DE2117559B2

DE2117559B2 - Rotationsgiessform zum herstellen von hohlkoerpern aus pulver- oder pastenfoermigen kunststoffen

Info

Publication number: DE2117559B2
Application number: DE19712117559
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing.; Fahnler Friedrich; Lüttgens Bernd; 4150 Krefeld Damsky
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1971-04-10
Filing date: 1971-04-10
Publication date: 1972-04-27
Also published as: IT955157B; FR2132826B1; FR2132826A1; GB1370561A; DE2117559A1; NL7204704A; DK127374B

Description

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Rotationsgießform zum Herstellen von Hohlkörpern aus pulver- oder pastenformigen Kunststoffen und reaktionsfähigen Monomeren, vorzugsweise aus einer Lactamschmelze, bestehend aus mindestens zwei Formteilen, die je mit einem Wärmetauschermantel mit Einlaß- und Auslaßstutzen umgeben sind und die an ihrer Trennebene Flansche aufweisen.

Es ist bekannt, in derartigen Rotationsgießformen Hohlkörper aus Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polystyrol usw. herzustellen. Dabei werden diese Stoffe meist in Form von Pulver, Plastisolen oder Pasten in die beheizbaren Gießformen gefüllt. Durch Heizen während der Rotationsbewegung sintern die eingefüllten Materiahen zu einem Hohlkörper zusammen. Durch anschließendes Kühlen der Form erhält das Gußteil seine bleibende Gestalt. Hierbei werden an die Formen keine großen Ansprüche in bezug auf die Dichtigkeit gestellt, weil die Schmelze sehr zähflüssig ist.

Neuerdings ist es jedoch auch möglich, Hohlkörper aus Polyamid herzustellen, indem man von Caprolactam, das mit entsprechenden Zusätzen versehen ist, ausgeht. Die Caprolactamschmelze, die in die Gießform gefüllt wird, besitzt jedoch eine sehr geringe Viskosität, die etwa bei 5cP liegt. Um eine ausreichende Dichtigkeit zu erhalten, sind diese Formen an ihrer Trennebene besonders sorgfältig zu bearbeiten.

Als weitere Forderung muß diese Trennebene sowohl beim Heiz- und Kühlvorgang als auch bei der Rotationsbewegung verwindungssteif bleiben. Deshalb werden die Flansche, die die Trennebene bilden, im allgemeinen besonders dickwandig ausgeführt. Diese größere Materialanhäufung läßt sich nur nach langer Aufheizzeit auf die geforderte Formtemperatur erwärmen. Das führt zu großen Zykluszeiten, die das Fertigteil-unnötig verteuern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rotationsgießform zu schaffen, bei der die Zykluszeiten für die Herstellung der Gußteile wesentlich herabgesetzt sind und bei der eine gleiche Temperatur an der Innenwand einschließlich des Flanschbereiches gewährleistet ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Flansche hohl ausgebildet sind und diese Hohlräume an ein Wärmeaustauschersystem angeschlossen sind.

Durch die Beheizung bzw. Kühlung der Flansche wird erreicht, daß die gesamte Form wesentlich schneller die gewünschten Temperaturen erreicht.

Nach einer besonders einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotationsgießform münden die Einlaßstutzen in die Flansche, deren Hohlräume mit den Wärmetauschermänteln verbunden sind, und die Auslaßstutzen sind an den Wärmetauschermänteln angeordnet.
Auf diese Weise werden von dem zulaufenden Wärmetauschermedium zunächst die Flansche beaufschlagt, das dann über Verbindungsöffnungen in die Wärmetauschermäntel strömt, von denen es wieder zurückläuft. Die Verbindungsöffnungen sind vorzugsweise an der dem Zulauf gegenüberliegenden Seite der Flansche angeordnet.

In einer Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rotationsgießform rein sehematisch im Schnitt dargestellt und nachstehend näher erläutert:

Eine Rotationsgießform 1, die aus Oberformteil 2 und Unterformteil 3 besteht, kann um zwei Achsen 4 und Aa rotieren. Die Formwände sind hohl und als Wärmetauschermäntel 5 bzw. 6 ausgebildet. An der Trennebene 7 der Formteile 2 und 3 sind Flansche 8 und 9 vorgesehen, die Hohlräume 10 bzw. 11 aufweisen. Ein Wärmeaustauschermedium. wird über eine Zulaufleitung 12 und Einlaßstutzen 13 und 14 in die Hohlräume 10 und 11 eingeführt. Sie sind über Verbindungsöffnungen 15 und. 16 mit den Wärmetauschermänteln 5 und 6 verbunden. Von diesen zweigen Auslaßstutzen 17 bzw. 18 ab, die sich zur Rücklaufleitung 19 vereinigen.

Es versteht sich, daß die Zulaufleitung 12 und die Rücklaufleitung 19 über Rotationsstopfbuchsen geführt werden müssen. Dies ist jedoch allgemein bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.

Vergleichsbeispiel

Es werden zwei Rotationsgießformen zur Herstellung eines 10001 fassenden Batteriebehälters, der ■ in Anlehnung an DIN 6620 gestaltet ist, angefertigt. Die erste Rotationsgießform A erhält die bekannten massiven — je 25 mm dicken — Flansche an der Trennebene. Die zweite Rotationsgießform B ist mit Hohlflanschen ausgerüstet, die aus L-Stahl 50 χ 50 χ 8 mm zu quadratischen Hohlprofilen zusammengeschweißt sind.

Beide Gießformen sind doppelwandig aus 2 mm dickem Stahlblech mit entsprechenden Abstandhaltern im Doppelmantel ausgeführt. Der lichte Abstand zwischen Innen- und Außenmantel beträgt 12 mm. Die Werkzeuge werden auf einer ölbeheizten Rotationsmaschine abgegossen.
Der Flansch der Gießform A besitzt eine Heizfläche von 4,6 dm². Seine Masse beträgt etwa 30 kg. Der Flansch der Gießform B besitzt eine Heizfläche von 46 dm² und wiegt etwa 45 kg.

Die Formen werden nacheinander auf der Rotationsmaschine aufgeheizt. Die Temperatur des zulaufenden Öles betragt 220⁰C entsprechend einer Viskosität von 1,2 cSt. Die Gießformen werden so lange aufgeheizt, bis die Rücklauftemperatur des Wärmeträgeröles der geforderten Gießformtemperatur

von 180⁰C entspricht. Die Temperaturen des ölzulaufs, des Rücklaufs und der Forminnenwand am Flansch wurden wie folgt gemessen:

Zeit	Vorlauftemperatur	C	Rücklauftemperatur	C	Forminnen wand am Flansch	C
Min.		Form B		Form B	O	Form B
	Form A	220	Form A	75	Form A	72
0	220	190	77	100	66	95
2	195	183	92	129	82	125
4	185	185	120	153	102	148
6	187	188	150	170	115	167
8	190	191	173	185	125	183
10	192	182	136

40 kg reaktive Caprolactamschmelze werden in die Gießform A eingefüllt, nachdem die Gießform 10 Minuten lang aufgeheizt wurde. Die Drehzahlen der Gießform betragen für den Rundlauf 5 min"¹ und für den Umlauf 12 min"¹. Nach 3 Minuten Rotationsbewegung ist die reaktive Schmelze an der Forminnenwand

polymerisiert. Das anschließende Kühlen des Werkzeuges dient lediglich der besseren Handhabung der Gießform beim Entnehmen des Fertigteils.

Das Fertigteil zeigt ausschließlich in Flanschnähe eine weiße Schicht, die aus niedermolekularem 6-Polyamid mit hohem monomerem und oligomerem Caprolactamanteil (13%) besteht. Auf Grund dessen ist der Behälter im Bereich der Trennebene spröde und bruchanfällig. Der übrige Behälter besteht aus hochmolekularem 6-Polyamid mit einem mono/oligomeren Anteil von 2,8%.

Die Gießform B wird in gleicher Weise wie oben beschrieben mit 40 kg reaktiver Caprolactamschmelze gefüllt. Die Versuchsbedingungen bleiben die gleichen wie bei der Gießform A.

Dieser Behälter zeigt ein einheitlich homogenes Aussehen, auch im Bereich der Trennebene. Die Untersuchung von Materialproben, die an verschiedenen Stellen des Behälters entnommen wurden (einschließlich Trennebenenbereich) ergab, daß dieser Behälter gleichmäßig aus hochmolekularem 6-Polyamid mit einem extrahierbarem mono/oligomeren Gehalt von 3% besteht. Das Formteil weist einheitliche mechanische Eigenschaften auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Ct)Pf

Claims

Patentansprüche:

1. Rotationsgießform zum Herstellen von Hohlkörpern aus pulver- oder pastenformigen Kunststoffen und reaktionsfähigen Monomeren, vorzugsweise aus einer Lactamschmelze, bestehend aus mindestens zwei Formteilen, die je mit einem Wärmetauschermantel mit Einlaß- und Auslaßstutzen umgeben sind und die an ihrer Trennebene Flansche aufweisen, dadurchgekennzeichnet, daß die Flansche (8, 9) hohl ausgebildet sind und diese Hohlräume (10, 11) an ein Wänneaustauschersystem (12, 19) angeschlossen sind.

2. Rotationsgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßstutzen (13, 14) in die Flansche (8, 9) münden, deren Hohlräume (10, 11) mit den Wärmetauschermänteln (5, 6) verbunden sind, und daß die Auslaßstutzen (17, 18) an den Wärmetauschermänteln (5,6) angeordnet sind.