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| "Einrichtung zum Fliesspressen von thermoplastischen Kunststoffen |
| -zur Herstellung vielgestaltiger Formteile." |
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| Die spanlaae Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen
oder |
| Plastics, d. h. Kunststoffen, welche durch Erwärmung verformbar |
werden, zu Fertigerzeugnissen mannigfaltiger Form, erfolgt grundaätzlich unter Ausnutzung
der Eigenschaft dieser Kunststoffe bei ausreichender Erwärmung fliessend und daher
verformbar zu werden.
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Die einzelnen Kunststoffe, gleich welcher Art und Herkunft sie sind,
werden im Prinzip nach dem gleichen Verfahren verformt.
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Sie werden vorgewärmt und durch Anwendung von Druck in eine Form gepresst.
Die erkaltete Masse wird der Form als fertiges Formteil entnommen.
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Im wesentlichen waren bisher zwei Verarbeitungsverfahren bekannt :
das Spritzpressen, auch Spritzgiessen genannt und das Schlagpressen. Beim Spritzpressen
wird ein Zylinder mit granuliertem Vormaterial angefüllt. Dieses Vormaterial wird
nach kurzer äußerer Vorheizung zusammengepresst und durch eine kleine Öffnung im
Deckel des Zylinders in die bereitgehaltene Form gespritzt. Nach Erkalten der Kunststoffmasse
wird die Form geöffnet und nach Entnahme des Formteiles für einen weiteren Arbeitsgang
wieder geschlossen.
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Diese Einrichtung wird im wesentlichen für die Verarbeitung harter
Kunststoffe, etwa Polystyrol, verwendet.
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Das Schlagpressen verwendet man bei der Verformung weichgestellter
Massen, d. h. solcher Kunststoffe, die einen Weichmacherzusatz enthaltenund dadurch
eine gummiähnliche Konsistenz besitzen. Bei diesem Verfahren wird die Masse in einer
geheizten Schneckenpresse zu einem gleichmässigen plastischen Strang vorgeformt.
Ein abgemessenes Stück des Stranges wird sofort nach Verlassen der Schnekkenpresse
in eine Form gebracht und durch schlagartigen Pressdruck in dieser Form verpresst.
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Beim Spritzpressen wie beim Schlagpressen wird ein Großteil der zur
Plastifizierung des Kunststoffes notwendigen Wärme aus der Formänddrungsarbeit gewonnen,
die das Material bei der Verformung aufnimmt. Beim Spritzgiesgen entsteht diese
Wärme im wesentlichen beim Durchgang des Materials durch die enge Düse und durch
die zur Form führenden Kanäle. Beim Schlagpressen leistet der Formschließdruck mit
grosser Geschwindigkeit Formãnderungsarbeit am eingelegten Material ; diese Formänderungsarbeit
wird in Wärme umgesetzt ; das eingelegte Material wird unter Einwirkung von Druck
und Wärme plastifiziert und in der Form verteilt.
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Beide Verfahren, insbesondere aber das Schlagpressverfahren, erfordern
zur Leistung der Formänderungsarbeit und zur Erzeugung der notwendigen Plastifizierungswärme
extrem hohe Drücke und grosse Druckanstiegsgeschwindigkeiten. Die hohen Drücke bedingen
äußerst kräftige Pressen und hochfeste Formen.
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Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zum Fließpressen von thermoplastischen
Kunststoffen unter Verwendung einer Schneckenpresse zur Aufbereitung des Kunststoffes
und einer Formpresse zur endgültigen Verformung.
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Die beiliegenden Figuren 1 und 2 zeigen kusführungsbeispieleder neuerungsgemässen
Einrichtung.
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In Fig. 1 treibt ein Motor 1 das Getriebe 2 der beheizten Schneckenpresse
3* Die Kunststoffmasse wird durch einen Einfüllzylinder 4 in die Schneckenpresse
3 gegeben, verläßt diese durch eine Düse 5 und läuft anschliessend durch den am
Hochfrequenzgenerator 6 und an Erde liegenden Kondensator 7. Hierauf wird die Kunststoffmasse
in eine Form 8, 9 einer Presse 10 gegeben, deren Unterteil 8 starr auf die Presse
10 montiert ist und deren Oberteil 9 vertikal beweglich ist, so daß die Form geöffnet
und unter Druck verschlossen werden kann In Fig. 2 unterscheidet sich die Anlage
von der in Figur 1 nur dadurch, daß hier die Formteile 8', 9' der-Presse 10' auch
als Kondensatorplatten wirken und den Kondensator 7 der Fig. 1 ersetzen. Teil 9'ist
durch die Isolierschicht 11'von der Presse isoliert und liegt am Hochfrequenzgenerator
6', Teil 8'liegt an Erde.
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Die zusätzliche Erwärmung erfolgt zwischen den als Kondensatorplatten
wirkenden Formteilen 8', 9'durch hochfrequente Impulse.
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Zur Vorbereitung wird die aus den Grundbestandteilen Kunststoff und
Weichmacher in bekannter Weise zusammengesetzte Masse in den Einfülltrichter der
geheizten Schneckenpresse gegeben. In der Schneckenpresse findet die Gelierung,
Homogenisierung und Vorplastifizierung der Masse statt, sodaas aus dem Mundstück
der Schneckenpresse der Kunststoff als verarbeitungsfertiger Strang herausquillt.
Es wird nunmehr zwischen dieser Vorbereitung und der eigentlichen Verpressung eine
kurze Zwischenbeheizung der Masse vorgenommen und der Strang weiter erwärmt. Für
diese Beheizung verwendet man vorzugsweise das bekannte Hochfrequenzver fahren,
kontinuierlich oder auch mit Impulsen. Jedoch sind auch
andere Heizarten
möglich. Durch diese Zwischenerwärmung, die infolge der grossen Hitzeempfindlichkeit
der meisten Kunststoffe mit besonderer Sorgfalt angewendet werden muß, werden die
Kunststoffe plastischer und leichter verarbeitbar. Die beim Verpressen der Masse
in mannigfaltige Formen notwendige Preßleistung ist nur so groß anzusetzen, daß
die gegebene Zähigkeit der Masse überwunden wird. Die Formänderungsarbeit, deren
Wärmeäquivalent erst bei dem üblichen Verfahren das Fliesen des Kunststoffes ermöglicht,
braucht nicht mehr geleistet zu werden. Die Preßleistung bei dem vorliegenden Verfahren
bleibt gering im Vergleich zu den bei dem bisher bekannten Verfahren erforderlichen
Preßleistungen. Daran sind die kleineren Preßdrücke und vor allem die kleineren
Druckanstiegsgeschwindigkeiten schuld. In der Folge werden an die verwendeten Formen
geringere Festigkeitsanforderungen gestellt. Während beim Spritz-oder Schlagpreßverfahren
die zwei-oder mehrteiligen Formen im wesentlichen aus Stahl oder Bronze gefertigt
werden müssen, sind für das neue Fließpreßverfahren Formen aus Leichtmetall oder
Leichtmetallguß völlig ausreichend.
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Die Kosten der Formen konnten auf weniger als ein Drittel der bei
den bisherigen Verfahren entstehenden Formkosten gesenkt werden.
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Für die Pressen genügt bei dem mit der neuerungsgemässen Einrichtung
durchzuführenden Verfahren die Hälfte bis ein Drittel der bei den üblichen Verfahren
erforderlichen'Leistung. Die Vorteile des Verfahrens gegenüber den bisher üblichen
Verfahren, insbesondere
| die verringerten Formkosten, eröffnen diesem Verfahren Anwendung- |
gebiete, in denen kleinere Stückzahlen und mannigfaltige Formen auftreten. Die bisher
üblichen Verfahren sind auf diesen Gebieten
wegen der hohen Formkosten
unrentabel. Dies gilt z für die Herstellung von Schuhsohlen, die der Mode unterworfen
sind und ihre Form häufig ändern; eine rentable Ausnutzung der bei den bisherigen
Verfahren teueren Sohlenformen ist unmöglich. Auch können nach dem durch die neuerungsgemässe
Einrichtung ermöglichten Verfahren die Formsohlen den einzelnen Leistenumrissen
angepasst werden was bei den hohen Formkosten der üblichen Verfahren schwierig wäre.
Bei der Verwendung solcher dem Leistenumriß angepasster Schuhsohlen treten wesentlich
geringere Abfälle auf, als bei der Verarbeitung einer einheitlichen Sohlenform und
die Materialersparnis ist bedeutend.