gegenüber
der Ausführungsform
von 3 den Vorteil, daß der Korken nicht
aus dem Hohlraum 5 des Formnestes in die Ausschäumkavität übertragen
werden muß,
sondern unmittelbar mittels der Zuführeinrichtung 2, 3, 4 in
die entsprechende Ausschäumkavität eingefüllt wird.
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In 5 ist eine dritte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gezeigt.
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Auch
hier besteht das eigentliche Formwerkzeug, wie in der in Zusammenhang
mit 3 beschriebenen
Ausführungsform,
aus der Zuführeinrichtung 2, 3, 4 und
dem Formnest 6, 7. Nach dem Einfüllen des
Kunststoffschaums 9 in den Hohlraum 5 des Formnestes 6, 7 wird
auch hier das Werkzeug geöffnet,
eine Entnahmeplatte 17 mit Durchgangsbohrungen zwischen
die geöffneten
Werkzeughälften positioniert
und dann mit Hilfe des beweglichen Formkerns 7 der Kunststoffschaum
aus dem Hohlraum 5 in die Durchgangsbohrung der Kavitätenplatte 17 übertragen.
Im nächsten
Schritt wird die Kavitätenplatte 17 aus
dem Werkzeug entfernt und die Durchgangsbohrung von beiden Seiten
mit entsprechenden Abdeck- bzw. Kühlplatten 15 und 15'' verschlossen. In der in 5 gezeigten Ausführungsform
sind mehrere Entnahmeplatten 17, 17', 17'' vorgesehen,
die derart angeordnet werden können,
daß jeweils
eine Abdeck- bzw. Kühlplatte 15'', 15''' jeweils eine
Seite von zwei Bohrungen benachbarter Kavitätenplatten 17, 17', 17'' verschließt. In dieser Ausführungsform
werden mehrere Aufschäumkavitäten gebildet,
die nacheinander mit Hilfe der Zuführeinrichtung 2, 3, 4 befüllt werden,
so daß während eines vollständigen Aufschäumvorgangs
die Zuführeinrichtung 2, 3, 4 für die Befüllung von
einer ganzen Reihe von Kavitäten
verwendet werden kann.
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Es
versteht sich, daß die
in 5 gezeigte Ausführungsform
mit mehreren Entnahmeplatten auch zusammen mit der in 4 gezeigten Ausführungsform
verwendet werden kann, bei der das Formwerkzeug kein eigentliches
Formnest 6, 7 aufweist, sondern lediglich ein
bewegliches Werk zeugelement 16, so daß der Kunststoffschaum direkt
in die Durchgangsbohrungen der Kavitätenplatte 17, 17', 17'' eingebracht werden kann, ohne
daß eine Übertragung
des Kunststoffkorkens aus dem Hohlraum 5 in die Kavität notwendig
ist.
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In 6 ist eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Vorrichtung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist die Zuführeinrichtung 2, 3, 4 derart beweglich
ausgeführt,
daß sie
in Richtung des korrespondierenden Werkzeugelements 19, 20,
d.h. in vertikaler Richtung, bewegt werden kann. Das Werkzeugelement 19, 20 kann
hingegen nur in horizontaler Richtung in 6 bewegt werden. Das Werkzeugelement 19, 20 besteht
hier aus einer Abdeckplatte 19 und einer Lochplatte 20,
wobei selbstverständlich Abdeckplatte 19 und
Lochplatte 20 auch einstöckig gefertigt werden können, so
daß sich
eine Art Sacklochplatte ergibt. Im ersten Schritt, der in 6 rechts gezeigt ist, verschließt die Zuführeinrichtung 2, 3, 4 das
durch die Abdeckplatte 19 und die Lochplatte 20 gebildete
Sackloch 14, das die Aufschäumkavität bildet, und nicht ausgeschäumter Kunststoffschaum 18 wird über die
Zuführeinrichtung 2, 3, 4 in die
Aufschäumkavität 14 eingefüllt. Im
nächsten Schritt,
der in 6 in der zweiten
Abbildung von rechts dargestellt ist, wird die Zuführeinrichtung 2, 3, 4 von
dem Werkzeugelement 19, 20 entfernt und das Werkzeugelement 19, 20 seitlich
unter der Zuführeinrichtung 2, 3, 4 weg
bewegt. Deutlich zu erkennen ist, daß der Aufschäumvorgang
des Formkunststoffes 18 bereits begonnen hat und während des
ganzen Zyklusses fortgesetzt wird. Im nächsten Schritt wird eine Abdeckplatte 15 auf
das Werkzeugelement 19, 20 aufgesetzt, so daß die Aufschäumkavität 14 von der
Abdeckplatte 15 abgedeckt wird. In diesem Zustand, der
in 6 ganz links gezeigt
ist, wird der Aufschäumvorgang
vollendet, wobei gegebenenfalls durch die Kühlkanäle 12 ein Kühlmittel
zur Beschleunigung des Aufschäumvorgangs
zugeführt
werden kann.
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In 7 ist eine weitere Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
gezeigt, bei der das in 6 gezeigte
Werkzeug als umlaufende Vorrichtung ausgebildet ist. Hier sind eine
ganze Reihe von Werkzeugelementen 19, 20 an einer
Art Band 21 befestigt, das in 7 im Gegenuhrzeigersinn bewegt werden
kann. Eine einzelne Zuführeinrichtung 2, 3, 4 kann
nacheinander die einzelnen Kavitäten der
Werkzeugelemente 19, 20 befüllen. Nach der Befüllung wird
das entsprechend gefüllte
Werkzeugelement 19, 20 weiterbewegt und die Kavität mit einem entsprechenden
Abdeckelement 15 verschlossen. Deutlich zu erkennen ist,
daß auch
eine Reihe von Abdeckelementen 15 mit Hilfe einer Art Förderband 22 bereitgestellt
werden. Die Aufschäumkavitäten werden
mit Hilfe der Abdeckelemente 15 solange verschlossen, bis
der Aufschäumvorgang
im wesentlichen vollständig
abgeschlossen ist. Dann wird die Kavität wieder geöffnet, d.h. das Abdeckelement 15 entfernt
und der Korken 9 im weiteren Verlauf aus dem Werkzeugelement 19, 20 entfernt,
das dann für die
erneute Befüllung
mittels der Zuführeinrichtung 2, 3, 4 zur
Verfügung
steht.
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Ein
weiteres Beispiel eines umlaufenden Werkzeuges ist in 8 gezeigt. Hier ist in 8 oben eine Zuführeinrichtung 22 mit
insgesamt 48 Düsen
dargestellt. Die Zuführeinrichtung 22 ist
in 8 als quer gestreifter
Kasten dargestellt, so daß die
einzelnen Düsen
nicht zu erkennen sind. Unterhalb der Zuführeinrichtung 22 ist
eine Kavitätenplatte 23 mit 48
Kavitäten,
die jeweils einer Düse
zugeordnet sind, angeordnet. In einem ersten Schritt, der in 8 oben zu sehen ist, wird
daher Kunststoffschaum über die
Düsen der
Zuführeinrichtung 22 in
die Kavitäten der
Kavitätenplatte 23 eingebracht.
Im nächsten Schritt
wird die Kavitätenplatte 23 im
Gegenuhrzeigersinn gedreht und mit Hilfe einer nicht dargestellten Abdeckvorrichtung
verschlossen. In den weiteren Schritten 23' und 23'' wird
der Kunststoffschaum vollständig
ausgeschäumt
und gekühlt.
In den Schritten 23''' und 23'''' wird die Kavitätenplatte wieder geöffnet und
die vollständig
ausgeschäumten
Kunststoffkorken ausgeworfen, bevor die Kavitätenplatte für die erneute Befüllung mit
Hilfe der Zuführeinrichtung 22 zur
Verfügung
steht. Insgesamt stehen bei der gezeigten Ausführungsform sechs Kavitätenplatten 23, 23', 23'', 23''', 23'''' zur Verfügung, die
von einer einzigen Zuführeinrichtung 22 sukzessive
befüllt
werden.
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Schließlich ist
in 9 eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gezeigt. Diese Ausführungsform
entspricht im wesentlichen der in 3 gezeigten
Ausführungsform,
wobei jedoch der Formkern 7 konvex geformt ist, so daß der bereits
teilweise ausgeformte Korken 9 nach der Übertragung
von dem Hohlraum 5 in die Kavität 14 der Entnahmeplatte 10 einen
konvexen Boden 24, der auch als Champagnerboden bezeichnet
wird, aufweist. Dieser sogenannte Champagnerboden 24 ist
derart ausgestaltet, daß die
Entnahmeplatte 10, nachdem sie aus dem Werkzeug herausbewegt
worden ist, nicht mit Hilfe einer Abdeckplatte verschlossen werden
muß, da
der konkav gekrümmte
Boden 24 derart geformt ist, daß nach dem vollständigen Aushärten des
Kunststoffkorkens 9 ein im wesentlichen ebener Boden 24 entsteht.
Mit anderen Worten ist es nicht unbedingt notwendig, die Kavität 14 während des
Aufschäumvorgangs
vollständig
zu verschließen.
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Diese
Ausführungsform
hat den Vorteil, daß mit
lediglich einer Entnahmeplatte 10 gearbeitet werden kann.
Dies ist in 10 verdeutlicht,
die die Entnahmeplatte 10 in einer Draufsicht zeigt. Deutlich
zu erkennen sind zwei Gruppen von Kavitäten 25, 26, die
durch unterschiedliche Schraffierungen dargestellt sind. In einem
ersten Schritt werden daher die unschraffierten Kavitäten 25 mit
Kunststoffschaum gefüllt.
Dann wird die Entnahmeplatte 10 in dem geöffneten
Werkzeug derart verschoben, daß in
einem nächsten
Schritt die schraffierten Kavitäten 26 befüllt werden
können,
während
gleichzeitig die Kunststoffkorken 9 in den unschraffierten
Kavitäten 25 aushärten. Die
ausgehärteten
Kunststoffkorken 9 in den nicht schraffierten Kavitäten 25 werden
dann ausgeworfen, so daß die
nicht schraffierten Kavitäten 25 für die erneute
Befüllung
mit Kunststoffschaum zur Verfügung
stehen, während
die in den schraffierten Kavitäten 26 aufgenommenen
Kunststoffkorken noch vollständig
aushärten.
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Es
versteht sich, daß die
in 10 gezeigte Ausführungsform
mit einer Entnahmeplatte, die mehr Kavitäten aufweist, als Zuführeinrichtungen
vorhanden sind, auch mit Abdeckplatte verwendet wer den könnte. Die
Abdeckplatte könnte
in solch einem Fall aus einer (oder mehreren) streifenförmigen Abdeckung
bestehen, die eine ganze Gruppe von Kavitäten verschließt, während eine
andere Gruppe mit dem aufschäumenden
Kunststoff befüllt
wird.
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Zweckmäßigerweise
beträgt
die Anzahl der Kavitäten
in der Entnahmeplatte ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der
Zuführeinrichtungen,
die entsprechende Gruppen von Kavitäten bilden. In der in 2 gezeigten Ausführungsform
hat die Entnahmeplatte zweimal so viele Kavitäten wir Zuführeinrichtungen, die zwei Gruppen
von Kavitäten
bilden, die nacheinander mit dem aufschäumenden Kunststoff befüllt werden.
-
- 1
- Werkzeug
- 2,
3, 4
- Zuführeinrichtung
- 5
- Hohlraum,
Aufschäumkavität
- 6,
7
- Formnest
- 8
- Werkzeugtrennebene
- 9
- Korken
- 10
- Entnahmeplatte
- 11
- Abdeckplatte
- 12
- Kühlkanäle
- 13
- Ausstoßeinrichtung
- 14
- Aufschäumkavität
- 15,
15'
- Türplatten
- 15'', 15'''
- Abdeck-
bzw. Kühlplatte
- 16
- Werkzeugelement
- 17,
17', 17''
- Kavitätenplatten,
Entnahmeplatten
- 18
- Kunststoffschaum
- 19,
20
- Werkzeugelement
- 21
- Band
- 22
- Förderband
- 23
- Kavitätenplatte
- 24
- konvexer
Boden
- 25,
26
- Kavitäten