DE1279318B

DE1279318B - Method and device for casting workpieces in open molds

Info

Publication number: DE1279318B
Application number: DEK55591A
Authority: DE
Inventors: Alfred Meier
Original assignee: Kolmar Cosmetics Europa AG
Current assignee: Kolmar Cosmetics Europa AG
Priority date: 1964-03-27
Filing date: 1965-03-19
Publication date: 1968-10-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Gießen von Werkstücken in offenen Formen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Werkstücken in offenen Formen aus einem bei der Erstarrung einen Schwund aufweisenden Werkstoff, bei welchem das durch Erwärmen verflüssigte Material in eine Form gegossen wird und in dieser im wesentlichen durch Abkühlung erstarrt.Method and device for casting workpieces in open molds The invention relates to a method for casting workpieces in open molds made of a material exhibiting shrinkage during solidification, in which the material liquefied by heating is poured into a mold and in this in essentially solidified by cooling.

Bekanntlich schwinden die meisten gießfähigen Werkstoffe beim Erstarren. It is well known that most castable materials shrink when they solidify.

Es wurde bereits versucht, den beim Erstarren auftretenden Schwund zu kompensieren bzw. die Bildung von Lunkern zu vermeiden, indem man unter Druck arbeitet und die sich an der Oberfläche des Werkstücks beim Erstarren bildende Vertiefung durch nachträglich zugegebenen flüssigen Werkstoff ausgleicht. Attempts have already been made to reduce the shrinkage that occurs during solidification to compensate or avoid the formation of cavities by applying pressure works and the depression that forms on the surface of the workpiece when it solidifies compensated by subsequently added liquid material.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines einfach ausführbaren Verfahrens zum Gießen von Formmassen, bei dem weder die Anwendung von Druck noch eine zusätzliche flüssige Forrnmasse zum Schwundausgleich erforderlich ist. The object of the invention is to create a simple feasible method for casting molding compounds, in which neither the application of Pressure, an additional liquid molding compound is required to compensate for shrinkage is.

Die Besonderheit dieses Verfahrens besteht darin, daß die nach oben offene Schicht des in die Form gegossenen Materials durch örtliches Erwärmen wenigstens während eines Teils der Abkühldauer des gegossenen Körpers in flüssigem Zustand gehalten wird. The peculiarity of this procedure is that the top open layer of the material poured into the mold by local heating at least during part of the cooling period of the cast body in the liquid state is held.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für das Gießen von Stäbchen oder Werkstücken mit ähnlichen Abmessungen aus einem Werkstoff, der vorzugsweise einen niedrigen Schmelzpunkt hat, wie Kunstharz, Wachs, Fettkörper, Schminke oder eine andere einfache oder zusammengesetzte Substanz mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften, und zwar insbesondere, wenn diese Werkstücke in einem Etui zur Einzelverpackung gegossen werden, welches gleichzeitig die Aufgabe einer Gießform erfüllt. The method according to the invention is particularly suitable for casting of rods or workpieces with similar dimensions made of a material that preferably has a low melting point, such as synthetic resin, wax, fat, Make-up or any other simple or compound substance with similar ones physical properties, especially when these workpieces are in one Case for individual packaging can be poured, which at the same time the task of a Mold met.

Die örtliche Erwärmung erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch elektromagnetische Strahlung, z. B. durch Wärmestrahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, am Ende der Erstarrung des gegossenen Körpers. Local heating takes place in the method according to the invention by electromagnetic radiation, e.g. B. by thermal radiation, especially infrared radiation, at the end of the solidification of the cast body.

Gemäß einer Ausführungsform wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Fördervorrichtung, z. B. ein Förderband verwendet, auf welcher die gegossenen Körper in der Gießstellung abgekühlt und auf wenigstens einem Teil ihres Weges örtlich erwärmt werden; zweckmäßig geschieht dies durch Vorbeiführen an einem Infrarotstrahler. According to one embodiment, in the method according to the invention a conveyor, e.g. B. used a conveyor belt on which the cast Body cooled in the casting position and locally on at least part of its way to be heated; this is expediently done by passing an infrared heater.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung weiter erläutert. The invention is explained further below with reference to the drawing.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines in bekannter Weise gegossenen Lippenstifts; Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegossenen Lippenstifts; F i g. 3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur fortlaufenden Herstellung von Lippenstiften. Fig. 1 is a sectional view of one cast in a known manner Lipstick; Fig. 2 is a sectional view of one according to the method of the present invention poured lipstick; F i g. 3 schematically shows a device according to the invention for the continuous production of lipsticks.

Es ist bereits bekannt, jeden Lippenstift in einer Einzelform zu gießen, welche aus einer Kapsel mit spitzbogenförmigem Hohlraum besteht. Diese Kapsel besteht zweckmäßig aus einem durchsichtigen Werkstoff und ist mit Einrichtungen zum Einsetzen in ein Lippenstiftetui versehen, so daß sie als Verpackung dienen kann, in welcher der Stift bis zu seiner Benutzung verbleibt. It is already known to use every lipstick in a single form pour, which consists of a capsule with an ogival cavity. This capsule consists expediently of a transparent material and is equipped with facilities provided for insertion in a lipstick case, so that they serve as packaging can, in which the pen remains until it is used.

Die längliche Form des Lippenstifts ist nun für die Bildung von Lunkern oder ähnlichen Fehlern besonders günstig, da die Kühlung des Werkstoffs im wesentlichen durch die Wand der Kapsel hindurch erfolgt, deren Umfang klein gegenüber der axialen Länge des Stifts ist. Die Erstarrung beginnt an der Spitze des Stifts und steigt dann längs der Wand der Kapsel auf, wobei die Trennfläche zwischen der Flüssigkeit und dem erstarrten Stoff im wesentlichen konisch bleibt, wobei die Spitze nach unten gerichtet ist. Am Ende der Erstarrung erscheinen daher in der Achse des oberen Abschnitts des Stifts liegende Lunker und schließlich eine sehr ausgeprägte Einsenkung an der Oberseite oder dem Fuß des Stifts. The elongated shape of the lipstick is now used for the formation of cavities or similar errors particularly favorable, since the cooling of the material is essentially takes place through the wall of the capsule, the circumference of which is small compared to the axial Length of the pen is. The solidification starts at the tip of the pen and increases then along the wall of the capsule, the interface between the liquid and the solidified material remains substantially conical with the tip pointing downward is directed. At the end of solidification, therefore, appear in the axis of the upper section of the pin lying voids and finally a very pronounced depression on the Top or bottom of the pen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht die Kapsel 10 häufig aus zwei Teilen, von denen der eine die eigentliche entfernbare Schutzkapsel 12 des Lippenstifts 14 bildet, während der andere eine ringförmige Muffe 16 ist, deren Innenfläche Gewinde, Riefen oder Vorsprünge 18 zur festen Verbindung mit dem Fuß 20 des Stifts aufweist, und auf welche die Einrichtungen zur axialen Verschiebung des Stifts 14 in seinem Etui 22 einwirken. Diese Einrichtungen können einfach durch einen von der Muffe 16 getragenen Stift 24 gebildet werden, welcher in einer auf der Innenseite des Etuis 22 gebildeten Schraubennut 26 geführt wird und durch einen Längsschlitz 28 in einer drehbaren Hülse tritt, welche zwischen dem Stift und seinem Etui angeordnet ist und an einer Axialverschiebung gegenüber demselben verhindert ist, wobei das aus dem Etui vorstehende Ende der Hülse 30 den Betätigungsknopf 32 bildet. As shown in Fig. 1, the capsule 10 often consists of two Parts, one of which is the actual removable protective capsule 12 of the lipstick 14 forms, while the other is an annular sleeve 16, the inner surface of which is threaded, Has grooves or projections 18 for fixed connection to the base 20 of the pin, and on which the means for the axial displacement of the pin 14 in his Act in case 22. These facilities can be easily accessed by one of the sleeve 16 carried pin 24 are formed, which in a on the inside of the Case 22 formed screw groove 26 is guided and through a longitudinal slot 28 occurs in a rotatable sleeve, which is arranged between the pen and its case is and is prevented from axial displacement with respect to the same, wherein the The end of the sleeve 30 protruding from the case forms the actuating button 32.

Das Vorhandensein der am Ende der Erstarrung in dem Fuß 20 des Stifts 14 gebildeten Einsenkung 33 und Lunker 34 ist bei der obigen Ausführung besonders schädlich, da die Bruchfestigkeit des Stifts an der Stelle seiner Einspannung in der Muffe 16 erheblich geschwächt wird, wo gerade die höchsten Beanspruchungen auftreten. Es besteht daher die Gefahr, daß der Stift 14 entweder bei der Entfernung der Schutzkapsel 12 oder bei einer späteren Verwendung an dieser Stelle bricht und hierdurch vollständig unbrauchbar wird. The presence of the end of solidification in the base 20 of the pin 14 formed depression 33 and cavity 34 is special in the above embodiment harmful, since the breaking strength of the pin at the point where it is clamped in the sleeve 16 is considerably weakened where the highest stresses occur. There is therefore the risk that the pin 14 either when removing the protective capsule 12 or, if used at a later date, breaks at this point and thereby completely becomes unusable.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren treten derartige Fehler nicht auf, da jede Kapsel einzeln gefüllt und die Abkühlung so lange fortschreiten gelassen wird, bis die Erstarrung die oberste Werk stoffschicht erreicht hat. Von diesem Augenblick an wird die oberste Werkstoffschicht, z. B. mittels einer Strahlung, in flüssigem Zustand gehalten, wodurch die Bildung von Lunkern in dem Körper des Stifts verhindert wird. Das Erwärmen wird abgebrochen, wenn nur noch eine dünne praktisch waagerechte flüssige Werkstoffschicht übrigbleibt, welche schnell erstarrt; die Tiefe der hierbei entstehenden Einsenkung ist höchstens gleich der Dicke dieser Schicht bei Abstellung der Erwärmung. Such errors do not occur in the method according to the invention on, since each capsule is filled individually and the cooling is allowed to continue for so long until the solidification has reached the top layer of material. Of this At the moment the top layer of material, e.g. B. by means of radiation, kept in a liquid state, causing the formation of voids in the body of the Pen is prevented. The heating is canceled when only a thin one practically horizontal liquid material layer remains, which solidifies quickly; the depth of the resulting depression is at most equal to its thickness Shift when heating is turned off.

F i g. 2 zeigt einen Axialschnitt eines Lippenstifts, welcher dem der Fig. 1 gleicht, aber nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Wie man sieht, hat der Schwund während der Erstarrung des den Lippenstift 14'bildenden Werkstoffs eine sehr flache Einsenkung33' an dem Ende des Stifts zur Folge, welches etwas hinter dem Ende der Muffe 16' zurückliegt, deren frei gelassener Innenraum dem Schwundvolumen des Werkstoffs des Stifts entspricht. Der erfindungsgemäß hergestellte Stift weist also keinen Fehler auf, welcher einen Bruch an der Stelle der Muffe 16' bewirken kann. F i g. Fig. 2 shows an axial section of a lipstick corresponding to the is similar to FIG. 1, but is produced according to the method according to the invention. As it can be seen that the shrinkage occurs during the solidification of the lipstick 14 'forming Material results in a very shallow depression 33 'at the end of the pin, which slightly behind the end of the sleeve 16 ', the interior of which is left free corresponds to the shrinkage volume of the material of the pin. The manufactured according to the invention So the pin has no defect, which is a break at the point of the socket 16 'can cause.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die vorher mit geschmolzenem Werkstoff gefüllten Kapseln 10 werden auf eine Fördervorrichtung 40 gebracht, welche sie mit konstanter langsamer Geschwindigkeit von z. B. 2 cm/s mitnimmt. Während des ersten Abschnitts A ihres Weges kühlt sich der in den Kapseln 10 enthaltene Werkstoff in etwa 1 Minute von der Gießtemperatur in der Größenordnung von 80 bis 1000 C bis auf etwa Umgebungstemperatur ab. In diesem Augenblick ist der größte Teil des Werkstoffs erstarrt, und die Bildung von Lunkern würde beginnen, wenn die Kapseln nicht in diesem Augenblick unter eine z. B. aus Infrarotlampen bestehende Heizanordnung 42 kämen, die etwa 10 cm über der freien Oberfläche der Stäbe liegt. Die Länge der Anordnung 42 ist so gewählt, daß die Strecke B in etwa 1 Minute durchlaufen wird. Nach diesem Zeitraum ist der ganze Werkstoff des Stifts erstarrt, mit Ausnahme einer dünnen, praktisch waagerechten Schicht, deren Dicke insbesondere von der Stärke der Strahlung, ihrem Eindringvermögen in den die Stifte bildenden Werkstoff und der Wärmeleitfähigkeit desselben abhängt. Die Erstarrung des Werkstoffs wird hierauf während der Strecke C durch natürliche Kühlung oder durch Durchgang der Kapseln 10 durch einen KühltunneI 44 zu Ende geführt. Fig. 3 shows schematically an apparatus for carrying out the invention Procedure. The capsules 10 previously filled with molten material are opened brought a conveyor 40, which it at constant slow speed from Z. B. 2 cm / s. During the first section A of its way it cools down the material contained in the capsules 10 in about 1 minute from the casting temperature on the order of 80 to 1000 C down to about ambient temperature. In this At the moment most of the material has solidified and voids have formed would start when the capsules don't at this moment under a z. B. off Infrared lamps existing heater assembly 42 would come about 10 cm above the free Surface of the bars lies. The length of the arrangement 42 is chosen so that the route B is run through in about 1 minute. After this period, all of the material is of the pen solidified, with the exception of a thin, practically horizontal layer, whose thickness depends in particular on the strength of the radiation, its ability to penetrate into the material forming the pins and the thermal conductivity of the same depends. The solidification of the material is then natural during the section C Cooling or by passage of the capsules 10 through a cooling tunnel 44 to the end.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich nicht nur zu der oben beschriebenen Herstellung von Lippenstiften, sondern allgemein beim Gießen von verhältnismäßig massiven länglichen Werkstücken in offenen Formen, z. B. in Form von Stäbchen od. dgl., anwenden, bei denen Werkstoff einen beträchtlichen Schwund und vorzugsweise einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist, wie z. B. Kunstharz, Wachs, Fettkörper, Schminke. Ferner kann das erwähnte Heizverfahren durch ein beliebiges gleichwertiges Verfahren ersetzt werden, z. B. Hochfrequenzheizung, Induktionsheizung oder dielektrische Heizung. The method according to the invention can be applied not only to that described above Manufacture of lipsticks, but generally when pouring proportionately massive elongated workpieces in open shapes, e.g. B. od in the form of chopsticks. Like., Apply in which material a considerable shrinkage and preferably has a low melting point, e.g. B. synthetic resin, wax, fat, make-up. Further, the aforementioned heating method can be performed by any equivalent method be replaced, e.g. B. high frequency heating, induction heating or dielectric Heater.

Claims

Claims: 1. Method for casting workpieces in open Shapes from a material exhibiting shrinkage during solidification, in which the material liquefied by heating is poured into a mold and in this essentially solidified by cooling, characterized in that the upward open layer of the material poured into the mold by local heating at least during part of the cooling period of the cast body in the liquid state is held.

2. The method according to claim 1, characterized in that the local Heating takes place by electromagnetic radiation, in particular by irradiation the free surface of the cast body with thermal radiation.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that local heating only at the end of the solidification process of the cast body, takes place in particular after the free surface has subsided.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the local heating is continued until the kept in a flowable state, free surface layer is practically horizontal and practically constant Having thickness.

5. Device for performing the method according to the claims 1 to 4, characterized in that a conveyor device (40) on which casting molds (10) can be placed, is provided and that above the conveyor device (40) a Heating arrangement (42) and a cooling tunnel (44) is arranged.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the heating arrangement (42) off consists of a rod emitting infrared rays which the casting molds (10) are guided past with the aid of the conveyor device (40).

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the conveyor (40), seen in the conveying direction, in front of the heating arrangement (42) has a cooling section (A).

Documents considered: German Patent No. 883 062.