DE1937220C3 - Mit Hochfrequenz elektrisch beheizbare Form zum Formen von Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit Hochfrequenz elektrisch beheizbare, zweiteilige, elektrisch leitende ;' Form zum Erwärmen und Formen von Gegenständen, ' insbesondere Dichtungen, aus thermoplastischem Kunststoff.

Beim Erhitzen von Formen, in denen sich thermoplastische Kunststoffe gießen oder unter Druck und Wärme verformen lassen, führt die Tatsache, daß diese Kunststoffe im allgemeinen schlechte Wärmeleiter sind, zu schwierigen Problemen. Bei Aufheizen des Kunststoffes über die Wände der Form ist es notwendig, die Wände der Form auf eine Temperatur zu bringen, die um so höher ist, je größer die Dicke des zu erhitzenden Kunststoffes und je kürzer die Taktzeit im Fertigungsablauf ist. Zusätzlich sollte die Temperatur der Kunststoffmasse homogen sein, da Bereiche mit zu niedriger Temperatur möglicherweise nicht genügend verformbar sind und Bereiche mit zu hoher Temperatur möglicherweise ihre Eigenschaften und ihre Farbe verändern.

Aus der FR-PS 14 20 342 ist eine Form der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, die an eine hochfrequente Wechselspannungsquelle anschließbare Kondensatorplatten aufweist, zwischen denen der Kunststoff als Dielektrikum angeordnet ist und durch dielektrische Verluste aufgeheizt wird. Es besteht die Gefahr, daß bei dieser kapazitiven Aufheizung des Kunststoffes die der Form unmittelbar benachbarten Bereiche des Kunststoffes nicht genügend erwärmt werden, weil die in ihnen frei werdende Wärmeenergie an die nicht erwärmten Formwände abgeleitet wird. Daher sind in der bekannten Form zusätzliche stromdurchflossene Widerstandsheizelemente vorgesehen, mit Hilfe derer die Formwand und die benachbarten Bereiche des Kunststoffs zusätzlich erwärmt werden. Dies führt zum Aufheizen relativ großer Teile der Form, wodurch längere Taktzeiten im Fertigungsablauf nötig werden, die durch das zwischen zwei Formv orgängen erforderliche Abkühlen der Form bedingt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Form der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei der die Wärmeentwicklung in der Form verbessert werden soll, damit sich die zum Herstellen eines Gegenstandes erforderliche Taktzeit gegenüber den mit bekannten Formen möglichen Taktzeiten verkürzen läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die beiden Formhälften an ihren einander berührenden Flächen gegeneinander elektrisch isoliert sind, und daß jede Formhälfte an gegenüberliegenden Stellen mit beiden Polen einer hochfrequenten Wechsel-

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60 spannungsquelle verbunden ist, wobei die eine Forirhälfte entgegengesetzt zu der anderen gepolt ist

ErHndungsgeinäB ist also jede Formhälite stromdiirchflossen. Die Hochfrequenz des durch jede Formhäitte fließenden Wechselstromes hat zur Folge, daß der Strom nicht gleichmäßig durch die gesamte Formhälfte fließt und diese aufheizt, sondern infolge des Skin-Effekts an die Oberfläche jeder Formhälfte gedrängt wird und nur diese Oberfläche aufheizt Der gegensinnige Anschluß beider Formhälften an die Wechselspannungsquelle hat zur Folge, daß die Stromflußrichtung in der einen Formhälfte entgegengesetzt zu der in der anderen Formhälfte ist, so daß sich die durch die Ströme induzierten Magnetfelder und die aus diesen entstehenden Induktionsströme an den einander zugewandten Innenseiten der Formhälften addieren und an den Außenseiten der Formhälften abschwächen.

Bei der erfindungsgemäßen Form konzentriert sich also die durch den Stromfluß durch die Form entstehende Wärme auf eine dünne Schicht jeder Formhälfte im Bereich der Forminnenwand. Von dort wird die Wärme im wesentlichen durch Konvektion auf den zu erhitzenden, thermoplastischen Kunststoff übertragen. Die Konzentration der Wärme auf den Bereich der Forminnenwand hat den Vorteil, daß die dort frei werdende Heizleistung unmittelbar an die Wärmeaufnahmefähigkeit des Kunststoffes angepaßt werden kann und nur wenig elektrische Energie aufgebracht werden muß. In der Form treten keine Wärmestauungen auf, so daß örtliche Überhitzungen des Kunststoffs vermieden werden. Dies führt zu guter Qualität des geformten Gegenstandes. Des weiteren kühlen wegen des nur geringen erhitzten Bereiches der Form bei Abschalten des hochfrequenten Stromes die Form und somit auch das darin hergestellte Werkstück rasch ab so daß mit kurzen Taktzeiten gearbeitet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Form im Schnitt und

F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1 mit dem Bereich, in dem die induzierten Ströme auftreten.

Die dargestellte Form ist von zwei Formhälften 1 und 2 gebildet, deren einander zugewandte Flächen 11 und 21 gegeneinander isoliert sind. Diese beiden Formhälften bestehen aus elektrisch leitendem und vorzugsweise magnetischem Metall, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl: sie sind durch einen Leiter 40 miteinander verbunden, der an zwei so eng wie möglich benachbarten Stellen 12und22angeschlossen ist( Fig. 1).

Die Form wird mit hochfrequentem Strom über Leiter 41 und 42 gespeist, die an zwei einander benachbarten Stellen 13 und 23 angeschlossen sind. Diese Stellen 13 und 23 liegen den vorerwähnten Stellen 12 und 22 gegenüber; d. h., sie sind annähernd in einer Ebene angeordnet, die sich durch die Stellen 12 und 22 erstreckt und die Form in zwei Teile von im wesentlichen gleicher Masse teilt. Der Strom fließt durch die Formhälfte 1, den Leiter 40 und die Formhälfte 2; auf einem anderen Weg kann er nicht von einer Formhälfte zur anderen gelangen. Wegen der verwendeten hohen Frequenz und der gegenseitigen Induktion zwischen den beiden Formhälften ist der Strom auf einen kleinen Bereich 31 in der Nachbarschaft der Innenwand begrenzt, die den Formhohlraum 3 umgibt (Fig. 2). In diesen Formhohlraum wird der

thermoplastische Kunststoff gegossen, wenn es sich um einen Gießvorgang handelt oder es wird ein vorgeformtes Werkstück in den Formhohlraum eingelegt, das im plastischen Zustand verformt wird, wenn es sich um eine Warmverformung handelt
Die Vorrichtung arbeitet folgendumaßen:
Der zu vergießende Kunststoff oder das vorgeformte Werkstück wird in den Formhohlraum 3 eingebracht, die Form wird geschlossen und die Leiter 41 und 42 werden an eine Quelle hochfrequenter Spannung gelegt Im Bereich 31 fließt ein induzierter Strom und erzeugt

Wärme, die durch Wärmeleitung den im Formhohlrauzn 3 enthaltenden Kunststoff erhitzt Dann unterbricht man die Spannung und öffnet die Form.

Die elektrische Spannung und Frequenz hängen von d<r Dicke des herzustellender* Teils und von der Masse der Form ab. Beispielsweise "lassen sich Ringdichiungen in der Weise herstellen, daß man an eine Form gemäß Fig.l eine Spannung von 2000 Volt und 500 kHz anlegt. Die Frequenz liegt üblicherweise zwischen 100 kHz und 10MHz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mit Hochfrequenz elektrisch beheizbare, zweiteilige, elektrisch leitende Form zum Erwärmen und Formen von Gegenständen, insbesondere Dichtungen, aus thermoplastischem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Formhälften (1.2) an ihren einander berührenden Flächen (11,21) gegeneinander elektrisch isoliert sind und daß jede Fonnhälfte an gegenüberliegenden Stellen mit beiden Polen einer hochfrequenten WechselspannungsqueHe verbunden ist, wobei die eine Formhälfte entgegengesetzt zu der anderen gepolt ist

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