DE1454929C3 - Spritzgießform zur Verarbeitung von vernetzenden Kunst- und Naturstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießform zur Verarbeitung von vernetzenden Kunst- und Naturstoffen mit um die Angußverteilerkanäle der Spritzgießform angeordneten Temperiervorrichtungen.

Solche Formen gelangen bevorzugt im Zusammenhang mit Spritzgießmaschinen zur Anwendung, wobei diese Maschinen eine Einspritz-Einheit, die in der Regel aus einem beheizbaren Plastifizierzylinder mit einer darin dreh- und axial verschiebbaren Schnecke oder einem axial verschiebbaren Kolben besteht, und eine Formschließ-Einheit, die im wesentlichen eine fest am Maschinenbett angeordnete Formaufspannplatte und eine auf Holmen bewegliche Formaufspannplatte umfaßt, auf welchen die beiden Hälften einer Spritzgießform befestigt werden, aufweisen.

Es sind bereits Formen bekanntgeworden, bei denen um die Angußverteilerkanäle (und teilweise auch um die Formenhohlräume) Heizvorrichtungen angeordnet sind, und zwar für die Thermoplast-Verarbeitung (USA.-Patentschrift 2 773 284) wie auch für die Verarbeitung von vernetzenden bzw. von wärmehärtbaren Stoffen (USA.-Patentschrift 2 460 831). Weiterhin ist auch eine Form bekannt, bei der für die Verarbeitung von vernetzenden Werkstoffen eine Temperierung der Anguß- bzw. Verteilerkanäle und auch des Formenhohlraumes durch entsprechende Bohrungen in den Formhälften zum Zwecke der Erhaltung der Fließfähigkeit des zu verarbeitenden Materials vorgesehen ist (USA.-Patentschrift 2 476 884). Wärmeleitsperren etwa zwischen den Angußverteilerkanälen und den Formenhohlräumen gehören ebenfalls zu den bekannten Vorrichtungen (USA.-Patentschriften 2 770 011 und 2 865 050), hier insbesondere für das Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffen.

Bekanntgeworden ist ebenso eine Ventil-Nadel, die in den Angußverteilerkanal einer Form hineinragt φ und die stets im Rhythmus der Arbeitstakte einer Spritzgußmaschine verschoben wird. Mit dieser Maßnähme soll bewirkt werden, daß nach jeder Formfüllung die Anspritzstelle und damit der jeweilige Formenhohlraum verschließbar ist (USA.-Patent 2 773 284). Der vorliegende Erfindungsgedanke wird jedoch durch diese Vorschläge nicht berührt.

Wenn bei der Verarbeitung von vernetzenden Kunst- oder Naturstoffen hinsichtlich der Temperaturführung in der Form keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, dann hat das zur Folge, daß bei normal beheizter Form nach jedem Arbeitsgang nicht nur die Formenhohlräume selbst von den Formteilen, sondern auch die Anguß- und Verteilerkanäle insgesamt von ihrem Inhalt befreit werden , müssen. Der Anguß mit der Verteilerspinne ist dann für eine Weiterverarbeitung verloren, da es sich ja hierbei um die Verarbeitung irreversibel aushärtender Werkstoffe handelt, die im Gegensatz zu thermoplastischen Kunststoffen der Spritzgießmaschine nicht wieder in zerkleinertem Zustand zugeführt werden können. Neben den auf diese Weise vor allem bei Mehrfachformen entstehenden erheblichen Verlusten an eingesetztem Werkstoff kommt es natürlich zu empfindlichen Zeitverzögerungen, was sich dann auch in wirtschaftlicher Hinsicht besonders nachteilig auswirkt.

Wenn nun angestrebt wird, die Masse in den Anguß- und Verteilerkanälen durch Kühlung fließfähig zu halten und außerdem zwischen den Angußverteilerkanälen und den Formhohlräumen eine Dämmzone durch Anordnung von Wärmeleitsperren vorzusehen, so wird dadurch zweifelsfrei ein gewisser Fortschritt erzielt. Es hat sich aber herausgestellt, daß trotz dieser Maßnahmen immer wieder Teilaushärtungen in den Angußverteilerkanälen nahe der Anspritzstelle eine Zyklusunterbrechung bewirken.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, besagte Mißstände wirkungsvoll zu beseitigen und zu ermöglichen, daß eine wirtschaftliche Fertigung auch unter relativ ungünstigen Bedingungen mittels Spritzgießformen einsetzen kann. Es soll also die Vernetzung des Materials bis zum Zeitpunkt des Eintretens in den Formhohlraum verhindert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß innerhalb

der Angußkanäle ein Kühlstift angeordnet ist, der in

seinem Inneren Zuführ- und Rückfluß-Kimale fur das Temperiermedium aufist «^{nd d}^Lr hk Formenhohlraum zugekehrte* Ende «"«"illdbar te in den Bereich der Anspritzs^ des herzustellenden Formteiles reicht. Weiter is* vorgesehen daß der Kühlstift vorzugsweise koaxial im Angußkanal gelagert ist und daß er zude* auswechselbar angeordnet ist. Vorteilhaft wirkt «ich hierbei noch aus daß der Kühlstift in axialer J/iclUung bewegbar sem kann. Damit außerdem in da. Innere des Kuhlstiftes das erforderliche Temper^micdium cingespeist werden kann und vor allem M* «'" die Anspntzstelle des Formteiles sicher geleitet v/ird, wird innerhalb des Kühlstiftes eine Röhre derar« im Abstand von der Kühlstift-Innenwand angebe I'·, daß das von dem dem Formhohlraum abgewannen Ende her in den Kühlstift einströmende Tempr» iennedium zum vorderen, dem Formenhohlraum zugekehrten bilde des Kühlstiftes gelangt und vom dort zwischen der Röhren-Außenwand und dr·' Kühlst.ft-lnnenwand *o wieder zurückfließt. Nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform liegt der <!♦·■. Kühlst.ft umgebende Angußkanal innerhalb einer 11«^«-·, wobei diese Hülse ein Teil der Matrize ist. Un«l schließlich sind noch an oder innerhalb der Mat,i/e eine oder mehrere a₅ den Angußkanal umgebende Wärmcleitsperren vor-

^VerTuche haben gezeigt, d«« die hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichteten in besonders vorteilhafter Weise auf den Verr«hrensablaut eiuwirken. So konnte eine Mehrfach!.·"» »" schneller automatischer Arbeitsfolge imme. wieder cimvandtrei gefüllt werden, was bisher bciM^lswcise be. der Verarbeitung von Gummi-Mis. l-'."gen kaum möglich war. Das in den AngußkaniiU·» und im bereich der Anspritzstellen befindliche. U>< Formt ullung.n vorbereitete Material vulkanisier während des gesamten Arbeitsablaufes nicht voueüig aus. und darüber hinaus konnte der SpritzsieW»"» «nc gröbere Menge der über einen PunktaneuU hergestellten formteile entnommen werden, bei «vU'hen keinerlei Nacharbeit geleistet werden την*"- ^{Das 7<}^^{! ab0}' ^ü.^aü durch die vorliegende Erfindung die 1 rennung der Vernetzungsreaktion innerer· der Spritzgießform genau in den Bereich der A^ritzstcUe bz^ bis an die Formteil-Oberfläche eeloji« werden kann. Dadurch

der Angußkanäle bzw. A<>S^l- . ,

standen, vermieden, und autWdem wird der ach sehr nachteilig auswirkende Mawvialverlust ausschaltet. Die Erfindung soll neigend an Hand der Zeichnung im einzelnen «vvhmals naher erläutert

^WeGemäß dem gezeigten Av>stuhrungslx%_Piel ist auf der nicht näher dargestellt geglichen K-rmtragaplatte einer Spritzgießma^nne die Formhaltte 1 befestigt, während mit der »m wesentlichen ortsfest angeordneten und der Eu^ohhe.t wegen ebenfalls nicht gezeichneten Formtr^rplatte die ausensertige Formhälfte 2 verbunden *t- Die dusensernge Formhälfte 2 besteht hierbei »* den einzelnen Teilen 2, 2" und 2"\ die währet eines Vertahraisablaufes fest miteinander verbund;·:· M«d. .

Zu Beginn eines Arb^'.vklus betin^n sich die Formhälften 1 und 2 in ^ ^«ten Lage, wahrend die Spritzdüse einer bek_£-".^ ^{und dal}f ^. "^ahef dargestellten Einspritzen m.i oev Ar.cuobiichse 3 zur Anlage gebracht wurde. Durch axiale Druckbeaufschlagung einer Schnecke oder eines Kolbens der Einspritzeinheit wird die zur Formteilherstellung vorbereitete Masse aus dem Plastifizierzylinder gepreßt und gelangt über die Angußbüchse 3, die Angußverteilerkanäle 4, den Angußkanal 5 und die Anspritzstelle 6 in den Formenhohlraum 7 und füllt diesen bis zur Trennebene 8 aus. Beispielsweise durch die Form-Außenheizung 9 und 10 und durch die Heizelemente 11 und 12 innerhalb der Spritzgießform 1,2'" wird der Formenhohlraum 7 auf eine Temperatur gebracht, die eine schnelle Ausvulkanisation der Masse bewirkt. Wenn die Masse innerhalb des Formenhohlraumes 7 ausvulkanisiert ist, beginnt der Auswerfvorgang für das Formteil dadurch, daß sich die bewegliche Formträgerplatte zusammen mit der Formhälfte 1 von der Formhälfte 2 entfernt (Trennebene 8). Damit hierbei das hergestellte Formteil von der noch flüssigen Masse im Bereich der Anspritzstelle 6 sicher getrennt wird und auch das Formteil auf dem Formkern der Formhälfte 1 haften bleibt, können am Formteil kleine Mitnehmer 13 von beliebiger Gestalt vorgesehen sein. Sobald die Spritzgießform vollständig geöffnet ist, wird der Auswerferbolzen 14 in bekannter Weise automatisch in Richtung zur Formhälfte 2 betätigt, wodurch das Formteil (gegebenenfalls auch durch Zuhilfenahme von Druckluft) sicher und schnell ausgeworfen wird. Wenn daran anschließend die Formhälften 1 und 2 wieder in die gezeichnete Lage gebracht wurden, kann ein neuer Einspritzvorgang beginnen.

Damit auf die Masse in der Angußbüchse 3, in den Angußverteilerkanälen 4 und in den Angußkanälen 5 keine zusätzliche Wärme aus der Spritzgießform übertragen wird und damit die Masse in diesen Bereichen während der Ausvulkanisation des Formteiles und während des Auswerfvorganges spritzfertig bleibt, sind im Bereich der Angußbüchse 3, um die Angußverteilerkanäle 4 und teilweise um die Angußkanäle 5 Kühlbohrungen 15 angeordnet. Weiterhin ist aus dem gleichen Grunde eine Wärmeleitsperre 16 aus einem hierfür geeigneten Material vorgesehen, welche die Teile 2" und 2'" der Formhälfte 2 voneinander trennt.

Um jedoch die Temperatur im Angußkanal 5 besser beeinflussen zu können und um die Trennung der Vernetzungsreaktion innerhalb der Spritzgießform vor allem sicher in den Bereich der Anspritzstelle 6 bzw. bis an die Formteil-Oberfläche zu bringen, ist erfindungsgemäß im Angußkanal 5 ein Kühlstift 17 angeordnet, bei dem das Einströmen der vorbereiteten Masse in den Formhohlraum 7 geradlinig und ohne Umlenkung erfolgen kann. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Kühlstift 17 an seinem vorderen Ende eine bis in den Bereich der Anspritzstelle 6 ragende Spitze 18 auf, während er mit seinem dem Formhohlraum abgewandten Ende im Teil 2' der Formhälfte 2 fest, jedoch lösbar befestigt ist. Das dem Formenhohlraum zugekehrte Ende des Kühlstiftes 17 kann aber auch (je nach Formgestaltung) in einer flachen Ebene oder in einer Rundung auslaufen. Innerhalb des Kühlstiftes 17 ist beispielsweise eine Röhre 19 so im Abstand von der Kühlstift-Innenwand angeordnet, daß das vom hinteren Ende her über die Leitung 20 in den Kühlstift 17 einströmende Temperiermedium (z. B. Wasser) sofort zum vorderen, dem Formenhohlraum 17 zugekehrten Ende des Kühlstiftes gelangt und von dort zwischen

der Röhren-Außenwand und der Kühlstift-Innenwand über die Leitung 21 wieder zurückfließen kann. In das Innere des Kühlstiftes 17 können jedoch auch ein Leitblech oder andere geeignete Vorrichtungen eingebracht werden, die in gleicher Weise eine Zirkulation des Temperiermediums gestatten. In der Bohrung 22 kann zudem eine Thermo-Meßstelle vorgesehen werden, um die Temperatur im Bereich des Kühlstiftes 17 überwachen und regeln zu können. Der den Kühlstift 17 umgebende Angußkanal 5 liegt innerhalb einer Hülse 23, die einstückig mit dem den Formhohlraum aufnehmenden Teil (Matrize) 24 der Spritzgießform 1, 2 ausgebildet ist. Innerhalb des den Formhohlraum aufnehmenden Teiles 24, welches außer seiner einfachen Herstellung noch den Vorteil aufweist, daß an keiner Stelle Masse austreten kann (z. B. eingesetzte Buchse) und daher auch entsprechende Dichtungsprobleme entfallen, sind eine oder mehrere, etwa in Richtung des Angußkanals 5 verlaufende Wärmeleitsperren 25 vorgesehen. Diese haben die Aufgabe, nur die Menge an Wärme passieren zu lassen, welche den Vulkanisierprozeß im Formenhohlraum 7 günstig beeinflußt und noch keine vorzeitige Vulkanisation im Angußkanal 5 auslöst.

Der Kühlstift 17, der aus einem geeigneten Material, vorzugsweise jedoch aus Beryllium-Kupfer, gefertigt sein sollte, kann bei entsprechender Gestaltung des Angußkanals auch für Einfach-Formen Verwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Spritzgußform zur Verarbeitung von vernetzenden Kunst- und Naturstoffen mit um die Angußverteilerkanäle der Spritzgießform angeordneten Temperiervorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Angußkanäle (5) ein Kühlstift (17) angeordnet ist, der in seinem Inneren Zuführ- und Rückfluß-Kanäle für das Temperiermedium aufweist und dessen dem Formenhohlraum (7) zugekehrtes Ende unmittelbar bis in den Bereich der Anspritzstelle (6) des herzustellenden Formteiles reicht.

2. Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstift (17) koaxial im Angußkanal (5) gelagert ist.

3. Spritzgießform nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstift (17) auswechselbar ist.

4. Spritzgießform nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstift (17) in axialer Richtung bewegbar ist.

5. Spritzgießform nach einem oder mehreren * der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kühlstiftes (17) eine Röhre (19) derart im Abstand von der Kühlstift-Innenwand angeordnet ist, daß das von dem dem Formhohlraum abgewandten Ende her in den Kühlstift einzubringende Kühlmedium zum vorderen, dem Formenhohlraum (7) zugekehrten Ende des Kühlstiftes (17) gelangt und von dort zwischen der Röhren-Außenwand und der Kühlstift-Innenwand wieder zurückfließt.

6. Spritzgießform nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kühlstift (17) umgebende Angußkanal (5) innerhalb einer Hülse (23) liegt und daß diese Hülse ein Teil der Matrize (24) ist.

7. Spritzgießform nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an oder innerhalb der Matrize (24) eine oder mehrere den Angußkanal (5) umgebende Wärmeleitsperren.(25) vorgesehen sind.