DE1779702A1

DE1779702A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen aus Kunststoff oder Gummi

Info

Publication number: DE1779702A1
Application number: DE19681779702
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Desma Werke GmbH
Current assignee: Desma Werke GmbH
Priority date: 1968-09-12
Filing date: 1968-09-12
Publication date: 1971-09-16
Also published as: DE1779702C3; DE1779702B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen aus Kunatstoff oder Gummi.
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formlingen aus Polymeren,imsbesondere Kunststoff oder Gummi durch Druckverformung, insbesondere durch spritzgie#en.Insbesondere geht es bei der Erfindung um die Herstellung von dünnwandigen, feingliedrigen und sonstigen komplizierten Formlingen wie zum Beispiel Membreanen, rundförmigen Formlingen wie O-Ringen,Manschetten,Wellendichtungsringen mit Metalleinlagen an der Zusannenschlu#stelle,Scheibenwischerblättern und so weiter.
Bei der Herstellung von Formlingen aus Kunststoff oder Gummi durch Druckverformung, insbesondere durch Spritzgießen oder Vulkanisation, treten vielfach gerade an der Oberfläche der Formlinge Materialschäden auf, die zu einer unter Umständen erheblichen jusschu#produktion führen. Besonders bei komplizierteren Pormlingen, bei denen genau gearbeitete Kanten , Yorsprünge, Rillen, Bohrungen, dünne Wandungen usw. vorbanden sind, fUhrn bereits verhältnismä#ig geringe Schäden an der Oberfläche des Werkstoffes zur Ausschu#-bildung. Us derartig. Ausschu#produktionen zu vermeiden beziehungsweise in vertretbaren Grenzen zu halten, werden bisher verhältnismä#ig aufwendige Ma#nahmen egriffen, um ausreichend genau gearbeitete Formalinge lu erhalten, So werden zum Beispiel die Wischerblätter von Scheibenwischern für Kraftfahrzeurge so hersgestellt, daes jeweils swei Wischerblätter es da bei der Herstellung @iteinander verbunden sind. Es werden also jeweils Doppelwischerblätter hergestellt, die nach des ausformen voeinander getrennt und in besonderen Arbeitsgängen nachbearbeitet werden bussen, um eine einwandfreie Kante in erzielen. Die Herstellung derartige Wischerblätter ist naturgemä# durch diese zusätzliche Nachbearbeitung umständlich und kostenaufwendig.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Verfahren und Vorrichtung vorzuschlagen, durch die Fehler speziell an der Oberfläche der Werkstücke erheblich vermindert werden. Insbesondere soll die Herstellung von komplizierten, feingliedrigen Formlingen aus Kunststoff oder Gummi möglich sein, derart, dass die bisher auftretenden Materialschäden und damit die hohen Ausschußquoten bei derartigen Formlingen weitgehend vermieden werden, ohne jedoch hierzu die bisher üblichen aufwendigen Maßnahmen zu treffen.
Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, dass die bei derartigen Formlingen zu beobachtenden Materialschäden an deren Oberfläche auf die nachteilige Wirkung von Sauerstoff bei der Bildung des Formlings, insbesondere beim Spritzgießen zurückzuführen ist.
Der Sauerstoff, der entweder durch direkte Lufteinschlüsse in dem Formling oder durch Oberflächeneinwirkung wirksam wird, fuhrt zur Oxydation des Kunststoffes oder Gummis, mit der Folge, dass in diesen Bereichen der Oxydation der Werkstoff beeinträchtigt wird. Diese Wirkung tritt in erhöhtem Maße dann auf, wenn mit hohen Pressdrücken, zum Beispiel beim Einspritzverfahren gearbeitet wird.
Es tritt dann in der Spritzgießform der sogenannte Dieseleffekt auf, der durch hohe Temperaturen die nachteilige Einwirkung des Sauerstoffes, nämlich die Oberflächenoxydation des Formlings noch verstärkt.
Weiterhin. tritt diese Erscheinung in erhöhtem Maße vor allem dann auf, wenn die Spritzgie#form sehr schnell gefüllt wird.
Bestimmte Elastomertypen, insbesondere Chlorkautschuk- und/ Nitrilqualitäten, neigen ausserdem zu einer Oberflächenvernetzung oder Zyklisierung, Es ist bereits versucht worden, durch die Anordnung von Teilungsfugen, Luftrillen, Bohrungen und dergleichen in der Spritzgießform einen Luftabfluß aus dem Formenhohlraum zu ermöglichen. Diese Maßnahmen erhöhen jedoch einerseits die Herstellungskosten für die Spritzgießform.
DarUbeihinhaus wird die Spritzgießfrm durch diese Maßnahmen komplizierter und anfälliger, mit der folge einer verminderten Lebensdauer. Durch zusätzliche Teilungsfugen entsteht jedenfalls bei längerem Betrieb der Spritzgießform sehr leicht ein feiner Austrieb des Werkstoffes, der anschließend vom Formling entfernt werden muß. Außerdem wird durch diese Maßnahme nicht vermieden, dass die Oberfläche des Werkstoffes beziehungsweise Formlings trotzdem mit Sauerstoff in Berührung kommt.
Die Erfindung wendet sich deshalb von den bisher üblichen Maßnahmen ab und beshreitet einen neuen Weg, in dem vorgeschlagen wird, dass die Oberfläche des Formlings beziehungsweise des Werkstoffes zur Bildung des Formlings wenigstens während der Formung einem Inertgas ausgesetzt wird. Dieses Inertgas, zum Beispiel Stickstoff, Kohlensäure oder dergleichen, verhindert die Oxydation an der Oberfläche des Werkstoffes beziehungsweise Formlings , selbst bei hohen Einspritzdrücken und hohen Temperaturen, so dass überraschenderweise die beobachteten Werkstoffschäden auch bei feingliedrigen, komplizierten Formlingen nicht mehr auftreten. So können beispielsweise nach diesem Verfahren Scheibenwischerblätter im Spritzgießverfahren einzeln fix und fertig, also ohne Nachbeirbeitung hergestellt werden.
Vorzugsweise wird in den Formenhohlraum einer Form, insbesondere einer Spritzgießform, vor dem Einführen des Werkstoffes ein Inertgas eingeleitet. Weiterhin kann vorteilhafterweise die Erfindung angewendet werden zusammen mit der Evakuierung von Spritzgießformen. Dies erfolgt vorzugsweise derart, dass bei offenem Einspritzkanal der Spritzgießform über einen geeigneten Kanal Inertgas in den Pormenhohlraum eingedrückt wird, so dass die sich im Formenhohlraum befindliche Luft samt Sauerstoff aus dem Formenhohlraum heraus gespült wird. Sodann wird der Einspritzkanal geschlossen, insbesondere durch Heranfahren des Spritzkopfes eines Spritzaggregates und der Formenhohlraum sodann evakuiert.Unmittelbar hieran beziehungsweise gleichzeitig mit der Evakuierung schließt der Einspritzvorgang unter Aufrechterhaltung des Evakuierungsvorganges an. Auf ddese Weise wird ein Minimum an Sauerstoff in dem Formenhohlraum beim Einspritzvorgang erzielt.
Die Vorrichtung gesäß der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens sieht eine Spritzgießfori vor, an die wechselweise, insbesondere über ein Dreiwegeventil, eine Inertgasquelle oder ein VakuuFgerAt anschlie#bar ist.
Nachfolgend werden weitere Einzelheiten der Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiels einer Vorrichtung näher erläutert.
Die in der Zeichnung schimatisch dargestellte Vorrichtung wendet das erfindungsgemäße Verfahren zusammen mit der Evakuierung des Formenhohlraums einer Form und zwar speziell einer Spritzgießform an. Diese Spritzgießvorrichtung besteht aus einer Spritzgieß form 10 mit einem Formenhohlraum 11. Der Werkstoff zur Bildung des Formlings wird durch ein Spritzaggregat 12 mit Spritzkopf 13 über mindestens einen Einspritz kanal 14 in den Formenhohlraum 11 eingespritzt.
Zu dem Formenhohlraum 11 führt ein weiterer Kanal 15, vor zugsweise auf der zum Einspritzkanal 14 gegenüberliegenden Seite. An diesen Kanal 15 ist ein Schaltorgan, zum Beispiel ein Dreiwegeventil 16 angeschlossen, zu dem wiederum eine Vakuumleitung 17 und eine Gasleitung 18 führen. Die Vakuuiieitung 17 schließt an ein geeignetes Vakuumgerät 19 an und die Gasleitung 18 an eine Inertgasquelle 20, die im einfachsten Fall eine Stickstoff-Flasche sein kann. Das Dreiwegeventil 16 wird so geschaltet, dass entweder Inertgas über die Gasleitung 18 in den Formenhohlraum 11 gedrückt oder dieser Formenhohlraum über die Vakuumleitung 17 durch das Vakuumgerät 19 evakuiert werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit der dargestellten Vorrichtung wie folgt durchgeführt: Bei einer von der Spritzgießform 10 beeiehungsweise von der Mündung des Einspritzkanals 14 abgehobenen Stellung des Spritzkopfes 13 (wie dargestellt) wird über die Gasleitung 18 bei entsprechender Stellung des Dreiwegeventils sowie über den Kanal 15 Inertgas, insbesondere Stickstoff, in den Formenhohlraum gedrückt.
Aus diesem Formenhohlraum entweicht dadurch über den Einspritzkanal 14 die in dem Formenhohlraum 11 vorhandene Luft. Dieser Formenhohlraum 11 wird dadurch zumindest überwiegend mit Inertgas gefüllt. Praktisch wird der formenhohlraum 11 mit Inertgas ausgespült.
Sodann wird der Spritzkopf 13 mit dem Spritzaggregat 12 di cht an die Mündung des Einspritzkanals 14 gefahren und unter gleichzeitigem Abschalten der Gasleitung 18 der Kanal 15 durch das Dreiwegeventil 16 an das Vakuumgerät 19 angeschlossen. Nunmehr wird der Formenhohlraum 11 evakuiert, derart, dass lediglich ein stark verminderter Rest des Inertgases, gegebenenfalls mit einem Minimum an Sauerstoff in dem Formenhohlraum 11 verbleibt. Etwa gleichzeitig beginnt der Einspritzvorgang, d. h. der Werkstoff wird in den evakuierten Pormenhohlraum 11 eingespritzt, wobei dort das Vakuum weitgehend aufrecht erhalten wird. Das Einpressen des Inertgases in den Formenhohlraum 11 wird hierbei mindestens zwei Sekunden erfordern und ist abhängig von der Kompliziertheit und von der jeweiligen Kavitätenanzahl und deren Anordnung in der Form. Der Evakuierungsvorgang kann beginnend mit etwa einer Sekunde erforderungsgemäß darüberhinaus åe nach Ausgestaltung und Größe der Spritzgießform verlängert werden.
Nach der Erfindung kann der inerte Zustand in dem Formenhohlraum 11 auch auf andere geeignete Weise erzielt werden. Ein Vorschlag besteht beispielsweise darin, ein Inertgas in flüssigem Zustand beziehungsweise mit einem flüssigen Träger in die offene, heiß6 Spritzgießform einer sprühen'derart, dass durch Verdampfung ein Inertgas in dem Formenhohlraum gebildet wird, der dann nach dem Schließen der Form den Formenhohlraum unter Verdrängung des Sauerstoffes weitgehend ausfüllt. Es kann der inerte Zustand aber auch lediglich durch Wasserdampf erzeugt werden, der in der auf' beispiels weise 1500 bis 2000 erwärmten Form entsteht beziehungsweise durch eingeführte Feuchtigkeit erzeugt wird.
Die Erfindung soll vorzugsweise bei der Herstellung von feingliedrigen beziehungdweise kompliziert aufgebauten Formlingen durch Druckverformung, insbesondere apritzgießen, Anwendung finden. Es handelt sich hierbei zum Beispiel um Wisbherblätter für Scheibenwischer an Kraftfshrzeugen, Dichtungen für die Fensterscheiben in Kraftfahrzeurge,Membranen, Dichtungsringen und so weiter

Claims

Ansprüche Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus Polymeren, insbesondere Kunststoff oder Gummi durch Druckverformung, insbesondere durch Spritzgießen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Formlings beziehungsweise des Werkstoffes zur Bildung des Formlings wenigstens während der Formung einem inerten Gas ausgesetzt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Formenhohlraum einer Form, insbesondere einer Spritzgießform vor dem Einführen des Werkstoffes ein-Inertgas eingeleitet wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im ormenhohlraum der Form, insbesondere der Spritzgießform nach dem Einleiten des Inertgases und vorzugsweise beim einführen, insbesondere Einspritzen des Werkstoffes ein Vakuum erzeugt wird.
4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Spritzgießform zur Herstellung von Formlingen durch Spritzgießen zunächst bei offenem Formenhohlraum, insbesondere bei offenem binspritzkanal, Inertgas in den Formenhohlraum eingedrückt wird (spülen), sodann nach dem Schließen des Formenhohlraums, insbesondere nach Schließen des Einspritz kanals durch den Spritzkopf eines Spritzaggregats der Formenhohlraum evakuiert und während der Evakuierung des i'armenhohlraums der Werkstoff in diesen eingespritzt wird.
5.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Inertgas Stickstoff, Kohlensäure oder dergleichen Verwendung findet.
6.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der inerte Zustand im iormenhohlraum durch Wasserdampf erzeugt wird.
7.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Inertgas in flüssigem Zustand beziehungsweise mit einem flüssigen Träger in den Formenhohlraum einer offenen, erhitzten Form, insbesondere Spritzgießform eingesprüht wird, derart, dass durch Verdampfung Inertgas die Luft aus der dann geschlossenen Form verdrängt.
8.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, gekennzeichnet durch eine Form, insbesondere Spritzgießform (10), mit wenigstens einem in den Formenhohlraum (11) führenden, absperrbaren Anschluß für eine Inertgasquelle (20).
9.) Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen in den Formenhohlraum (11) führenden Kanal (15) für eine Inertgasquelle (20) und ein Vakuumgerät (99), wobei Inertgasquelle (20) oder Vakuumgerät (19) durch Schaltmittel, insbesondere ein Dreiwegeventil (16) wechselweise an den Kanal (15) anschließbar sind.
10.) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit wenigstens einem zinspritzkanal (14) versehene Spritzgießform (10) wenigstens einen vorzugsweise an der zum Einspritzkanal (14) gegenüberliegenden Seite angeordneten Kanal (15) mit Schaltorganen, insbesondere einem Dreiwegeventil (16) aufweist, an das eine Vakuumquelle (19) und eine Inertgasquelle (20) angeschlossen sind, wobei der Einspritzkanal (14) verschließbar ist, insbesondere durch ein Spritzaggregat (12) mit Spritzkopf (13) mit Flachkopfdüse.