DE1225372B

DE1225372B - Device for manufacturing objects from plastic

Info

Publication number: DE1225372B
Application number: DEG34890A
Authority: DE
Inventors: Robert Albert Graydon
Original assignee: Graydons Ind & Marine Plastics
Current assignee: Graydons Ind & Marine Plastics
Priority date: 1961-05-04
Filing date: 1962-05-04
Publication date: 1966-09-22

Description

Vorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus Kunststoff Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus Kunststoff durch Gießen mit mindestens einer auf einer kreisförmigen Bahfi zu bewegenden Gießform. Der Kunststoff kann mit Glasfasern oder anderen natürlichen oder synthetischen Fasern verstärkt sein Körper aus faserverstärkten Kunststoffen werden gewöhnlich dadurch hergestellt, daß entweder nacheinander Schichten aus Fasern und aus Kunststoff in eine offene Form eingebracht werden oder daß der Kunststoff und eine Fasermatte Wärme und Druck unterworfen werden. Beide Verfahren haben den Nachteil, daß die Fasern an der Oberfläche des hergestellten Erzeugnisses in Erscheinung treten.Apparatus for manufacturing objects from plastic The invention relates to an apparatus for manufacturing objects from plastic by molding with at least one casting mold to be moved on a circular path. Plastic can be reinforced with fiberglass or other natural or synthetic fibers its fiber-reinforced plastic body is usually made by that either successive layers of fibers and plastic in an open Form or that the plastic and a fiber mat heat and pressure be subjected. Both methods have the disadvantage that the fibers on the surface of the manufactured product appear.

Wenn eine offene Form verwendet wird, kann dar-Ilberhinaus nur eine Oberfläche des hergestellten Erzeugnisses richtig geglättet werden. Der Gebrauch einer erhitzten Presse beim letzteren Verfahren macht teure und aneinander angepaßte, insbesondere aneinander gegenüberliegenden Teilen der Presse jeweile für sich anbaubare Werkzeuge erforderlich. Die Kosten solcher Werkzeuge machen es schließlich wirtschaftlich unmöglich, Erzeugnisse herzustellen, welche Hinterschnitte oder eine komplizierte Gestalt -aufweisen. Darüber hinaus besteht bei beiden Verfahren die Gefahr, daß Luft in dem fertigen Erzeugnis eingeschlossen bleibt, welche dessen physikalische Eigenschaften stark herabsetzt.In addition, if an open form is used, only one can be used The surface of the manufactured product can be properly smoothed. The use a heated press in the latter process makes expensive and mutually adapted, in particular on opposite parts of the press each separately attachable Tools required. After all, the cost of such tools makes it economical impossible to make products which have undercuts or a complicated one Shape -show. In addition, there is a risk with both methods that Air remains trapped in the finished product, which is its physical Greatly diminishes properties.

Es ist bekannt, eine Gießform von unten her zu füllen, wobei eine Vakuumpumpe an dem oberen Teil der Gießform angeschlossen ist, um den Innenraum der Form unter Unterdruck zu setzen, wenn der Kunststoff in die Form eintritt. Durch die Bildung eines Vakuums vor dem Einfließen des Kunststoffes wird zwar die ursprünglich in der Gießform enthaltene Luft entfernt. Wenn jedoch eine Blase in der Gießform gebildet wird, weil der Kunststoff z. B. eine Brücke bildet, dann reichen die Kräfte des auf den Kunststoff einwirkenden Vakuums nicht aus, die die Brücke bildende Werkstoffmenge zu verlagern und die Blase bleibt daher in dem gegossenen Erzeugnis eingeschlossen. Außerdem kann der in einer solchen Gießform erzeugte Unterdruck nicht größer als eine Atmosphäre sein und ist praktisch wesentlich kleiner. Bei Verwendung eines Vakuums wird außerdem der Siedepunkt des Kunststoffes innerhalb der Gießform verringert und meistens verdampfen dann Lösung, Katalysatoren, Aushärtestoffe und selbst einige der leichter flüssigen Kunststoffe innerhalb der Gießform, was zu einer wesentlichen Verschlechte--rung des gegossenen Erzeugnisses führen kann. It is known to fill a mold from below, with one Vacuum pump connected to the upper part of the mold to the interior to pressurize the mold as the plastic enters the mold. By the formation of a vacuum before the plastic flows in is the original Removed air contained in the mold. However, if there is a bubble in the mold is formed because the plastic z. B. forms a bridge, then the forces are sufficient of the vacuum acting on the plastic does not reduce the amount of material forming the bridge to shift and the bubble therefore remains trapped in the molded product. In addition, the negative pressure generated in such a mold can not be greater than be an atmosphere and is practically much smaller. When using a Vacuum also reduces the boiling point of the plastic inside the mold and mostly solution, catalysts, curing agents and even some then evaporate the lighter liquid plastics inside the mold, resulting in an essential Can lead to deterioration of the cast product.

Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Ziel, mit der Kunststofferzeugnisse hoher Güte und komplizierter Form hergestellt werden können. Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß an der Wand einer drehbaren senkrechten Trommel einzelne Gießformen lösbar anzubringen sind, welche jeweils an ihrem unteren Bereich mit einem Vorratsbehälter für Kunststoff verbunden sind, daß der Vorratsbehälter zwischen der Trommelachse und der die Formhälfte aufweisenden Wand liegt und mit jeder Gießform mittels einer Leitung verbunden ist und daß ein Organ für die Luftabfuhr aus dem oberen Teil jeder Gießform vorgesehen ist. Der Kunststoff gelangt unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in die Gießform und kann daher Druckkräften von mehreren Atmosphären ausgesetzt werden. Dadurch kann der Kunststoff in Zwischenräume einer Glasfaserverstärkung eindringen, welche sich in der Gießform befindet. Der Kunststoff wird in der Gießform vom Boden und dem radial äußeren Abschnitt der Gießform ausgehend bis zu deren Oberseite und radial innerem Abschnitt unter großem Druck aufgebaut, so daß sich innerhalb der Gießform keine Blasen bilden können. Die in der Gießform und in der Glasfaserverstärkung befindliche Luft wird unter großer Gewalt ausgetrieben, wenn der Kunststoff in die Gießform eindringt und diese ausfüllt. The invention has a device for the purpose of which plastic products high quality and complex shape can be produced. This goal is according to the invention achieved in that on the wall of a rotatable vertical drum individual casting molds are to be releasably attached, each at its lower area are connected to a storage container for plastic that the storage container lies between the drum axis and the wall having the mold half and with each mold is connected by a pipe and that an organ for the evacuation of air is provided from the top of each mold. The plastic gets under the effect of centrifugal force in the mold and can therefore compressive forces of exposed to multiple atmospheres. This allows the plastic to enter the gaps penetrate a glass fiber reinforcement, which is located in the mold. Of the Plastic gets into the mold from the bottom and the radially outer portion of the mold starting up to the top and radially inner section under great pressure built up so that no bubbles can form within the mold. In the the mold and the air in the fiberglass reinforcement is under large Force expelled when the plastic enters the mold and fills it.

Das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Erzeugnis ist deshalb sehr dicht, frei von Blasen und entspricht genau dem HQ1» der Gießform. Da beide Formteile einer Gießform glatte Oberflächen aufweisen können, ist es möglich, ein auf beiden Seiten glattes Erzeugnis herzustellen. Ein solches Ergebnis ist mit einer offenen Form nicht zu erzielen und nur mit Hilfe einer Preßform unter Benutzung teurer Preßwerkzeuge. Dagegen sind die Kosten für die Gießformen der Vorrichtung niedriger, da diese Formen aus einem verhältnismäßig billigen Werkstoff, z. B. verstärktem Kunststoff, hergestellt werden können. Außerdem können solche Gießformen leicht für die Herstellung kompliziert geformter und Hinterschnitte aufweisender Erzeugnisse verwendet werden.The product manufactured with the device according to the invention is therefore very dense, free of bubbles and corresponds exactly to the HQ1 »der Casting mold. Since both mold parts of a casting mold can have smooth surfaces, it is possible to to produce a product that is smooth on both sides. One such result is with an open mold cannot be achieved and only using a compression mold expensive press tools. On the other hand, the costs for the molds of the device are lower because these forms are made of a relatively cheap material, e.g. B. reinforced Plastic. In addition, such molds can easily for the manufacture of products with complex shapes and undercuts be used.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Vorrats- -behälter zwischen der Trommelwand und deren Achse in radialer Richtung einstellbar. Die in die Gießform einzusp eis ende Menge des unter Zentrifugalkraft stehenden Kunststoffes -hängt vom nutzbaren Druckgefälle zwischen der Gießform und dem Behälter während des Schleuderns ab. Durch Andem des radialen Abstandes zwischen dem Behälter und der Gießform ist der Speisedruck in vorteilhafter Weise einzustellen. In a further development of the invention, the storage container is between the drum wall and its axis adjustable in the radial direction. The in the mold The amount of plastic under centrifugal force to be fed in depends the usable pressure gradient between the mold and the container during centrifugation away. By changing the radial distance between the container and the mold adjust the feed pressure in an advantageous manner.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung im wesentlichen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels des Gegenstandes der Erfindung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Schrägbild einer Schleudervorrichtung, F i g. 2 eine Einzelheit der Vorrichtung im Teillängsschnitt in anderem Maßstabe, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Gießform in wieder anderem Maßstab. The invention is explained below with reference to one in the drawing essentially schematically illustrated embodiment of the subject matter of the invention described. It shows F i g. 1 shows an oblique view of a centrifugal device, FIG. 2 a detail of the device in partial longitudinal section on a different scale, FIG. 3 is a longitudinal section through a mold on a different scale.

In der in der Zeichnung dargestellten Schleudervorrichtung ist eine Welle 10 in einem Fußlager 12 gelagert und ein oberes (nicht dargestelltes) Lager wird in der Mitte eines Stützrahmens gehalten. Von dem unteren- und oberen Endabschnitt der Welle 10 'gehen eine senkrechte zylindrische Trommel 18 unterstützende Speichen radial nach außen. Wie in F i g. 2 dargestellt ist -ist die Trommel 18 an ihrem unteren Ende im--Bereich ihres Außendurchmessers mit einer hölzernen Ringscheibe 20 versehen. Unter-;halb der Trommel 18 ist ein elektrischer Antriebsmotor 22 angeordnet, dessen Welle ein Antriebsrad 24 trägt, das mit der Ringscheibe 20- in Reibverbindung steht. In the spinner shown in the drawing is a Shaft 10 mounted in a foot bearing 12 and an upper (not shown) bearing is held in the middle of a support frame. From the lower and upper end sections the shaft 10 'has a vertical cylindrical drum 18 supporting spokes radially outwards. As in Fig. 2 is shown - the drum 18 is at its lower end in the area of its outer diameter with a wooden washer 20 provided. An electric drive motor 22 is arranged below the drum 18, the shaft of which carries a drive wheel 24 which is in frictional connection with the annular disk 20 stands.

Die senkrechte Wand der Trommel 18 ist mit einer Anzahl von auf einem Kreis entfernt voneinander angeordneten Haltern versehen, welche für die lös bare Aufnahme einer gleichen Anzahl zweiteiliger Gießformen 28 ausgebildet sind. Die Halter 26 sind nur schematisch dargestellt, da sie verschiedenartig ausgebildet sein können, z. B. als Klammern, als Haltelaschen und als Schrauben. Sie dienen nur dazu, die Lage der Gießformen 28 an der Trommel 18 zu sichern, -da während des Betriebes die Gießformen infolge der Wirkung der -Zentrifugalkräfte sicher an der Trommel gehalten werden. Radial einwärts jeder Gießform 28 ist ein Behälter 30 für die Aufnahme von plastischem- Formstoff in seiner ursprünglich flüssigen Phase vorgesehen. Der Behälter 30 kann einstellbar angebracht sein, und zwar entweder auf einem Arm 32 oder- auf einem kreisförmigen, von der .Welle 10 gehaltenen -Tisch- oder in entsprechender Weise an einer der oberen Speichen 16.- Die einstellbare Unterstützung des Behälters 30 kann auch in irgendeiner anderen geeigneten Art ausgeführt sein. So kann beispielsweise ein Schraubbolzen34 in ein Loch einer Anzahl von radial entfernt võneinander angeordneten Löchern 36 auf dem Arm 32 eingeschraubt sein. The vertical wall of the drum 18 is with a number of on one Circle spaced apart holders provided, which bare for the soluble Receiving an equal number of two-part casting molds 28 are formed. the Holders 26 are only shown schematically because they are designed in different ways can be, e.g. B. as brackets, as retaining tabs and as screws. You serve only to secure the position of the molds 28 on the drum 18, -da during the Operation of the molds due to the effect of the centrifugal forces safely on the Drum are held. Radially inward of each mold 28 is a container 30 for the inclusion of plastic molding material is provided in its originally liquid phase. The container 30 can be adjustably mounted either on an arm 32 or- on a circular, held by the shaft 10 -Table- or in the corresponding Way on one of the upper spokes 16.- The adjustable support of the container 30 can also be implemented in any other suitable manner. For example a bolt 34 into a hole of a number of radially spaced apart Holes 36 be screwed on the arm 32.

Jede Gießform 28 ist an ihrem unteren Abschnitt mit einer Leitung 38 versehen, welche zu dem ihr zugeordneten Speisebehälter 30 führt. Von dem oberen Abschnitt der Gießform sind eine oder mehrere Luftabführleitungen 40 vorgesehen, vorzugsweise radial nach innen geführt und münden in den Luftraum innerhalb des oberen Abschnittes des Behälters 30. Vorzugsweise bestehen sowohl die Speiseleitung 38 als auch die Luftabführleitung 40 aus durchscheinendem Werkstoff, z. B. Polyäthylen. Each mold 28 is at its lower portion with a conduit 38, which leads to the feed container 30 assigned to it. From the upper one One or more air discharge lines 40 are provided in the section of the casting mold, preferably guided radially inward and open into the air space within the upper portion of the container 30. Preferably there are both the feed line 38 as well as the air discharge line 40 made of translucent material, e.g. B. polyethylene.

Die Gießform 28 wird innen mit einem- das Haften verhindernden Mittel belegt, und beide Formhälften werden dann innen mit einem sogenannten gelierenden - Überzug - aus einérn plastischen GemiSöh - oder aus einem klaren- Kunstharz überzogen. Der tZberzug besteht aus einer üblichen Mischung aus synthetischen Harzen, z. B. Epoxy-, Phenol- oder Polyol ester-Harz, Füllstoffen, Katalysatoren und Beschleut nigern. Dieser gelierende- Überzug kann wenigstens teilweise aushärten oder-åbbinden und bildet. eine äußere Haut; welche nach Wunsch gefärbt werden kann und, wie oben erwähnt, als eine Schranke gegen das Erscheinen nachträglich eingeführter Glasverstärkungsfasern auf der Oberfläche des Elrzeugnisses dient. The mold 28 is internally coated with an anti-sticking agent occupied, and both mold halves are then inside with a so-called gelling - Coating - from a plastic GemiSöh - or from a clear synthetic resin coated. The coating consists of a common mixture of synthetic resins, e.g. B. Epoxy, phenolic or polyol ester resin, fillers, catalysts and accelerators niggle. This gelling coating can at least partially harden or set and educates. an outer skin; which can be colored as desired and, as above mentioned as a barrier against the appearance of subsequently introduced glass reinforcement fibers serves on the surface of the product.

Eine im wesentlichen der - Gestalt - des F-orminnern angepaßte Matte aus Glasverstärkungsfaserri wird in eine der Formhälften gelegt, diese-Hälften werden zusammengesetzt und von einem Halter 26 an der Trommelwand 18 gesichert. Der Speisebehäl ter 30 wird mit einer vorbestimmten Menge einer -flüssigen Mischung aus einem Kunstharzwerkstoff, Füllstoffen, Beschleunigern und Katalysatoren - gefüllt. Die notwendige Größe des Speisedruckes der synthetischen Kunstharzmischung zum Einbringen in die Gießform 28 hängt von der Art des herzustel lenden Erzeugnisses ab. Der radiale Abstand zwischen der Form und dem Behälter 30 wird so eingestellt, daß eine angemessene Menge der flüssigen plastischen Mischung zwischen ihnen -fließt, wenn die Trommel mit ihrer Betriebsdrehzahl. gedreht wird. A mat essentially adapted to the shape of the inside of the shape made of fiberglass is placed in one of the mold halves, these halves become assembled and secured by a holder 26 on the drum wall 18. The food container ter 30 is mixed with a predetermined amount of a liquid mixture of a synthetic resin material, Fillers, accelerators and catalysts - filled. The necessary size of the Feed pressure of the synthetic resin mixture for introduction into the casting mold 28 depends on the type of product to be manufactured. The radial distance between the mold and the container 30 is adjusted so that an appropriate amount of liquid plastic mixture between them -flows when the drum with their Operating speed. is rotated.

Beim Drehen der Trommel wird die Drenhewegung so lange fortgesetzt, bis die in den Behälter 30 eingebrachte Menge unter der Wirkung - der Flieht kraft in die Gießform 28 - geflossen ist. Wenn die Mischung -aus synthetischem - Harz in die Form28 zu fließen beginnt, schiebt sie die Luft vor sich her und verdrängt sie über die Abführleitung 40 aus der Gießform. In manchen Fällen kann auch die aus der Form verdrängte Luft -über die Speiseleitung 38 geführt werden. Das Auftauchen einer geringen Menge der Kunstharzmischung aüs' det Form in der Luft abführleitung 40 ist -ein geeignetes Zeichen für die vollständige Füllung der Form. Infolge der Wirkung der Zentritugalkräfte füllt die flüssige Kunstharz--mischung vollständig alle Innenräume der Gießform aus und durchtränkt die Glasfasermatte vollständig. As the drum rotates, the rotation continues until until the amount introduced into the container 30 under the effect - the fleeing force into the mold 28 - has flowed. If the mixture - made of synthetic - resin begins to flow into the form28, it pushes the air in front of it and displaces it they via the discharge line 40 from the mold. In some cases, the Air displaced from the mold can be passed through the feed line 38. The emergence A small amount of the resin mixture forms in the air discharge line 40 is a suitable symbol for the complete filling of the form. As a result of The effect of the centrifugal forces completely fills the liquid synthetic resin mixture all interiors of the mold and soaks the glass fiber mat completely.

Die Austreibung der ursprünglich in-der Form; in der Verstärkungsmatte- und vielleicht in der-flüssigen Mischung enthaltenen Luft durch den eintretenden Harzwerkstoff vermeidet die Bildung von Luftblasen im Innern des hergestellten Erzeugnisses.-In dieser Beziehung ist es wichtig, -zu bemerken; daß die in die Form eintretende Harzmischung durch die auf sie wirkenden Zentrifugalkräfte gezwungen ist, durch die Glasverstärkung hindurch zu dem radial äußeren Teil der Gießform zu fließen. Wie in F i g. 3 dargestellt ist, findet der Aufbau der Kunstharzmischung in der Gießform in der Richtung vom radial äußeren zum radial inneren Abschnitt der Form und vom Boden der Form an aufwärts statt, wobei unerwünscht Luft unabhängig von örtlichen Unterschieden in der Dichte der Glasfaserverstärkungsmatte sicher austreten kann. Diese Dickenunterschiede sind wegen des unterschiedlichen Widerstandes, welchen sie der flüssigen Harzmischung entgegensetzen, hauptsächlich für das Einschließen von Luft und die Bildung von Blasen verantwortlich, wenn die Mischung einfach unter einem von außen wirkenden Druck in die Gießform gefüllt wird.The expulsion of the originally in-the form; in the reinforcement mat and perhaps air contained in the-liquid mixture by the entering Resin material prevents the formation of air bubbles inside the manufactured product.-In It is important to note this relationship; that the resin mixture entering the mold is forced through the centrifugal forces acting on it the Glass reinforcement to flow therethrough to the radially outer part of the mold. As in Fig. 3 shows the structure of the synthetic resin mixture in the casting mold in the direction from the radially outer to the radially inner portion of the mold and from Bottom of the mold held upwards, leaving undesirable air regardless of location Differences in the density of the glass fiber reinforcement mat can safely escape. These thickness differences are due to the different resistance which oppose them to the liquid resin mixture, mainly for entrapping of air and the formation of bubbles are responsible if the mixture simply takes under an externally acting pressure is filled into the mold.

Das Schleudern der Form wird so lange fortgesetzt, bis die Harzmischung zu gelieren oder zu erhärten beginnt. Wenn die Form selbst aus verstärktem Kunstharz hergestellt ist, halten deren Isoliereigenschaften die durch den exothermischen, katalytischen Vorgang innerhalb der Mischung geschaffene Wärme zurück und beschleunigen wesentlich den Gelier- und Erhärtungsvorgang. Der Form kann zusätzlich äußere Wärme mit Hilfe von elektrischen Widerstandsspulen oder durch Vorbeistreichen erhitzter Luft an der Gießform zugeleitet werden. The spinning of the mold is continued until the resin mixture begins to gel or harden. If the mold itself is made of reinforced resin manufactured, their insulating properties keep those caused by the exothermic, heat created within the mixture and accelerate the catalytic process essentially the gelling and hardening process. The form can also receive external heat with the help of electrical resistance coils or by swiping heated ones Air can be supplied to the mold.

Wenn die gegossene Masse ausgeliert ist, wird die Gießform 28 von der Trommel 18 entfernt und bleibt so lange zusammen, bis das darin eingegossene Erzeugnis ausreichend hart ist. Daraufhin wird das Erzeugnis aus der Form gelöst. When the cast mass has gelled, the mold 28 is from the drum 18 is removed and remains together until the poured into it Product is sufficiently hard. The product is then released from the mold.

Es ist selbstverständlich, daß verschiedenartige Abwandlungen innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen. Zum Beispiel kann das Entweichen der Luft aus der Gießform und aus dem darin eingeschlossenen Stoff durch die Einwirkung eines auf die Luftabführleitung ausgeübten Soges unterstützt werden, und zwar vorzugsweise während des Schleudervorganges. Wie vorstehend ausgeführt, kann jede Gießform ihren eigenen Speisebehälter für die Aufnahme des flüssigen Werkstoffes haben. Es kann natürlich auch ein allen Gießformen gemeinsamer Speisebehälter vorgesehen sein, der durch einzelne Speiseleitungen mit jeder der Formen verbunden ist. It goes without saying that various modifications within are within the scope of the invention. For example, air can escape from it the mold and the substance enclosed in it by the action of a Suction exerted on the air discharge line can be supported, preferably during the spin process. As stated above, any mold can be yours own food container for the reception of the liquid material. It can Of course, a food container common to all casting molds can also be provided, which is connected to each of the forms by individual feed lines.

Claims

Claims: 1. Device for manufacturing objects from Plastic by molding with at least one moving on a circular path Casting mold, characterized in that on the wall of a rotatable, vertical drum (18) individual casting molds (28) can be detachably attached, each of which is at its lower Area connected to a storage container (30) for plastic that the storage container lies between the drum axis (10) and the wall having the mold half and is connected to each mold by means of a conduit (38) and that an organ (40) for dile air discharge from the upper part of each mold is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the storage container (30) adjustable in the radial direction between the drum wall and its axis (10) is.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the organ for the evacuation of air has a channel (40) which communicates with the upper part of the reservoir (30) is connected.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that on the wall of the drum (18) at a distance form holder (16) for releasable attachment the molds (28) are provided.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,115,009; Swiss Patent No. 304468; U.S. Patent No. 2913 036.