DE19744497A1

DE19744497A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffmaterial

Info

Publication number: DE19744497A1
Application number: DE19744497A
Authority: DE
Inventors: Erich Prof Dr Ing Schuermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Voigt Thomas De
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-15
Anticipated expiration: 2017-10-10
Also published as: DE19744497C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffmaterial mit mindestens einer Heiz- und einer Kühlpresse mit wenigstens einer Preßform, welche ein deckelförmiges Formenoberteil und ein Formenunterteil aufweist, das aus einer Formenplatte sowie einem darauf angeordneten Formenrahmen besteht, wobei während des Preßvorganges das Formenoberteil in den Formenrahmen abdichtend eintaucht.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 43 15 014 C2 bekannt, in dem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffabfällen dargestellt und beschrieben ist. Die Vorrichtung besteht aus einer Preßvorrichtung mit sogenannten Tauchkanten, bei der das Formenoberteil gegenüber dem Formenunterteil in jeder Phase des Preßvorgangs hinreichend abdichtend und reibungsarm geführt ist. In der Vorrichtung geht der Preßvorgang der thermoplastischen Kunststoffe einher mit einem großen Temperaturwechsel der Form und der Formmasse. Dies bedeutet, daß die Preßform einschließlich der Formmasse zunächst auf die Schmelztemperatur erhitzt und nach der Formgebung auf die Entformungstemperatur abgekühlt wird. Für die Beweglichkeit des in dem Formenrahmen eintauchenden Formenoberteils und die Dichtfunktion zwischen Formenoberteil und Formenrahmen ist es jedoch wesentlich, daß zu jedem Zeitpunkt das Formenoberteil und das Formenunterteil mit dem Formenrahmen stets die gleiche Wärmedehnung erfahren. Bei der Verwendung identischer Materialien ergibt sich daraus die Notwendigkeit, stets in der gesamten Form für identische Temperaturen zu sorgen, was aufgrund der Wärmeübertragungsverhältnisse zwischen Presse und Preßform jedoch nicht möglich ist. Wenn auch die obere und untere Formenplatte identische Temperaturen zeigen, so besteht immer eine Temperaturdifferenz zum Formenrahmen, wodurch es bei fester Verbindung zwischen Formenrahmen und Formenplatte zwangsläufig zu Verspannungen und zum Verzug der gesamten Preßform kommt.

Bei einem druckschriftlich nicht belegbaren Stand der Technik sind die Seitenelemente des Formenrahmens verschieblich angeordnet und werden mit Federn in die funktionsgerechte Lage gedrückt. Die dafür erforderlichen Führungen, Anschläge und Federn ergeben hohe Fertigungskosten der Preßform sowie einen großen Wartungsaufwand beim Betrieb. Dies ist insbesondere bei vollautomatischen Hochleistungsanlagen von Nachteil, da diese mit einer großen Zahl an umlaufenden Preßformen arbeiten, wobei der vollautomatische Umlauf robuste Preßformen möglichst ohne bewegliche Teile erfordert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine neue Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffmaterial zu schaffen, die hinsichtlich der Konstruktion der Preßformen wesentlich einfacher und zugleich dauerhafter gestaltet sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere den Merkmalen des Kennzeichenteils, wonach der Formenrahmen in eine Mehrzahl von Rahmensegmenten aufgeteilt ist, die jeweils mit der Formenplatte fest verbunden sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den wesentlichen Vorteil, daß aufgrund der segmentierten Rahmenkonstruktion die Verspannung und der Verzug von Preßformen mit Tauchkanten zuverlässig verhindert wird. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sichergestellt, daß der Formenrahmen gegenüber dem Preßraum dicht ist. Zugleich ist er in der Lage das Formenoberteil zu führen und entsprechende Führungskräfte quer zur Preßrichtung aufnehmen. Letztlich kann er auf vorteilhafte Weise in Achsrichtung der Rahmenelemente keine Kräfte übertragen.

Die erfindungsgemäße Konstruktion beruht darauf, daß der zwischen den Segmenten vorhandenen Fügespalt einerseits während des Betriebs so klein ist, daß die schmelzflüssige bzw. die schmelzzähe Kunststoffmasse nicht oder nur unbedeutend in den Fügespalt eindringt und andererseits so groß ist, daß bei unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen der Formenplatte und dem Formenrahmen keine oder nur unbedeutende Kräfte übertragen werden können.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Rahmensegmente bei Beibehaltung der Beweglichkeit zwischeneinander durch mindestens ein parallel zur Formenplatte verlaufendes, mit den Rahmensegmenten verbundenes Verstärkungsprofils versehen. Diese erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß aufgrund des die einzelnen Segmente verbindenden Profils der Steifigkeitsverlust des Rahmen in Folge seiner Segmentierung ausgeglichen werden kann, ohne daß das Wärmedehnungsverhalten der gesamten Form beeinflußt wird. Auf besonders vorteilhafte Weise kann dies dadurch geschehen, daß ein oder mehrere Verstärkungsprofile innerhalb der hohlprofilartig ausgebildeten Rahmensegmente angeordnet sind.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnitt einer Preßvorrichtung,

Fig. 2 eine Preßvorrichtung gemäß Fig. 1 mit zusätzlich umlaufender Isolierung,

Fig. 3 eine perspektivische Draufsicht auf einen segmentierten Formenrahmen einschließlich Formenplatte und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie IV-IV in Fig. 3.

In den Zeichnungen ist eine Preßvorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffabfällen insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.

Die Preßvorrichtung 10 besteht mindestens aus einer Heizpresse 11 und einer Kühlpresse 12 zwischen denen jeweils zum Aufheizen bzw. zum Kühlen eine Preßform 13 angeordnet ist. Eine Heizpresse 11 wie auch eine Kühlpresse 12 besteht im wesentlichen aus einem Pressengestell 14, welches mit einer oberen Pressenplatte 15 und einer unteren Pressenplatte 16 versehen ist. Auf der unteren Pressenplatte 16 ist die Preßform 13 angeordnet, welche durch ein deckelförmiges Formenoberteil 17 und ein Formenunterteil 18 gebildet wird. Das Formenunterteil 18 besteht aus einer Formenplatte 19 sowie einem darauf angeordneten Formenrahmen 20.

Während Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer Kühlpresse zeigt, ist in Fig. 2 der bis auf eine zusätzliche Isolierung 21 identische Aufbau einer Heizpresse 11 zu erkennen.

In den Fig. 3 und 4 ist letztlich der genaue Aufbau der Preßform 13 dargestellt. Man erkennt in Fig. 3 einen aus zahlreichen gleichgroßen Segmenten 22 bestehenden Formenrahmen 20, wobei jedes einzelne Segment 22 mit mindestens zwei in Fig. 4 dargestellten Verschraubungen V mit der Formenplatte 19 verbunden ist. Zwischen den einzelnen Rahmensegmenten 22 ist jeweils ein Fügespalt 23 angeordnet, dessen Breite bei Umgebungstemperatur (20°) gegen Null tendiert. Ein Formenunterteil 18 einer Preßform 13 für die Herstellung von Platten aus Polyolefin-Kunststoffen mit einer Kantenlänge von 2,44 m ×1,22 m weist beispielsweise Rahmensegmente 22 mit einer Länge von ca. 100 mm auf, um dem Formenverzug und auch Undichtigkeiten vorzubeugen. Dabei wurde eine untere Formenplatte 19 aus Aluminium von 10 mm Dicke verwendet, auf der aus Aluminium-Vierkantrohr gebildete Rahmensegmente 22 verschraubt werden.

Zum Ausgleich des Steifigkeitsverlustes des Formenrahmens 20 wird - wie in Fig. 4 dargestellt - in die aus Vierkantrohr bestehenden Rahmensegmente 22 ein Stahlprofil 24 eingeschoben, welches das Wärmedehnungsverhalten der gesamten Preßform 13 nicht beeinflußt. Bei Erwärmung des so ausgebildeten Formenunterteils 18 erweitert sich der Fügespalt 23 auf maximal 0,4 bis 0,5 mm. Damit ist die Breite des Fügespalts 23 so gering, daß eine schmelzflüssige bzw. schmelzzähe Kunststoffmasse M (s. Fig. 1 und 4) nicht oder nur unbedeutend in den Fügespalt 23 eindringen kann.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffmaterial mit mindestens einer Heiz- und einer Kühlpresse mit wenigstens einer Preßform, welche ein deckelförmiges Formenoberteil und ein Formenunterteil aufweist, das aus einer Formenplatte sowie einem darauf angeordneten Formenrahmen besteht, wobei während des Preßvorganges das Formenoberteil in den Formenrahmen abdichtend eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß der Formenrahmen (20) in eine Mehrzahl von Rahmensegmenten (22) aufgeteilt ist, die jeweils mit der Formenplatte (19) fest verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmensegmente (22) bei Beibehaltung der Beweglichkeit zwischeneinander durch mindestens ein parallel zur Formenplatte (19) verlaufendes, mit den Rahmensegmenten (22) verbundenes Verstärkungsprofil (24) versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das/die Verstärkungsprofil(e) (24) innerhalb der hohlprofilartig ausgebildeten Rahmensegmente (22) angeordnet ist/sind.