DE1729326A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von massiven Formstuecken aus thermoplastischem Material - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von massiven Formstuecken aus thermoplastischem MaterialInfo
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Description
ιγι·γ, den 11 ο1 - V 7
, 120
ννϋ!::,:ίίΐ:! Sc!.e.i;h°rr
TRIER, "christupiisir. /3
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 11f 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 (1)
- 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.209813/13355. 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.209813/1335ι 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.209813/1335Lee rs eite
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