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Spritzgußmaschine zur Verarbeitung irreversibel härtbarer Kunststoffe
Die Erfindung betrifft eine Spritzgußmaschine zur Verarbeitung irreversibel härtbarer
Kunststoffe, bei der ein den Kunststoff aufnehmender flexibler, dünnwandiger, sackartiger
Behälter mittels eines in den Druckzylinder einführbaren Druckmittels auspreßbar
und der freie Rand dieses Behälters einspannbar ist.
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Es ist bekannt, irreversible härtbare Kunststoffe, die entweder vorerhitzt
werden müssen, damit sie einen spritzfähigen Zustand einnehmen, oder bereits bei
normaler Raumtemperatur spritzfähig sind, in eine auf Polymerisationstemperatur
erhitzte, geschlossene Form einzuspritzen. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung
für thermoplastische Kunststoffe geeigneter Kolbenspritzgußmaschinen die bei der
Verschiebung des Arbeitskolbens erzeugte Reibungswärme ausreicht, den in den Spalt
zwischen Kolben und Massezylinder eingedrungenen Kunststoffilm auszuhärten, was
zur Folge hat, daß bei einem mehrmaligen Verschieben des Kolbens dieser im Massezylinder
festfrißt. Auch mit einer Kühlung ist nicht zu verhindern, daß durch Reibungswärme
Teile des zu verarbeitenden Kunststoffes im Spalt zwischen Kolben und Zylinder aushärten
und den Kolben festlegen.
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Bei einer Spritzgußmaschine für thermoplastische Kunststoffe ist
es bekannt, in den Druckzylinder einen sackartigen Behälter einzusetzen, der den
zu verspritzenden Kunststoff aufnimmt. Der thermoplastische Kunststoff soll in diesem
Behälter aus Metall außerhalb der Maschine vorerhitzt werden.
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Der Druckzylinderkolben besitzt bei dieser bekannten Maschine lediglich
einen solchen Durchmesser, daß ein Spalt zwischen Zylinderwand und Kolben entsteht,
in dem der stehenbleibende und der durch den verschobenen Kolben umgestülpte B ehälterwandteil
Platz finden. Der Behälter hat hier lediglich die Aufgabe, ein Reservoir an thermoplastischem
Kunststoff zu bilden, das außerhalb der Spritzgußmaschine erhitzt werden kann. Außerdem
kann dieser bekannte hitzebeständige Behälter aus Metall infolge der bleibenden
Verformung nur einmal verwendet werden. Würde ein elastischer, dünnwandiger Werkstoff
verwendet, bestünde die Gefahr, daß der Behälter im umgestülpten Behälterbereich
platzt. Es ist weiter bekannt, für einen zu verspritzenden thermoplastischen Kunststoff
einen Behälter zu verwenden, bei dem der Boden abtrennbar ist und sich mit dem Kolben
gegenüber der stehenbleibenden Behälterwandung verschiebt.
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Ferner ist Gegenstand eines älteren Rechtes eine Spritzgußmaschine
zur Verarbeitung von Duroplasten, bei der ein den faserstoffhaltigen Kunststoff
in an sich bekannter Weise aufnehmender flexibler, dünnwandiger, in den-Druckzylinder
einsetzbarer blasen- oder sackartiger Behälter mittels eines in den Druckzylinder
einführbaren Druckmittels auspreßbar ist.
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Weiterhin ist es- bereits bekannt, einen Kolben zu verwenden, der
ein Stülpen des Behälters verursacht.
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Bei einem solchen Stülpvorgang wird die Gefahr des Platzens des Behälters
an der Stülpkante beträchtlich vergrößert, so daß ein solcher Behälter im wesentlichen
lediglich für einen einmaligen Gebrauch bestimmt ist. Wenn ein solcher Behälter
platzt, tritt die Gefahr des Festfressens des Kolbens im Druckzylinder wieder auf,
weil dann der Kunststoff aus dem geplatzten Behälter in den Spalt zwischen Kolben
und Druckzylinder eintritt.
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Der Erfindung liegt die Aüfgabe zugrunde, eine Spritzgußmaschine
der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die Dauerstandfestigkeit des
den Kunststoff aufnehmenden Behälters merklich größer ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß in an sich bekannter Weise ein zylindrischer,
vom Druckzylinder eng umschlossener, vom Druckzylinderauslaß her füllbarer Behälter
angeordnet ist und als Druckmittel ein passend im Druckzylinder verschiebbarer Kolben
vorgesehen ist, dessen wirksame vordere Kolbenfläche dem Querschnitt der Kolbenführung
im Druckzylinder entspricht, und daß der Boden des Behälters mit dem Kolben über
seine gesamte wirksame Kolbenfläche verbunden und der Kolbenhub so bemessen ist,
daß der Behälter in der Ausgangsstellung gestreckt ist.
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Durch die Vereinigung dieser Merkmale wird erreicht, daß das Material
des flexiblen Behälters, da er
während des Austreibvorganges des
Kunststoffes allseitig durch feste Flächen (Druckzylinderwand bzw.
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Stirnseite des Kolbens) abgestützt ist, nicht überbeansprucht und
damit auch die Gefahr des Platzens des Behälters vermieden ist. Durch das Verbinden
des Behälterbodens mit dem Kolben und der infolge des längeren Kolbenhubes auftretenden
Dehnung des Behälters wird eine besonders schonende Faltung der Behälterwandung
beim Vortreiben des Kolbens im Druckzylinder erreicht, so daß hierdurch zusätzlich
die Lebensdauer des verwendeten Behälters erhöht wird.
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Damit der Inhalt des Druckzylinders möglichst rückstandfrei ausgespritzt
werden kann, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Bodeninnenseite der
Austrittsdüse angepaßt kegelstumpfförmig.
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Nach einem anderen erfindungsgemäßen Merkmal kann der Boden des sackartigen
Behälters verstärkt sowie armiert sein und den Kolben selbst bilden.
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Bis auf die beanspruchte Bodenverbindung des Behälters ist die Erfindung
eine Kombination an sich nicht erfinderischer Merkmale.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
und nachstehend erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen schematischen Längsmittelschnitt
durch die Spritzgußmaschine nach der Erfindung und F i g. 2 einen Schnitt nach einer
geänderten Ausführungsform.
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Die Spritzgußmaschine weist wie üblich einen Druckzylinder 1 mit
einer zylindrischen Innenwand 2 auf. In den Druckzylinder 1 ist ein Behälter 3 aus
einem elastischen, abriebfesten und widerstandsfähigen Material eingeführt. Die
Wand 4 des elastischen Behälters liegt eng an der Innenwand 2 des Druckzylinders
1 an.
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Der nach außen umgeschlagene Behälterrand 5, der vorzugsweise wulstförmig
ausgebildet ist, wird mittels eines z. B. durch nicht dargestellte Schrauben an
der Stirnseite des Druckzylinders 1 angedrückten Spannringes 6 befestigt.
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Auf die Stirnseite des Druckzylinders 1 ist ein Deckel 7 mit einer
Auslaßöffnung 8 aufgesetzt. Die Auslaßöffnung8 kann mit der Spritzgußform verbunden
werden. Die Deckelinnentläche 9 verläuft vom Deckelrand zur Auslaßöffnung8 hin leicht
konisch oder gewölbt, so daß der vom Deckel umschlossene Raum verhältnismäßig klein
ist.
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Der Deckel 7 ist mittels einer Überwurfinutter 10 am Druckzylinder
1 befestigt. Selbstverständlich wäre auch eine andere Befestigungsart möglich, z.
B. könnte der Deckel auch abklappbar ausgebildet sein.
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Der Bodenll des elastischen Behälters 3 ist an einem Kolben 12, der
im Druckzylinder geführt ist, befestigt. Hierzu dient eine Scheibe 13, die durch
nicht dargestellte Schrauben am Kolben befestigt wird und die den Behälterboden
gegen die Kolbenoberseite preßt.
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Der Kolben 12 setzt sich in eine Kolbenstange 14 fort, an deren Ende
ein Kolben 15 vorgesehen ist.
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Durch Einführen eines Druckmittels über die Öffnungen 16 bzw. 17 vor
oder hinter den Kolben 15, kann dieser und damit der Kolben 12 hin und her bewegt
werden.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Es wird angenommen, daß der Kolben
12 sich in der in der Zeichnung dargestellten Ausgangsstellung befindet.
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Der elastische Behälter 3 ist bis zum Rand mit dem zu verspritzenden
Kunststoff Duroplast gefüllt, und der Deckel 7 ist aufgesetzt, und die Vorrichtung
ist mit der Form verbunden. Der elastische Behälter, der normal nur die strichliniert
angedeutete Länge besitzt, ist auf die doppelte Länge gestreckt, wenn sich der Kolben
12 in seiner Ausgangsstellung befindet.
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Durch Einleiten eines Druckmittels über die Öffnung 16 wird der Kolben
12 zur Auslaßöffnung hinbewegt.
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Der zu verspritzende Kunststoff wird über die Öffnung 8 in die nicht
dargestellte Spritzgußform gedrückt. Da normalerweise die Menge des zu verspritzenden
Kunststoffs im elastischen Behälter für mehrere Spritzvorgänge ausreicht, erfolgt
die Bewegung des Kolbens 12 schrittweise. Selbstverständlich könnte mit dem Behälterinhalt
auch nur ein einziges großes Werkstück gespritzt werden. Beim Zusammendrücken des
elastischen Behälters legt sich die Behälterwand 4 in Falten. Die Streckung des
Behälters in der Ausgangsstellung verhindert eine zp große Faltenbildung. Zum Füllen
des Behälters wird der Kolben 12 in die Ausgangsstellung zurückbewegt, der Deckel
7 abgenommen und der neue zu verspritzende Kunststoff in den Behälter eingefüllt.
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F i g. 2 zeigt eine geänderte Ausführung der erfindungsgemäßen Spritzgußmaschine.
Im Gegensatz zu der Spritzgußmaschine nach F i g. 1 ist der Boden 11 des Behälters
3 anstatt mittels einer Scheibe durch ein stumpfkegeliges Teil 20 am Kolben 12 befestigt.
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Die Form des Teils 20 ist der Form der Deckelinnenwand angepaßt. Der
Kegel 20 kann aus einem starren Material oder aber auch aus einem etwas nachgiebigen
Material bestehen. Mit dem Kolben 12 sind Stangen 21 und 22 verbunden, die durch
den Boden des Druckzylinders 1 treten und am freien Ende Köpfe 23 bzw. 24 besitzen.
Federn 25 und 26 versuchen den Kolben 12 stets in seine in der Zeichnung dargestellte
Ausgangsstellung zurückzuziehen. Über die Öffnung 27 im Boden des Druckkörpers 1
kann ein Druckmittel hinter den Kolben geleitet werden, der dadurch angehoben wird
und den- elastischen Becher zusanruendrückt, wodurch der zu verspritzende Kunststoff
aus der Austrittsöffnung gedrückt wird.
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Um eine bessere Faltung des zusammengedrückten elastischen Behälters
3 zu erzielen, kann dessen Wand bereits vorgefaltet sein.
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Ferner kann der Boden des Bechers 3 verstärkt ausgebildet und gegebenenfalls
mit einer Armierung versehen sein, so daß er selbst den Kolben bildet.