DE1955997A1

DE1955997A1 - Verfahren zum Herstellen einer Form fuer die Fertigung von einlageverstaerkten Kunststoffteilen

Info

Publication number: DE1955997A1
Application number: DE19691955997
Authority: DE
Inventors: Werner Ringe
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1969-11-07
Filing date: 1969-11-07
Publication date: 1971-05-13

Description

WERKE KÖRBER & CO. KG. HAMBURG » vJ bbvf vJ /

Bergedorf, den 5.November 1969 Patent/Hi-Su

Stichwort: Kunststoff-Werkzeugherstellung-zwei angepaßte Modelle - Hauni-Akte 1075

Verfahren zum Herstellen einer Form für die fertigung von einlageverstärkten Kunststoffteilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Form aus mindestens zwei Normteilen (formteil und G-egenformteil) für die Fertigung von einlageverstärkten Kunststoffteilen, bei dem fließfähiger Kunststoff zwischen die Formteile gepreßt wird.

Die zum Herstellen von einlageverstärkten Kunststoffteilen erforderlichen Formen bestehen im allgemeinen aus mindestens zwei Formteilen, die im folgenden als Formteil und Gegenformteil bezeichnet sind.

Die beiden Formteile begrenzen einen Hohlraum, in den eine Verstärkungseinlage, z.B. eine G-lasf as ermatt e, eingelegt wird, und in den ein fließfähiger Kunststoff, zum Beispiel ein Epoxyharz, unter Druck eingepreßt wird. Der Kunststoff härtet anschließend in der Form aus. Zur Herstellung der Formteile stellte man bisher ein Modell, zumeist aus Holz, her und stampfte auf dieses Modell mit einem Bindemittel, z.B. einem Kunstharz, vermischten Sand auf, so daß ein Formteil entstand. Hierauf wurde dieser Formteil herumgedreht und eine Abstandsschicht, z.B. eine Wachsschicht, auf den Formteil an den Stellen aufgebracht, an denen später der Hohlraum zum Einpressen von Kunststoff entstehen soll· Danach wird der zweite Formteil, der G-egenformteil, durch Aufstampfen von mit einem Bindemittel vermischtem Sand hergestellt, die Wachsschicht weggenommen und die Formteile zur Bildung des Hohlraums zusammengebracht. Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß beide Formteile durch Aufstampfen hergestellt werden müssen, was bei komplizierten Werkstücken schwierig ist. Außerdem muß

- 2 109820/1787

Stichwort: Kunststoff-Werkzeugherstellung-zwei angepaßte Modelle - Bergedorf, den 5.11.1969 - Hauni-Akte 1075

ein Formteil zum Entnehmen der ausgehärteten Kunststoffteile und zum Einlegen neuer Verstärkungseinlagen mit einem Antrieb verbunden sein, der das Werkzeug in Füllposition gegen den Druck des zumeist unter Überdruck eingepreßten flüssigen Kunststoffs hält. Die sichere Befestigung eines schlag- und stoßempfindlichen Bindemittel - Sandgemisch Formteils an einer Haltevorrichtung, z.B. an einer hydraulischen Haltevorrichtung, ist meist schwierig zu bewerkstelligen.

Schließlich ist der nach dem Modell hergestellte Formteil gegen Beschädigungen sehr empfindlich, die bei öfterem Gebrauch der Formteile praktisch unvermeidbar sind, und die den Formteil im Laufe der Zeit unbrauchbar machen» Zur Verbesserung dieses unbefriedigenden Zustandes wurde vorgeschlagen, nach dem zunächst hergestellten Modell, das z.B. aus Holz bestehen kann, ein Positiv herzustellen, z.B. in Metall zu gießen, das den Formteil darstellt und nach welchem der Gegenformteil, z.B. durch Aufstampfen einer mit Bindemitteln versetzten Sandform, hergestellt werden kann. Dieser Vorschlag weist den Vorteil auf, daß nicht, wie bisher erforderlich, nach der Formung des Gegenformteils nach einem Modell der diesem Modell entsprechende Formteil aus mit Bindemittel versetzten Formsand angefertigt zu werden braucht. Es entfallen datier auch die Schwierigkeiten den Formsand in einem bewegbaren Trägergestell zu verankern. Beschädigungen der Oberfläche des aus Metall gegossenen Formteils sind ausgeschlossen und können auch dann nicht auftreten, wenn dieser bei einer Bewegung gegen Konstruktionsteile einer Haltevorrichtung stößt. Der aus Metall bestehende Formteil kann leicht an den Stempel eines hydraulischen Antriebs (zum Halten des Formteils bei Einpressen des flüssigen Kunststoffs unter Druck) befestigt

— 3 —
109820/1787

werden.

Ein aus mit Bindemitteln versetztem Sand hergestellter Formteil ist aber noch verschleißempfindlich. Außerdem sind die ■üblichen Bindemittel nicht temperaturbeständig, sodaß keine Kunststoffe verwendbar sind, die unter hoher Temperatur in die Form eingepreßt werden müssen. Es "besteht daher bei Herstellern von Kunststoffteilen, insbesondere von Glasfaserverstärkten Kunststoffteilen, oft der Wunsch nach einer Dauerform, die z.B. aus Metall besteht. Derartige Dauerformen, die aus mindestens zwei Normteilen bestehen, wurden bisher so gefertigt, daß zunächst ein Modell eines Formteile, z.B. aus Holz, unter Berücksichtigung der Schrumpfung beim Abgiessen hergestellt wurde, das in Metall zur Herstellung des Formteils abgegossen wurde. Nach dem abgegossenen Formteil wurde dann, nach G-lättung der Oberfläche, ein Gegenmodell aus Sand gefertigt, wobei der in der fertigen Form den flüssigen Kunststoff aufnehmende Hohlraum durch eine Wachsschicht berücksichtigt wird. Von dem Gegenmodell wurde dann der Gegenformteil abgegossen. Infolge der beim Abgießen des Gegenformteils auftretenden Schrumpfung mußten erhebliche Nachbearbeitungen vorgenommen werden. Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Dauerformen, bestehend aus Formteil und Gegenformteil, die nach dem Abgießen entsprechender Modelle (Modell und Gegenmodell) nicht mehr oder nur in geringem Maße nachgearbeitet werden müßen. Gemäß der Erfindung läßt sich dieses dadurch erreichen, daß ein Modell für einen Formteil hergestellt wird, daß nach diesem Modell ein Gegenmodell für einen Gegenformteil hergestellt wird, wobei das Gegenmodell bei der Herstellung an das Modell angepaßt wird, und daß von Modell und Gegenmodell Abgüsse hergestellt werden, die den Formteil bzw. den Gegenformteil bilden.

- 4 -109820/ 1787

Die Anpassung erfolgt zweckmäßig an den Berührungsflächen der Modelle, an denen die abgegossenen Formteile von flüssigem Kunststoff frei sein sollen, um das Eindringen von flüssigem Kunststoff in die Zone zwischen den Berührungsflächen zu verhindern. Die Modelle selbst können in üblicher Weise aus Holz hergestellt werden, wobei zur Vermeidung von Nacharbeit die Wandstärken der Modelle gleich so ausgelegt werden, daß sie den Wandstärken der Formteile, von der Schrumpfung beim Abguß abgesehen, entsprechen. Eine für den Modellbauer sehr zweckmäßige Art der Anpassung besteht darin, daß ein Modell für einen Formteil hergestellt wird, daß die Flächen des Modells, an die flüssiger Kunststoff gelangen soll, mit einer plastischen Schicht, z.B. mit einer Wachsschicht, mit der Stärke des fertigen Kunststoffteils vermehrt um die Schrumpfung des Kunststoffs bei Erstarren belegt werden, und daß das Modell zur Herstellung des angepaßten Gegenmodells mit schmalen mit Einschnitten quer zur Längsrichtung versehenen Streifen aus Holz belegt werden der-art, daß die miteinander verbundenen Holzstreifen das Gegenmodell bilden. Zweckmäßig wird das Modell und das Gegenmodell von dem Modellbauer gleich so entworfen, daß die Schrumpfung des abgegossenen Formteils in der gleichen Eichtung verläuft wie die Schrumpfung des abgegossenen Gegenformteils. Formteil und Gegenformteil werden zweckmäßig in Aluminium abgegossen, das ein niedriges spezifisches Gewicht hat, verschleißunempfindlich und korrosionsbeständig ist. Die Erfindung wird anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Werkstückes

aus einlageverstärktem Kunststoff Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Holzmodells

10982 0/1787

Stichwort; Kunststoff-Werkzeugherstellung-zwei angepaßte Modelle - Bergedorf, den 5.11.1969 - Hauni-Akte 1075

zur Herstellung eines Werkstückes gemäß Figur 1

Figur 3 eine andere perspektivische Ansicht des Holzmodells der Figur 2

Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Holzmodells der Figur 2 mit einem !Teil des angepaßten G-egenmodells aus Holz.

Figur 4a ein zur Herstellung eines Gegenmodells besonders geeignetes Material

Figur 5 eine perspektivische Ansicht des an das Modell fertig angepaßten Gegenmodells

Figur 6 eine andere perspektivische Ansicht des G-egenmodells der Figur 5 für sich allein

Figur 7 einen den Formteil der fertigen Form bildenden Abguß in Aluminium des Modells

Figur 8 einen den Gegenformteil der fertigen Form bildenden Abguß in Aluminium des Gegenmodells

In Figur 1 ist ein Werkstück 1 aus glasfaserverstärktem Kunststoff dargestellt, das aus einem Gehäuse 2 mit quadratischen Öffnungen 3 und 4 besteht, und das mittels einer mit dem in folgenden beschriebenen Verfahren hergestellten Form erzeugt werden soll.

Zur Herstellung eines Formteils der erwünschten Form aus Aluminium für dieses Werkstück wird ein in den Figuren 2 und sichtbares Modell 6 hergestellt, das Dichtflächen 7, 8 und 9 aufweist, in die bei dem Fertigen von Werkstücken kein fließfähiger Kunststoff gelangen soll. Die Dichtfläche 7 ist ein Dichtrand, dem das Gegenmodell anliegen soll, während die Dichtflächen 8 und 9 an den Stellen angebracht sind, an denen an dem fertigen Werkstück die öffnungen 5 und 4 lein sollen. 11 ist eine Grundplatte mit Rippen 12. Die Stärke des Holzes des Holzmodelle 6 entspricht der gewünschten

- 6 109820/1787

Stärke des von dem Holzmodell in Aluminium abzugießenden Formteils, wobei die beim Abkühlen des Grußes entstehende Schrumpfung berücksichtigt werden kann, figur 4 zeigt den Aufbau eines Gegenmodells 13, nach dem später der Gegenformteil der Form in Aluminium abgegossen werden soll. Das Gegenmodell 13 soll an die Dichtflächen 7, 8 und 9 des Modells möglichst angepaßt werden. Hierzu wird das Modell 6 zunächst mit einer Wachsschicht 14 belegt, ausgenommen die Dichtflächen 7, 8 und 9, die von Wachs frei bleiben« Die Stärke der Wachsschicht entspricht der Stärke des Werkstückes, wobei die bei Erhärten des fließfähigen Kunststoffs erfolgende Schrumpfung berücksichtigt wird. Zum Aufbau des Gegenmodells 13 werden die Wachsschicht 14 und die Dichtflächen 7, 8 und 9 mit Holzstreifen 16 belegt, die, wie insbesondere in Figur 4a dargestellt, Einschnitte 17 quer zur Längsrichtung durch den größten Teil des Holzmaterials aufweisen, sodaß.die Holzstreifen 16 biegsam sind.

Figuren 5 und 6 zeigen das an das Modell angepaßte Gegenmodell 13, dessen Holzstreifen 16 miteinander verbunden sind, und die an ihren Stoßstellen geglättet sind. 18 ist eine Grundplatte des Gegenmodells 13. Die Holzstärke des Gegenmodells 13 entspricht wieder der Stärke des davon in Aluminium abzugießenden Gegenformteils, wobei die Schrumpfung zu berücksichtigen ist. Die Holzmodelle 6 und 13 sind so gefertigt, daß die Schrumpfung der in Aluminium abgegossenen Formteile in der gleichen Richtung verläuft, Maßabweichungen mithin kaum auftreten. Mach entfernen der Wachsschicht 14 werden von dem Modell 6 und dem Gegenaodell 13 Abgüße in Aluminium hergestellt, die den aus den Figuren 7 und 8 darsichtlichen Formteil 19 bzw, den Gegenformteil 21 bilden, und die praktisch nur noch ge-

- 7 -109820/1787

glättet, nicht aber in erheblichem Umfang naehbearbeitet •werden müßen. An Formteil 19 werden nunmehr noch die Stempel 22 einer im einzelnen nicht dargestellten hydraulischen Haltevorrichtung und ein Druckansehluß 23 für den unter Druck zuzuführenden flüssigen Kunststoff angebracht_o Der Gegenformteil 21 wird an Schienen 24 in der richtigen lage relativ zu dem Stempel 22 fixiert. Damit ist die zum Herstellen des Werkstücks 1 aus !Formteil 19 und Gegenformteil 21 "bestehende Aluminium-Dauerform fertiggestellt. In den Gegenformteil 21 kann nunmehr eine Glasfasermatte eingelegt werden. Hierauf wird der Formteil 19 von den Stempeln 22 gesenkt, bis seine Grundplatte 26 auf der Grundplatte 27 des Gegenformteils 21 aufliegt. In dieser Stellung wird der Formteil 19 von den Stempeln 22 gegen den Druck des durch den Druckanschluß 23 in den Hohlraum zwischen den Normteilen gepreßten fließfähigen Kunststoffs gehalten bis der Kunststoff ausgehärtet ist. Hierauf wird der Formteil 19 von den Stempeln 22 nach oben geführt, sodaß das fertige Werkstück aus dem Gegenformteil 21 herausgenommen und die Form zur erneuten Einlage einer Glasfasermatte vorbereitet werden kann. Die Erfindung weist den besonderen Vorteil auf, daß verschleißfreie Dauerformen aus Metall hergestellt werden können, die außer geringfügigen Glättungsarbeiten praktisch nicht nachbearbeitet werden müßen und die resistent gegenüber allen gebräuchlichen Temperaturen und Drücken der heute verarbeitenden Kunststoffe sind.

- Patentansprüche -

1 09820/1787

Claims

WERKE KÖRBER & CO. KG. HAMBURG ,

Bergedorf, den 5.November 1969 Patent/Hi-Su

Stichwort: Kunststoff-Werkzeugherstellung-zwei angepaßte Modelle - Hauni-Akte 1075

Patentansprüche

1 J Verfahren zum Herstellen einer Form aus mindestens zwei Formteilen (Formteil und Gegenformteil) für die Fertigung von einlageverstärkten Kunststoffteilen, bei dem ™ fließfähiger Kunststoff zwischen die Formteile gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modell (6) für einen Formteil (19) hergestellt wird, daß nach diesem Modell ein G-egenmodell (15) für einen Gegenformteil (21) hergestellt wird, wobei das Gegenmodell bei der Herstellung an das Modell angepaßt wird, und daß von Modell und Gegenmodell Abgüße hergestellt werden, die den Formteil bzw. den Gegenformteil bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modelle an ihren Berührungsflächen (7, 8, 9), ^an denen die abgegossenen Formteile von flüssigem Kunststoff frei

fc sein sollen, aneinander angepaßt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Modelle aus Holz hergestellt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärken der Modelle den Wandstärken der Formteile, von der Schrumpfung beim Abguß abgesehen, entsprechen.
5. Verfahren nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modell (6) für ein Formteil (15) hergestellt wird, daß die Flächen des Modells, an die flüssiger

ORIGINAL INS

109820/1787

Stichwort: Kunststoff-Werkzeugherstellung-zwei angepaßte Modelle - Bergedorf, den 5.11.1969 - Hauni-Akte 1075

Kunststoff gelangen soll, mit einer plastischen Schicht (14) mit der Stärke des fertigen Kunststoffteils vermehrt um die Schrumpfung des Kunststoffs "beim Erstarren "belegt werden und daß das Modell zur Herstellung des angepaßten G-egenmodells (13) mit schmalen mit Einschnitten (17) quer zur Längsrichtung versehenen Streifen (16) aus Holz "belegt werden derart, daß die miteinander verbundenen Holzstreifen das Gegenmodell (13) "bilden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell und das Gegenmodell derart hergestellt werden, daß die Schrumpfung des davon abgegossenen Normteils in der gleichen Richtung verläuft wie die Schrumpfung des abgegossenen Gegenformteils.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Formteil und Gegenformteil in Aluminium abgegossen werden.
8. Form, deren Formteile nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder einem oder mehreren der folgenden hergestellt sind.

109820/ 1787

JlO

Leerseite