DE1729326A1

DE1729326A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von massiven Formstuecken aus thermoplastischem Material

Info

Publication number: DE1729326A1
Application number: DE19671729326
Authority: DE
Inventors: Henry Massonnet
Original assignee: TRANSFORMAT MAT PLASTIQUES; Pour La Transformation Des Matieres Plastiques Stamp Ste
Current assignee: TRANSFORMAT MAT PLASTIQUES; Pour La Transformation Des Matieres Plastiques Stamp Ste
Priority date: 1966-01-15
Filing date: 1967-01-12
Publication date: 1972-03-23
Also published as: NL6700535A; GB1177793A; BE692247A; US3651203A; JPS5125375B1

Description

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SOCIETE POUR LA TRANSFORMATION DES MATIERES PLASTIQÜES STAMP Nurieux/Frankreich

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von massiven Formstücken

aus thermoplastischem Material.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von massiven Formstücke!! aus thermoplastischem material, insbesondere von Formstücken mit größerer Dicke, wie Blöcke oder irgendwelche massiven Körper, die mehrere hundert Kilogramm schwer sein können.

Es ist bekannt, daß bei der Fertigung solcher Teile das Schrumpfen des wiaterials beim Erkalten auf der äußeren Oberfläche Eindrücke oder Lunker hervorruft und im Inneren der Formstücke beachtliche Scrirumpfun^en auftreten, die bis zur Ausbildung von Hohlräumen führen können. Meist verschließb sich der Materialzufuhrkanal, der im allgemeinen auf der Höhe der äußeren Oberfläche des Formstückes angeordnet ist, durch Festwerden des Materials. Er kann dann nicht mehr dau Innere des ii'ormutüokes mit flüssigem Material versorgen.

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Die Erfindung hat hauptsächlich zum Ziel, diese Nachteile zu vermeiden und Teile aus thermoplastischem Material herzustellen, die vollkommen kompakt sind, d.h. keine Hohlräume, äußere Eindrücke oder innere Spannungen aufweisen.

Nach dem Verfahren der Erfindung wird das thermoplastische udaterial in eine Form eingespritzt, die mit einem Kühlsystem ausgerüstet ist, das sehr stark und beispielsweise durch ein Medium mit einer Temperatur von merklich unter 0 C versorgt werden kann. Dann wird je nach der Abkühlung die Einspritzung des flüssigen Materials in das Innere des Formstückes mittels eines oder mehrerer Leitungen in die Zone oder Zonen fortgesetzt, die noch in flüssigem Zustand sind. Dabei werden die 'Leitungen entsprechend dem Eindringen des Materials in das Innere des Formstückes nach und nach aus diesem herausgezogen. Die Leitung oder Leitungen sind ständig mit Material unter Druck gefüllt. Wenn sie vollkommen aus dem Formstück herausgezogen sind, ist das Formstück homogen und in der aiasse kompakt, frei von Hohlräumen, Eindrücken und inneren Spannungen.

Die Zeichnungen geben zum besseren Verständnis eine beispielhafte Darstellung sowie die Besonderheiten und Vorteile der Erfindung wieder.

Fig. 1. ist ein Schnitt der Vorrichtung nach der Erfindung, die zur Herateilung einer massiven Schuhform aua thermopla-Material dient.

Fig. 2. stellt eine andere Au3führungsforiu der Vorrichtung dar.

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Pig. 5. zeigt eine Form, die dafür vorgesehen ist, ein massives Formstück einer besonderen Ausbildung zu spritzen.

Fig. 4. ist ein Schnitt eines massiven, in einem bisher üblichen Verfahren hergestellten, schadhaften Formstückes, dessen innerer Hohlraum durch das Verfahren nach der Erfindung ausgefüllt werden soll.

Fig. 5-7 sind Schnitte, die in verschiedenen Ausbildungsformen das Ende der Heiz- und Kühlleitung nach aer Erfindung zeigen, die die Füllung des inneren Spritzraumes des Formstückei wahrend des Sehruinpfens des plastischen Materials gewährleisten.

Nach dem Beispiel der Fig. ι soll eine massive Schuhform aus thermoplastischem Material hergestellt werden. Hierfür wird eine Form A benutzt, die einen inneren Spritzrauin i von entsprechender Gestalt aufweist.

Nach der Erfindung wird die Einspritzung mittels einer Leitung B bewirkt, die abgedichtet bis zur üditte des Raumes '·. geführt ist. Die leitung B kann gegenüber der Form A bewegbar sein. Das Ende der Leitung B, das außerhalb der Form A liegt, hat einen durchbohrten Kolben 2, der innerhalb eines Spritzbehaluers ^ bewegbar ist, in den das Kunststoffinaterial in Pfeilrichtung 4 durch ein oteuerhahn gelangt. Die Leitung B ist fest mit einer otange 6 eines Kolbens verbunden, der in einer.} Zylinder 8 gleitet, der .viederuBi fest an der Form A angeordnet ist. Die ganze Anordnung 6, 7, β ist eine hydraulische Vorrichtung mit doppelseitiger Wirkung, in die durch Leitungen 9 und 10 ein jdeuium unter Druck einführbar ist.

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Der Behälter 3 ist fest mit einem Zylinder 11 verbunden, der längs eines feststehenden Kolbens 12 gleitet, dessen Stange 13 an einer Stelle des Maschinengehäuses sitzt. Die ganze Anordnung 11, 12, 13 ist ebenfalls eine hydraulische Vorrichtung mit doppelseitiger Wirkung, deren Speisung mit Medium unter Druck durch Leitungen H, 15 erfolgt.

Die Arbeitsweise ist folgende:

Am Anfang befinden sich die hydraulischen Vorrichtungen 6, 7, 8 und 11_f 12, 13 in der in Pig. 1 gezeigten Ruhestellung. Wird nun der Hahn 5 geöffnet, so wird das Kunststoffmaterial in den Behälter 3 gespritzt, von dem es durch die Leitung B bis in den Raum 1 der Form A gelangt. Wenn düese erste Einspritzung beendet ist und der Spritzraum in der Form gefüllt ist, wird der Hahn 5 geschlossen. Dann wird durch die Leitung H Druck in die hydraulische Vorrichtung 11 gegeben. Die hydraulische Vorrichtung komprimiert das flüssige, thermoplastische Material, das im Vorratsbehälter 3 enthalten ist. Dem Inneren des Formstückes, das sich noch in flüssigem Zustand befindet, wird dann unter Druck stehendes, flüssiges, thermoplastisches Material zugeführt, um die ünterdruckhohlräume auszufüllen, die durch Schrumpfen des thermoplastischen Materials beim Abkühlen entstanden sind. Der Unterdruck würde sonst eine Hohlraumbildung im Formstück mit sich bringen.

Dann wird die Leitung B mittels der hydraulischen Vorrichtung 8 in Pfeilrichtung 17 kontinuierlich zurückgezogen. Dies Zurückziehen der Leitung B ist sorgfältig berechnet. Es erfolgt in Abhängigkeit vom Erkalten des Inneren des tforuistücks und zwar so, daß eine gute Bindung des thermoplastischen Materials, das aus der Leitung

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tritt,mit dem Material des Formstücks, das sich noch im Zustand nahe dem Schmelzpunkt "befindet, entsteht.

Das Temperaturregelungssystem, das für die Leitung B vorgesehen ist, erlaubt eine gute Regelung des Vorganges. Das Zurückziehen der Leitung B erfolgt allmählich bis außerhalb des Forinstücks. Dies ergibt so einen Kern, der durch Erkalten innerhalb der Form fest wird.

In dem in Mg. 2 gezeigten Beispiel werden die beiden entsprechenden Einspritzphasen getrennt durchgeführt. Die erste Phase dient zur Herstellung des eigentlichen Formstücke und die zweite Phase, um das Formstück unter Druck zu halten. Dafür wird das thermoplastische Material mittels einer bekannten Vorrichtung D, die einen Extruder oder einen Einspritzbehälter haben kann, in die Form A geschickt. Das Material füllt zur gleichen Zeit den Vorratsbehälter und die Leitung B, die im Inneren des Formstücks oder mehr oder weniger in dem Bereich, wo die Abkühlung am Langsamsten erfolgt, endet. Dann wird die Materialzufuhr aus der Strangpresse geschlossen und die Leitung B derart zurückgezogen, wie es vorher beschrieben ™ wurde. Der Vorratsbehälter ist mit einer Vorrichtung versehen, die das Material immer unter Druck hält.

In dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel hat der Spritzraum der Form A ein unregelmäßiges Profil oder er sei von so großen Dimensionen, daß mehrer Hohlräume beiia Zurückziehen der Leitung entstehen würden. Erfindung3gemäß ist daner hier eine Anzahl Leitungen B vorgesehen, z.B. vier, die richtig angeordnet sind, um das Füllen der Form in der bereits beschriebenen Weise zu sichern.

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Genauso kann das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung angewandt werden, um eine oder mehrere fehlerhaft entstandene Hohlräume 16 eines Teils C (Fig. 4), das nach einem der bisher bekannten Verfahren hergestellt wurde, zu füllen. Ein solcher Hohlraum wird durch Prüfung mit Röntgenstrahlen oder Ultraschall außen am fehlerhaften Formstück markiert. Es genügt dann, ein Loch zu bohren, durch das die Leitung B eingeführt werden kann, um in der schon beschriebenen Weise zu verfahren.

Es ist auch möglich, den oder die Hohlräume genauso mittels eines anderen Füllverfahrens gleichmäßig auszufüllen. Beispielsweise könnte man das Füllen an Stelle durch Einspritzen auch durch Sintern oder Gießen vornehmen, wobei unabhängige Speiseleitungen B benutzt werden (siehe z.B. die in fig. 2 und 3 gezeigten Variationen

Der Aufbau der Leitung B ist wichtig. Die Leitung B muß folgendes können:

1. die innere Temperatur regeln, so daß das Material immer in flüssigem Zustand in der Leitung ist,

2. die Temperatur außerhalb der Leitung so regeln, daß die .Bindung des flüssigen Materials, das durch die Leitung fließt, mit dem plastischen Material, das schon mehr oder weniger fest in der Form ist, richtig erfolgt.

In Fig. 5-7 sind drei Ausführungsbeispiele vom Ende 18 einer Leitung B nach der Erfindung dargestellt. Zur besseren Kennzeichnung sind die drei Variationen der Leitung B durch die Bezugszeichen B₁ in Fig. 5, B₂ in Fig. 6 und B, in Fig. 7 unterschieden.

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Die Leitung IL hat eine äußere Rohrwaridung 19· Innerhalb des Rohres befindet sich eine zylindrische Hülse 20, die an ihrem Ende verschlossen ist. Die Hülse 20 ist mit einem Heizmedium gefüllt oder sie schließt bekannte Mittel, wie z.B. elektrische Widerstände, ein, die die Temperatur genau auf der gewünschten Höhe .aalten.

Die Leitung B₂ (Fig. 6) enthält ebenfalls eine innere Temperaturregelhülse 20. Die Wandung des Rohres ist als Doppelwandung 21 ausgebildet. Der Zwischenraum 22 dient dazu, ein Heiz- oder Kühlmedium sirkulieren zu lassen oder einen elektrischen Widerstand aufzunehmen. Man kann so die Temperatur der Außenwandung der Leitung B_? und die Temperatur im Inneren des flüssigen Materials, das durch das Rohr fließt, auf verschiedener Hone regulieren.

Die Leitung B^, die in Pig. 7 gezeigt ist, ist mit einem noch vollkommeneren Temperaturregelsystem ausgerüstet. Wie zuvor ist im Inneren der Leitung B^ eine Temperaturregulierungahülse 20 vorgesehen. Im Gegensatz zu den vorgenannten Ausführungsformen ist das Äußere der Leitung B-, durch ein Rohr mit Dreifachwandung gekennzeichnet, die zwei konzentrische, voneinander unabhängige Hohlräume abgrenzt, d.h. einen inneren Hohlraum 23 und einen äußeren Hohlraum 24· Der innere Hohlraum 23 ist für bekannte, zweckmäßige Mittel (Umlauf eines Mediums oder Aufnahme eines elektrischen Widerstandes) vorgesehen, die geeignet sind, ein Erwärmen des durch die Leitung B-, geführten thermoplastischen Materiales zu sichern. Der äußere Hohlraum 24 dient dazu, das Kunststoff material außerhalb der Leitung B., zu kühlen.

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Es soll außerdem erwähnt werden, daß die vorgenannte Ausbildung nur als Beispiel aufzufassen ist und daß sie nicht den Bereich der Erfindung begrenzt, den man nicht verläßt, wenn die beschriebenen Ausführungseinzeiheiten durch andere Äquivalente ersetzt werden. So können die in Fig]-4 dargestellten Anordnungen umgedreht werden, d.h. es können bewegliche formen A vorgesehen werden, die gegenüber feststehenden Leitungen B bewegbar sind.

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Claims

Patentansprüche

( 1.j Verfahren zur Herstellung von massiven Spritzgußformstücken aus thermoplastischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der Abkühlung des Materials in der Form (A) das flüssige Material durch mindestens eine bewegbare Leitung (B) eingespritzt wird, während diese nach und nach aus dem Inneren des Formstücks herausgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (A) kräftig abgekühlt wird, um die Bindung des eingespritzten plastischen Materials zu beschleunigen.

3· Verfahren nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Leitung (B) durch eine geeignete Bohrung in ein bereits vorhandenes Formstück (C) eingeführt wird, um einen vorhandenen, fehlerhaften Hohlraum ( i6) auszufüllen.

4· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (B)

der Form (A) abgedichtet bis in die Mitte des Spritzraumes ('!) einführbar ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Leitung (B), das sich außerhalb der Porm (A) befindet, einen durchbohrten Kolben (2) aufweist, der innerhalb eines Einspritzbehälters (3) beweglich ist, daß die Leitung (B) mit einer beweglichen Stange (6) einer hydraulischen Vorrichtung (6, 7, 8) mit doppelseitiger Wirkung fest verbunden ist und daß der Einspritzbehälter (3) durch Tätigkeit einer hydraulischen Vorrichtung (1,12, 13) mit doppelseitiger Wirkung bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß die Form (A) mit einer bekannten Einspritzvorrichtung (D) und mit einer verschiebbaren Leitung (B), die ein. aus Zylinder (3) und durchbohrten Kolben (2) bestehenden Vorratsbehälter speist, verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (A) mehrere verschiebbare Leitungen (B) enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (B) mit einer TemperaturregeIung3vorrichtung ausgerüstet ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (B₁) eine äußere rohrförmige Wand (19) und im Inneren eine am Ende verschlossene Hülse (20), die Heizmittel, wie Heizmedien oder elektrische Widerstände einschließt, enthält.

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ι O. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (B₂) eine innere Temperaturregulierungshülse (20) und eine als Doppelwandung ausgebildete Außenwand(21)aufweist, wobei sich in den Zwischenräumen der Hülse (20) und des Doppelwandrohres (21) bekannte Heiz- und/oder Kühlmittel befinden.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (B,) im Inneren eine Temperaturregulierungshülse (20) und außen ein Rohr mit drei Wänden, die zwei konzentrische Hohlräume (23, 24) begrenzen, die bekannte Heiz- ™ und/oder Kühlmittel enthalten, aufweist.

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