DE2035159A1

DE2035159A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Spritzen von Formteilen aus thermoplastischem Werk stoff

Info

Publication number: DE2035159A1
Application number: DE19702035159
Authority: DE
Inventors: Wladyslaw Henry Manchester Lancashire Skoroszewski (Großbritannien)
Original assignee: Shell Internationale Research Maat schappij N V Den Haag (Niederlande)
Priority date: 1969-07-17
Filing date: 1970-07-15
Publication date: 1971-02-11
Also published as: NL164225C; NL164225B; CA942019A; FR2055102A5; GB1317439A; NO136447C; NO136447B; SE360302B; NL7010434A; BE753427A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum -Spritzen von Formteilen aus thermoplastischem Werkstoff.

, Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Formen von Erzeugnissen aus einem thermoplastischen Werkstoff im Wege des Spritzens.

Der Ausdruck "thermoplastischer Werkstoff" bezeichnet hier organische Polymerisate, die unter den Spritzbedingungen thermoplastisch sind und Harze für Polymerisatmassen umfassen, die so gehärtet oder nachbehandelt werden können, daß sie in einen Zustand überführt werden, in dem sie nicht mehr schmelzbar sind. Im letzteren.FrIl muß der Spritzvorgang natürlich durchgeführt werden, bevor das Erh$rtung.sstadium des Werkstoffs erreicht wird.

Eine der Schwierigkeiten, die sich beim Formen von sich aus Z Ilen- zusammensetzenden Erzeugnissen aus einer ausdehnungsfähigen Schmelze ergeben, besteht darin, daß es häufig unmöglich oder unzweckmäßig ist, das gebräuchliche Verfahren anzuwenden, bei dem die Spritzdüse zurückgezogen wird, nachdem die erforderliche M nge des geschmolzenen Werkstoffs in die Form eingespritzt worden ist, denn das in dem Einlauftrichter zurückbleibende Material ißt bestrebt, sich

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in Kichtung auf die Spritzdüse auszudehnen und sich mit dem sich ausdehnenden, in der Düsenspitze zurückgebe Iiebeneη Werkstoff zu vereinigen. Beim Erstarren des Werkstoffs ist es dann schwierig oder sogar unmöglich, das geformte Erzeugnis aus einem Zellenmaterial in der üblichen Weise aus¹ der Form zu entnehmen. · ^: ■-■■"'

Besondere Schwierigkeiten treten auf, wenn man das . sogenannte kehrtrichestervecfahren anwendet, bei dem .der geschmolzene Werkstoff gleichzeitig mehreren Hohlformen oder . mehreren Teilen einer einzigen Hohlform zugeführt wird,, denn es ist normalerweise erforderlich, Einlauftrichter mit einem großen Querschnitt vorzusehen, um zu gewährleisten, daß sich der geschmolzene Werkstoff gleichmäßig verteilt, während er von der Spritzdüse mit einer hohen Geschwindigkeit abgegeben wird. Da in den Einlauftrichtern eine große Werkstoffmenge zurückbleibt, zeigt es sich häufig, daß das Abkühlen der Einlauftrichter eine so lange Zeit in Anspruch nimmt, daß es praktisch die Dauer des durchzuführenden Arbeitsspiels bestimmt. Man kann diese Schwierigkeiten vermeiden, wenn man nach einem Verfahren arbeitet, bei dem heiße Einlauftrichter benutzt werden, wobei kein Abkühlen der Einlauftrichter zugelassen wird, sondern bei dem die Einlauftrichter gegenüber der Hohlform abgesperrt werden, und bei dem der in den Einlauftrichtern zurückgebliebene Werkstoff mit der nächsten einzuspritzenden Werkstoffmenge vereinigt wird. Es ist Jedoch schwierig, dieses Verfahren beim Formen von Schmelzen aus ausdehnungsfähigen Werkstoffen anzuwenden, da das das Ausdehnen des Werkstoffs bewirkende Gas entweicht, was zur Folge hat, daß die nächste zuzuführende Werkstoff menge eine IMlmenge umfaßt, die nur eine unzureichende Menge des Ausdehnungsmittels enthält.

Gemäß der Erfindung sollen diese verschiedenen Schwierigkeiten dadurch vermieden werden, daß ein verschiebbar gelagerter Einlauftrichter verwendet wird, der sowohl die Aufgabe eines heißen Einlauftrichters als auch die Aufgabe

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einen Absperrventils erfüllt* Die Ausdrücke "gleitend gelagert" und "verschiebbar" sowie davon abgeleitete Ausdrücke "bezeichnen hier sowohl eine seitlich gleitende Bewegung als auch eine gleitende Drehbewegung. Genauer gesagt sieht die Erfindung ein Verfahren zum formen von Erzeugnissen aus einem thermoplastischen Werkstoff int Wege des Sprit ζ ens vor, das Maßnahmen umfaßt, um eine Hohlform mit einem geschmolzenen thermoplastischen Werkstoff über eine Spritzdüse und einen gleitend gelagerten, bewegbareri Einlauftrichter zu füllen,, um den Einlauftrichter' so zu bewegen,, daß die Verbindung zwischen der Spritzdüse und der Höhlform unterbrochen wird,, während der Druck in dem ii-inlauftrichter aufrechterhalten wird, um die Form zu kühlen und ihr das geformte Erzeugnis zu entnehmen^ um die Form wieder in ihre Gcbrauchsstellung zu bringen, und um das Einlauftrichterteil so zu bewegen, daß erneut eine Verbindung zwischen der Spritzdüse und der Hohlform hergestellt wird, wobei das Einlauftrichterteil auf einer genügend hohen Temperatur gehalten wird, um den darin enthaltenen thermoplastischen Werkstoff im geschmolzenen Zustand zu halten.

Während den Gebrauchs der erfindungsgemäßen Vorrichtung ward eine οι ritzdüse in Druckberührung mit einer Stützplatte gehalten, um die Spritzdüse mit einem in der Stützplatte ausgebildeten Kanal zu verbinden. Das erhitzte Einlauftrichter- oder Verteilerstück wird gleichzeitig mit dem Einspritzen einer bestimmten Ivlenge des geschmolzenen werkstoffs durch den Einlaufkanal in die Zuführungskanäle hinein geöffnet, bis die Hphlformen gefüllt sind. Dann wird das Einlauftrichterteil längs einersolchen Strecke verschoben, daß die Kanäle verschlossen werden und der Einlauftrichter abgedichtet wird, und sobald sich die Form abgekühlt hat, weraen die Hohlformen geöffnet, die geformten E_rzeugnisse werden entnommen, und schließlich wird die Form wieder in ihre Gebrauchsstellung gebracht. Dann wird der Einlauftrichter wieder.in seine offene Stellung zurückgeführt,

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so daß der Druck des über die ßpritcdiise zugerührten Werkstoffs den Tnlialt des In jßen Einlauftrichters in die üolilforrien überführen kann, und daß weiterer Werkstoff zugeführt werden kann, bis die Hohl formen erneut vollständig gefüllt sind. Es ist somit ersichtlich, daß man die Durchführung des nächsten Arbeitsspiels nicht zu verzögern braucht, damit sich die Einlauftrichter abkühlen können, und daß der in dem .Einlauftrichter oder Zuführungskanal enthaltene "Werkstoff sowohl im heißen Zustand als auch unter Druck gehalten wird, so daß dieser Werkstoff einen Teil der nächsten Millmcnge bilden kann, ohne daß eine Qualitätseinbuße zu befürchten ist.

Das Vorhandensein eines (Temperaturgradienten zwischen dem erhitzten Einlauftrichter und der Hohlform ermöglicht ein Erstarren des Werkstoffs in dem Zuführungskanal an einem kurz unterhalb des Einlauftrichters lieg· nden Punkt, so daß sich der Werkstoff an den Zuführungspunkt', η mit einer ähnlichen Geschwindigkeit ablüheln kann, wie das gespritzte Erzeugnis, so daß der gewünschte Ablauf des gesamten Arbeitsspiels nicht beeinträchtigt wird. Durch das Erstain-en des 'werkstoffs an dem erwähnten Punkt wird eine saubere Unterbrechung zwischen dem Werkstoff in dem Einlauftrichter und dem Werkstoff in dem Zuführungskanal ermöglicht, und hierdurch werden alle Schwierigkeiten beseitigt, die dem Entnehmen des geformten Erzeugnisses aus der Hohl form entgegenstehen kennten. Hierbt i. kann das geformte Erzeugnis ohne weiteres in der üblichen Wlise ausgeworfen werden, wobei der in dem , Zu führungskanal enthaltene Werkstoff zu einem bestandteil des lOrmstücks wird. Ii- i den üblich ι η Zu .führung π]; analen können diese Ansätze nachträglich auf bekannte- Weise durch eine maschinelle Bearbeitung beseitigt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es auf '' besonders vorteilhyfte Weise,- die üchwierigleiten zu vcmiciden, die sich beim ioniren aufschäumbarer Werkstoffe unter Verwen-■· düng - mehrerer Zuführungsoffnungen·ergeben, wobei der Einlauf- ■ kanal in·.l'Orriuoiner Verteilerleitung ausgebildet ist, um -;· ·

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o·ibig Verbindungen zu mehreren ilcnälen einer Zul¹ ührungöplatte herzusbellen, weiche ihrerseits mit mehreren "Hohlforiuon. Ln verbindung stehen. Es sei jedoch bemerkt, daß sich die Anwendbarkeit der Erfindung nichb auf diesen Fall beschränkb, sondern daß sich die Erfindung auch beim Einspritzen eines V/erkstoffs ilbor mehrere Zuführungskanale in eine einzige große hohl form oder auch in dem einfachen E'aLl anwenden läßt, in dem ein einziger Zuführungskanal mib einer einzigen Hohl form in Virbindung steht.

Wenn b^i einer Verteilerleitung mehrere Zuführungspunkte vorgesehen sind, ist es wichtig, die Querschnitte der Kanäle so aufeinander abzustimmen, daß ein gleichmäßiges Füllen der Hohlform sichergestellt ist. Dies gilt insbesondere für schaumfÖrmige Werkstoffe, denn in dem Formstück können ü terschiede bezüglich der Dichte des Werkstoffs auftreten, wenn die Zuführungsquer schnitte nicht a_ufeinander abgestimmt sind. Zwar laßt sich normalerweise ein gleichmäßiges Füllen einer Hohlform erzielen, wenn man eine geradlinig verschiebbare Verteilerleitung benutzt, doch sei bemerkt, daß eine gleitend drehbare Verteilerleitung für mehrere Hohlräume enthaltende Formen besonders geeignet ist.

Bei beiden genannten Anordnungen ist jedoch die Einsprit2,f;eschv/iridigkeit proportional zur Zahl der Zuführungspunkte. Wenn die üinspritzgeschwindigkeit bei einem einzigen Zuführung3kanal z.B. 1000 g/sec beträgt, würde sich die ■cinspritzgeschwindigkeit auf 250 g/sec verringern, wenn man vier Zuführun^Sicanäle vorsehen würde. Infolgedässen wird die bei der betreffenden faschine mögliche üinspritzgeschwindigkeit nicht an jeder Hohlform vollständig ausgenutzt, Bei einer Anordnung; mit i>.'.nälen_t deren querschnitte aufeinander abgestiaml sind, ist es dagegen nicht erforderlich, die zügeführten M ngeη aufeinander abzustimmen, wenn alle Hohlfonuen den gleichen U uminlialt haben. Bei Hohlformen von unterschiedlichem Fassungsvermögen läßt sich die Zufuhr des Werkstoffs am bequemsten dadurch'abstimmen, daß man den Querschnitt der

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Zuführungsöffnungentweder an der Einlauf tr iclferbuchse oder Ln der mifc einem kugelförmigen üifcz versehenen bchbibe einstellt. · ■ ·

Bei im Arbeiten mit einer seitlich verschiebbaren Verbei-1-Tleitung mit mehreren Zuführungskanälen spielt die Anord- \ nung der mit einem kugelförmigen Sitz versehenen scheibe gegerenüber jeder Einlauf fcriQhterbuch.se eine wichbige Rolle bezüglich einer einwandfreien Abdichtung. An jeder Zuführung^-■ sbei ie muß die Zuführungsöffnung der Scheibe genau in der gleichen Υ/ί-ise auf die Λΐηΐ auf bricht erbuchse ausgerichtet sein, um ein gleichmäßigesZumessen des Werkstoffs zu jeder Hohlform zu gewährleisten. Bei einer Anordnung mib mehreren Zuführungskariälen können auf Temperaturschwankungen zurückzuführende Änderungen derVViskosität des Werkstoffs das Strömen des Werkstoffs zu den verschiedenen Hohlformen beein-, flüssen. Infolgedessen kommt derZufuhr von Wärme zu der Verteilerlei bungeine erhebliche Bedeutungzu. Daher erweist es sich als vorteilhaft, wenn jede Zuführungsstelle unabhängig mib Hilfe eines gesonderten Thermoelements und eines Variacs geregelt wird. Wenn die Zaführungsöffnungen gleich große Abmessungen haben, werden natürlich Druckunterschiede zwischen den den verschiedenen Hohlformen zugeführten Materialmengen vermieden.

Die gleichen Gesichtspunkte gelten für die Konstruktion und Wirkungsweise einer gleitend drehbaren Verteilerleitung. Um die Verteilerleitung zu drehen, kann man eine hydraulische, pneumatische oder mechanisch-elektrische Vorrichtung vorsehen, die so synchronisiert ist, daß sie gleichzeitig mit dem Beginn des Mnsprizens in der Spritzmaschine in Tätigkeit tritt. Die drehbare Verteilerplatte kann mit einer zentralen Welle versehen sein, die in einem in die B'orm eingebauten Lager gelagert ist, durch das die Drehachse der Platte bestimmt wird. Dieses Lager ist gegenüber der Form vorzugsweise thermisch isoliert, um zu verhindern, daß Wärme aus der Verteilerpliitte abgeleitet wird.

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- Alternativ kann die Welle in die Form eingebaut sein, middle Verteilerplatte kann mit einem wärmeisolierten Lager versehen sein. Diese Anordnung erweist sich dann als vorteilhaft, wenn bei der Spritzform dünne, mit Hohlräumen versehene Platten/verwendet werden.

Smvohl die seitliche bewegbaren als auch die drehbaren Verteilerstücke mit mehreren Zuführungskanälen können bezüglich ihrer Konstruktion..und: Wirkungsweise so abgeändert werden, d- ß sie in Verbindung mit Formen verwendet werden können, bei denen sich die Hohlräume bezüglich .ihres' Fassungsvermögens unterscheiden. Bei den bis jetzt gebräuchlichen Verteilern werden während des Sprizvorgangs gleichzeitig allen Hohlformen gleich große zugemessene Wcrkstoffmengen zugeführt", sobald der Verteiler eine vorbestimmte Strecke zurückgelegt hat und zur Anlage an einem festen Anschlag gekommen it't. Sobald dies geschehen ist, bleibt die ■ Zuführüngscfinung jeder Holhform offen, bis die Hohlformen gefüllt sind. Dann wird der Verteiler in seine Aus^angsstell.ungzurückgeführt. / . - . .

Bei einer abgeänderten Anordnung kann jeder Hohlfoi^m die "'richtige Werkstoff mengeohne Rücksicht auf U t erschiede bezüglich den !Fassungsvermögens der Hohlformen zugeführt werden. Bei dieser Anordnung-, werden die Zuiührungsöi inun{ en nacheinander geöffnet, und dies bietet den Vorteil, daß mit Hilfe von Hoh.lform.en von unterschiedlichem 1 assungsveiOiöf-ei\ T<ormM.üe];e von gleicher Dichte . orzeufi werden kennen, wobei jede Hohl form mit der maximalen Spriz.Qeschwindi.gl·'-.it. i~c füllt. wird, und wobei das Zur. ~. ssen des Werkstoffs zu jeder Hohl form durch die Bewegungspeschwinäif-ju it des Verteilers ge^e^elt wird. Hierbei kann die G schwindigki it, mit der der "V rtcil.er wilhrend df s 'Betriebs- gesclilossen wird, variiert werden, um . .„. Unterschiede bezüglich des Fassungsvermögens der νerächicdenen liohlformen auszugleichen. l)i sich der Schlieiivorgang schnell abspielt, ist es wichtig, doli die B wegung des Vorteilers genau gesteuert wird, damit jedem Hohlraum genau die'^

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richtige Werkstoffmenge zugemessen wird» Ein solcher Verteiler ist im wesentlichen ebenso ausgebildet wie ein seitlich verschiebbarer oder drehbarer Verteiler der beschriebenen Art_s und der Hauptunterschied besteht darin₉ daß man eine sehr genau arbeitende Steuervorrichtung benötigt, um zu gewährleisten,, daß die verschiedenen Zuführungsöilfnungen nacheinander zügig geöffnet werden» Zu diesem Zweck kann man Z₀Bo einen Nocken vorsehen, um die Bewegung des Verteilers gegenüber jeder Zuführungsstation zu regeln»

Die Anordnung der Teile kann bei der vorstehend beschriebenen Zuführungsvorrichtung derart sein, daß sich das Einlauftrichterteil in einem beliebigen Ausmaß verschieben läßt, vorausgesetzt, daß dieses Bauteil eine solche Bewegungsfreiheit hat, daß s sich längs einer ausreichenden Strecke bewegen kann, damit der Kanal vollständig von allen anderen Kanälen getrennt wird,, und damit der erforderliche dichte Abschluß hergestellt werden kann» I_n derPraxis zeigt es sich, daß in bestimmten Anwendungsfällen eine gleitende Drehbewegung zu bevorzugen ist, während es in anderen Fällen zweckmäßiger ist, eine seitliche gleitende Bewegung vorzusehen» Sowohl bei einer seitlichen Gleitbewegung als auch bei einer Drehbewegung ist es zweckmäßig, die Bewegung auf die Umgrenzung der Stützplatte und der Zuführungsplatte zu beschränken, denn in diesem Fall ist es möglich, den Einlauftrichterkanal aufeinfache Weise lediglich dadurch abzudichten, daß man einen Druck aufbringt, um den Einlaß und den Auslaß des Kanals gegen die Innenfläche der benachbarten Platte zu drücken. Hierbei bewegt sich das Einlauftrichterteil in der Weise, daß eine Druckberührung zwischen den Anlageflächen aufrechterhalten wird. Gewöhnlich wird eine besonders vorteilhafte Anordnung verwendet, bei der die Bewegung derEinlauftrichterteile durch unter Federspannung stehende Druckstücke geführt wird, die auch dazu dienen, einen Abdichtungsdruck zwischen dem Einlauftrichterteil und der Zuführungsplatte oder der Stützplatte zur Wirkung zu bringen. Es ist erforderlich, dafür zu

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sorgen, daß sich die einander benachbarten Flächen auf eine solche Weise gleitend berühren, daß ein Entweichen von geschmolzenem Werkstoffaus den Zuführungsiianälen vollständig oder im wesentlichen vollständig vermieden wird. Bei einer besonders zweckmäßigen Konstruktion sind die Sitz- oder Übergangsstücke an den Einlassen und Auslassen der Zuführungseinrichtung angeoxxLnet, die zu dem Verteiler bzw. von ihm weg führen. Diese Übergangsstücke haben vorzugsweise kugelförmige Sitzflächen, um mögliche E'luchtungsfehler des Verteilers auszugleichen, und sie sind mit Nuten versehen, die dazu dienen, den Werkstoff zurückzuhalten, damit nur minimale Leckverluste an der Sitzfläche auftreten.

Das Einlauftrichterteil kann während des Betriebes auf beliebige Weise beheizt werden; es ist z,B« zweckmäßig., patronenförmige elektrische Hf izelemente in den Verteiler einzubauen.

Die Zuführungsplatten, die Stützplatten₉ die Einlauftriehterbuchsen und die Sitze des Verteilers können aus einer beliebigen Stahlsorte oder einer Legierung bestehen, doch sollen sie einsatzgehärtet sein, um den Beanspruchungen standzuhalten, die durch die gleitende Bewegung der Sitzfläche des Verteilers während des Betriebs hervorgerufen werden»

Zu den gemäß der Erfindung verarbeitbaren thermoplastischen Werkstoffen gehören z.B. Olefxnpolymerxsate und Mischpolymerisate wie Polyäthylen, Polypropylen und üthylen-Propylen-Mischpolymerisate, ferner Polystyrol und Vinylharze unter Einschluß von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisaten sowie die verschiedenen Sorten von Nylon, Polycarbonate sowie Kunststoffe, die aushärtbare oder mittels Wärme härtbare Harze enthalten, die jedoch während des erfindungsgemäßen Spritzstadiums thermoplastisch sind, wie es z.B. den Epoxyharzen der Fall ist. Der Ausdruck "thermoplastische Werkstoffe" bezeichnet hi r auch Harze und Polymerisate, die als solche verwendet werden können, oder die Zusatzstoffe

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enthalten, z.B. Stabilisatoren, Oxidationsschutzmittel und Farbstoffe sowie Massen,, die erhebliche Mengen an anderen Bestandteilen, z.B. Füllstoffen, enthalten«

Eine Anwendbarkeit der Erfindung ist insbesondere bei einem thermoplastischen Werkstoff gegeben, der ein Aufschaumungsmittel enthält, z.B. eine organische Azo- oder Nitrosoverbindung, beispielsweise ein Azodicarbonamid, oder ein Garbonat, das sich beim Erhitzen zersetzt und Kohlendioxid erzeugt, oder einen flüchtigen, normalerweise flüssigen organischen Stoff, z.B. technisches Pentan_o

Gemäß der Erfindung kann man die normalerweise verwendete Einlauftriehterbuch.se durch eine isolierte Buchse ersetzen_?- die dazu dient, eine stärkere örtliche Erhitzung im Bereich der einen kugelförmigen Sitz aufweisenden Scheibe zu bewirken= Bei dieser Anordnungbleibt das Polymerisat am oberen Ende des Einiauftrichters genügend weich, so daß das Polymerisat beim Einspritzen der nächsten Charge den Trichter ungehindert passieren kann₀ Alternativ" kann man die mit einem kugelförv migen Sitz versehene Scheibe mit einer Öffnung versehen, die größer ist als die Eintrittsöffnung der Einlauftrichterbuch.se _s so daß aus dem Polymerisat ein Pfropfen entsteht, der der Einlauftrichterbuchse eine Fläche von großem Durchmesser zuwendet, wenn sich der Verteiler in der Schließstellung befindet. Dieser Pfropfen von großem Durchmesser bewirkt eine zusätzliche Isolation im Zuführungsbereich des Verteilers, und in der Mitte des Pfropfens befindet sich heißes geschmolzenes Material. Dieses Material kühlt sich während des Abkühlens der Form allmählich ab, doch bleibt es genügend weich, so daß es durch den Trichter hindurchgedrückt wird, wenn am Beginn des nächsten Arbeitsspiels der Spritzdruck zur Wirkung gebracht wird. Der Durchmesser des PolymerisatpfHopfens ist zweckmäßig gleich dem Innendurchmesser der Bohrung des Verteilers.

Die Spritzmaschine, die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Füllen von Formen benutzt wird,

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umfaßt zweckmäßig einen auf bekannte Weise ausgebildeten Spritzstößel mit einer Düse, die in der Stützplatte der Zuführungsvorrichtungangeordnet ist, sowie eine Spritzform, die an der Zuführungsplatte befestigt ist und Hohlräume aufweist, die mit den Iv näle.n in der Zuführungsplatte ig. Verbindung stehen; die Erfindung bezieht sich somit auch auf eine derarzige vollständige Einrichtung zum Herstellen von Spritzteilen, wenn diese eine Zuführungsvorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. ■

Fig. 1 zeigt in einem schematischenwaagerechten Schnitt, der längs desZuführungskanalseinesseitiich verschiebbaren Verteilers verläuft, in vereinfachter Form die Anwendung der Erfindung bei einer Form mit zwei Hohlräumen.

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt, der längs der Mittellinie des Zuführungskan&ls eines seitlich verschiebbaren Verteilers verläuftund weitere Einzelheiten der Zuführungsvorrichtung erkeanen läßt, wobei der Einfachheit halber die Anwendung der Erfindung bei einer Form mit nur einem Hohlraum dargestellt ist.

Fig. 3 ist ein längs der Mittellinie eines Verteilerkanals verlaufender senkrechter Schnitt durch einen drehbaren Verteiler, der sie Anwendung der Erfindung bei einer Form mit zwei Hohlräumen veranschaulicht.

Fig. 4a und4b zeigen schematisch einen gleitend drehbaren Verteiler in seiner geöffneten bzw. seiner geschlossenen Stellung in Verbindung mit einer Form mit vier Hohlräumen.

Fig. 5a und Jb zeigen in einem senkrechten bzw. einem waagerechten Schnitt eine mit Luft isolierte Einlauftrichterbuchse zur Verwendung in Verbindung mit einem gleitend

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- 12 beweglichen Verteiler.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtungumfaßt eine Stützplatte 1 und eine Zuführungsplatte 21, die durch Abstandhalter 25 getrennt gehalten sind, und zwischen denen ein klotzförmiger Verteiler 6 angeordnet ist» In die Stützplatte ist eine Einlauftrichterbuchse 4 eingebaut, die durch Schrauben 5, in ihrer Lage gehalten ist, und an der eine Einspritzdüse 24 befestigtsein kann«, In die Zuführungsplatte 21 ist eine weitere Einlauftrichterbuchse 20 eingebaut. Der klotzförmige Verteiler 6 ist an einem Ende mit Heizelementen 2 versehen und umschließt einen Einlaufkanal 26, dessen Auslässe bei der gezeigten offenen Stellung des Verteilers in Fluchtung mit den Kanälen'der Einlauftrichterbuchseη 4 und 20 stehen» Eine druckdichte Berührung zwischen diesen Auslässen des kanals 26 und den Einlauftrichterbuchsen 4und 20 wird durch mit einerkugelförmigen bzw. einer ebenen AnIagefläche versehene Sitzteile 5 und 22 aufrechterhalten/ an welche der Verteiler 6 durch Scheibenfedern 7 und 8 angedrückt wird, die auf Führungszapfen 9 angeordnet sind. Ein genaues Einstellen des Verteilers 6 ist durch verstellbare Abstandhalter 2$ möglich. An seinem von den Heizelementen 2 abgewandten Enden ist der klotzförmige Verteiler 6 betriebsmäßig mit einem nur schematisch angedeuteten hydraulischen Zylinder 18 verbunden. Ferner umfaßt die Vorrichtung ein Verbindungsstück 10, einen Haltestopfen 11, ein isolierendes Bauteil 12, eine Platte 13, ein Gewindestück 14, eine übcrbrückungsplatte 15, eine Ringmutter 16 und eine mit Innengewinde versehene Buchse 17. Wenn die Zuführungsvorrichtung gebrauchsfertig zusammengebaut worden ist, wird sie an den Formhälften 27 und 28 so befestigt, daß die Hohlräume 29 der Form in Verbindung mit den Einlauftrichterbuchsen 20 stehen.

Wenn die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 benutzt werden soll, um Formteile herzustellen, wird der Verteiler 6 mit Hilfe des hydraulischen Zylinders 18 in die hier gezeigte Öffnungsstellung gebracht und mit Hilfe der Heizelemente

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auf die erforderliche Temperatur erhitzt» Darm wird der geschmolzene thermoplastische Werkstoff unter Druck über die Einspritzdüse 2.4, die Einlauf tr ichterbuchse 4,' den Kanal 26 des Verteilers und die Einlauftrichterbuchsen 20 in die Hohlformen 29 eingespritzt«. Wenn die Hohlformen "vollständig gefüllt sind» wird der Verteiler 6 mit Hilfβ des hydraulischen Zylinders 18 seitlich verschoben*, und zwar gemäß Figo nach unten und gemäß Fig« 2 nach links„ Diese seitliche Bewegung beweirkt, daß die Sitzteile 5 und 22 über die Einlauf= trichterbuchsen 4 und 20 hinweggleiten₉ bis die Auslässe des Verteilerkanls 26 nicht mehr mit den Kanälen der Einlaufe trichterbuchsen in Verbindung stehen» Sobald diese Verbindungen unterbrochen sind, wird der Verteiler zum Stillstand gebracht und in seiner "Absperr^!l-Stellunggehalteno In diesem Stadium des Arbeitsspiels sind der Verteilerkanal 26 und die Kanäle der beiden Einlauftrichterbuchsen dadurch druckdicht verschlossen, daß die Sitzteile 5 und 22 durch die Scheibenfedern 8 auf den Führungszapfen 9 gegen die Einlauftrichter·=· büchsen 4und 20 gedrückt werden^ und daher wird der Ein=· spritzdruck in der Einspritzdüse, dem Kanal des Verteilers₉ den Einlauftrichterkanälen und den Hohlformen aufrechterhalten.

Dann werden die Formhälften 27 und28 abgekühlt, und sobald ihr Inhalt erstarrt ist, werden sie voneinander getrennt, die Formstücke werden entnommen,, und schließlich wird die Form wieder in ihrer Betriebsstellung auf der Spritzmaschine angeordnet. Während des Abkühlens und Entleerens der Form wird derthermoplastische Werkstoff in dem Einlauftrichterkanal 26 durch die Heizelemente 2 im geschmolzenen Zustand unddurch die Abdichtung zwischen den Sitzteil-en 5$ 22 und den Einlauftrichterbuchsen 4, 20 unter Druck gehalten. Sobald die Form wieder ihre Betriebsstellung einnimmt-, wird der Verteiler 6 durch den hydraulischen Zylinder 18 wieder in seine Offnungsstellung gebracht, um erneut eine Verbindung zwischen der Spritzdüse 24, dem Kanal 26 und den. Hohlformsn 29 herzustellen. Dann wird geschmolzener thermoplastisches¹

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Werkstoff unter Druck durch die Einlauftrichterbuchse 4₉ den kanal 26 des Verteilers und die Einlauftrichterbuchsen 20 in die Hoiilformen 29 gefördert ₉ und hierbei drückt der züge= führte Werkstoff das thermoplastische Material, das während des Abkühl ens der Form und des Entnehmens der Formstücke in dem Kanal des Verteilers zurückgehalten wurde₉ in die HolilformeFi hinein» Da dieser Werkstoff im geschmolzenen Zustand und unter Druck gehalten wurde, ermöglichen es das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung auf vor= teilhafte Weise_s eine aufschäumbare thermoplastische Schmelze so, Formstücke^ zu verarbeiten^ da verhindert wird_s daß das zum Aufschäumen dienende Gas aus dem Werkstoff entweicht, der wahrend des Abkühlens und Entleerens der Form in dem Vertei= lerkanal zurückgehalten wird»

Figo 3s 4-a, und 4b zeigen eine Ausführungsform und die ^% Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen drehbaren Verteilers_s der weitgehend ähnlich arbeitet wie ein seitlich verschiebbarer Verteilerο Die Winkel= oder Drehbewegung des Verteil ler-s wird, durch eine hydraulische, pneumatische oder mechanischelektrische Vorrichtung herbeigeführte Die Verteilerplatte ist mit einer zentral angeordneten Achse 30 versehen,, die in einer Buchse 31 gelagert ist- Diese Buchse legt die Dreh= achse des Verteilers fest, und sie ist gegenüber der Form vorzugsweise thermisch isoliert, um das Abfließen von Wärme aus dem Verteiler zu verhindernο

Alternativ kann die Achse fest in die Form eingebaut sein und ein in den Verteiler eingebautes thermisch isolier·= tes Lager tragen«, Diese Anordnung wird bevorzugt, wenn die Spritzform dünne Platten mit Hohlräumen umfaßt»

Fig. 5a. und ^b zeigen eine Einlauftrichterbuchse 20 mit Ausschnitten 32„ die zum Zweck der Isolation von Luft durchströmt werden können* In den oberen Teil der Buchse ist ein Stift 33 eingebaut,, durch den die Buchse in der Έονψ. in der richtigen Winkelsteilunggehalteia wird«

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Eine Spritzmaschine der Bauart Cravens 35O-EX-28 wurde mit einer hydraulisch zu betätigenden Absperrdüse versehen, um sie zum Verarbeiten von aufschäumbaren Werkstoff geeignet zu machen. Ferner wurde eine programmierte Spritzeinrichtung vorgesehen, und es wurde dafür gesorgt, daß eine sehr hohe Einspritzgeschwindigkeit erzielt werden konnte. Diese Maßnahmen wurden getroffen, um zu gewährleisten,, daß der Werkstoff mit der empfohlenen Mindestgeschwindigkeit von JOO g/sec eingespritzt werden konnte, so daß sich die zum Füllen der Hohlformen benötigte Zeit auf ein Minimum verkürzte. Die hydraulische Steuereinrichtung wurde von der Absperrdüse der Maschine getrennt und mit dem hydraulischen Zylinder verbunden, der den verschiebbaren Verteiler betätigte, so daß der Verteiler während des SpritζVorgangs automatisch von der Maschine aus gesteuert wurde^ Das Signal zum Einleiten der Bewegung des Verteilers wurde durch einen Elektromagneten erzeugt, der durch den Zeitgeber zum Einleiten des Spritzvorgangs gesteuert wurde. Mit dem Elektromagneten war ein hydraulisches Steuerventil gekuppelt, das es ermöglichte, verschiedene -ijeitungsdrücke zum Betätigen des hydraulischen Zylinders des Verteilers einzustellen. In die Druckleitung war in der Nähe des Elektromagneten ein Druckmesser eingeschaltet, damit der an dem hydraulischen Zylinder verfügbare Druck abgelesen werden konnte. Der zum Bewegen des Verteilers dienende Druck

wurde auf 35 kg/cm eingestellt, und hierbei wurden einwandfreie Ergebnisse erzielt. Das Schließen des Verteilers wurde durch einen gesonderten Zeitgeber eingeleitet, der so ausgebildet war, daß er nach dem Füllen der Form in Tätigkeit trat«

Bei Versuchen mit dieser abgeänderten Spritzmaschine wurden Polystyrol, Polyäthylen von hder Dichte und Polypropylen verarbeitet.

Diese Werkstoffe ließen sich sehr gut formen, und als Probestücke wurden Formteile für Stuhlbeine hergestellt, deren Dichte im endgültigen Zustand den Anforderungen entsprach. Eine U tersuchüng der Formstücke zeigte, daß das Zellengefüge

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in jedem Fell demjenigen von ähnlichen i'ormstücken ähnelte, die ohne Benutzung eines verschiebbaren oder drehbaren Verteilers hergestellt wurden. Diese Tatsache läßt erkennen, daß keine Verschlechterung der Qualität des Werkstoffs eintritt, der während eines vollständigen Spritzvorgangs in dem Verteiler zurückgehalten wird. Wenn ein Teil des Aufschäumungsgases aus dem Verteiler entwichen wäre, hätte dies zu einer Erhöhung der Dichte des fertigen Erzeugnisses führen müssen.

Patentansprüche;

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Claims

P A T Έ Έ T A N S P EUCH E

Μ·/ Verfahren zumFormen von Erzeugnissen aus einem thermoplastischen Werkstoff im Wege des Spritzens, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß ein Hohlraum einer Form mit einem geschmolzenen thermoplastischen Werkstoff über eine Spritzdüse und einen gleitend gelagerten Verteiler gefüllt wird, daß der Verteiler bewegt wird, um die Verbindung zwischen der Spritzdüse und dem Hohlraum der Form zu unterbrechen, wobei der Druck in dem Verteiler aufrechterhalten wird, um die Form abzukühlen und das geformte Erzeugnis aus der Form zu entnehmen, um die Form wieder in ihre Betriebsstellung zu bringen, und um den Verteiler erneut zu bewegen, um die Verbindung zwischen der Spritzdüse und dem Hohlraum der Form wieder herzustellen, wobei der Verteiler auf einer genügend hohen Temperatur gehalten wird, um den darin enthaltenen thermoplastischen Werkstoff im geschmolzenen Zustand zu halte.
2.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η -

ζ ei chn et , daß der dem Hohlraum der Form zugeführte thermoplastische Werkstoff ein aufischäumbarer Werkstoff ist.
3. Vorrichtung zum Formen von Erzeugnissen aus einem thermoplastischen Werkstoff im Wege des Spritzens unter Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, g e ke η η ζ e i c h η e t durch eine Stützplatte (1) mit einem Kanal zum Aufnehmen eines geschmolzenen thermoplastischen Werkstoffs aus einer Spritzdüse (24),. eine Zuführungsplatte (21) mit einem oder mehreren Zuführungskanälen (20) zum Zuführen des geschmolzenen thermoplastischen Werkstoffs zu einem oder mehreren Hohlräumen

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(29) der Form sowie einen zwischen dej? Zufiihirüngsplatte und der Stützplatte gleitend gelagerten ¥eirfceiler (6) mit einem " Kanal (26), der in seiner OffnungssteXlung so" angeordnet ist-,*" daß er eine Verbindung zwischen dem Kanal der Stützplatte und den Kanälen der Zuführungsplatte herstellt, wobei der Verteiler mit Heizmitteln (2) versehen und so eingerichtet ist, daß er seinen Kanal und andere Kanäle druckdicht verschließt, wenn er gegenüber seiner Öffnungsstellung verschoben wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch, gekennzeichnet, daß der gleitend gelagerte Verteiler (6).... , seitlich bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3_S dadurch , g e k e η η ₇ zeichnet, daß der gleitend gelagerte Verteiler.(6) drehbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Yerteüer (6) während seiner Bewegung durch federbelastete Bruchstücke (9) geführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die federbelasteten. Druckstücke (9) einen Abdichtungsdruck zwischen dem Iferteiler (6) und der Zuführungsplatte (21) oder der Stützplatte (1) hervorrufen.
8. Vorrichtung nach einem der Anspiräelie 3 bis 7ψ dadurch gekennzeichnet , daß die Grleitberührung zwischen den Fkächen der verschiedenen Platten derart ist, daß im wesentlichen kein geschmolzener Werkstoff aus dem bzw. jedem Zuführungskanal (26) entweichen kann,
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Sitzteile (5, 22) dort angeordnet sind, wo die erwähnten Kanäle mit dem Einlaß und dem bzw. jedem Auslaß des Verteilers (6) verbunden.sind.

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10. Vorrichtung n_ach Anspruch 9» dadurch g e k e η η ζ e ic h η e t , daß dieSitzteile 45» 22) kugelförmige Sitzflächen aufweisen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 tois 10, dadurch g eke η η ζ ei eine t , daß das Zumessen von Werkstoff zu 3« dem Hohlraum (29) der Form durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Verteilers (6) geregelt wird.
12. Vorrichtung nach Inspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Verteilers (6) durch eine Hockenvorrichtung geregelt wird.

15· Gespritztes Erzeugnis aus thermoplastischem Werkstoff, g e k e η η ze i c h η e t durch seine Herstellung mit HiI:-e des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2.

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