DE2146244A1 - Giessvorrichtung bzw. spritzgiessvorrichtung, insbesondere fuer die verarbeitung von polyurethan - Google Patents

Description

• Gießvorrichtung bzw. Spritzgießvorrichtung, insbesondere für die Verarbeitung von Polyurethan.
• Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung bzw. Spritzgießvorrichtung für die Verarbeitung von gießfähigen bzw. spritzfähigen Werkstoffen, insbesondere Polyurethan, mit einem einen Mischextruder aufweisenden Gießkopf, der einer Form, insbesondere einer Gießform mit offenem Bormenhohiraum zustellbar und über dem Formenhohlraum zur Abgabe des Werkstoffes bewegbar ist.
• In erster Linie betrifft die Erfindung Gießmaschinen für die Herstellung von Formlingen aus Polyurethan, und zwar in der Weise, daß der aus wenigstens zwei Komponenten im Mischextruder gemischte gießfähige Werkstoff in den oben offenen Formenhohlraum der Gießform eingeführt wird. Die mit dem fließfähigen Werkstoff ganz oder teilweise gefüllte Formenhohlraum wird dann durch Schließen der Gießform abgedeckt. Der Werkstoff reagiert dann innerhalb des geschlossenen J?ormenhohlrauis und bildet so den Formling.
• Die bisher bekannten Gießkopf sind für die Beschickung Jeweils eines einzelnen Formnestes einer Gießform bestimmt und geeignet. Der Gießkopf wird dem Formenhohlraum zugestellt und über diesem bewegt, derart, daß der Werkstoff mit einer der Gestalt des Formlings angemessenen Verteilung über den Bereich des Foranestes in dieses eingegossen wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Gießkopf vorzuschlagen, der in erster Linie für die Verarbeitung von Polyurethan bestimmt und der geeignet ist, mehrere, insbesondere zwei Formnester einer Gießform zu beschicken.
• Die besondere Schwierigkeit bei der Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß aufgrund des Verhaltens des Gießwerkstoffs die Formnester ein und derselben Gießform nicht nacheinander bzw. mit zeitlicher Verzögerung gefüllt werden können, weil dann die im Forienhohlraui stattfindende Reaktion der Werkstoffe nicht gleichzeitig verläuft.
• Die erfindungsgemäße Gießvorriohtung bzw. Spritzgießvorrichtung ist gekennzeichnet durch wenigstens zwei in einem gemeinsamen Gießkopf angeordnete, parallel geschaltete Nischextruder mit Je einer Schnecke und wenigstens zwei Dosierpumpen, wobei Schnecken und Dosierpuspen Je durch einen für alle Mischextruder gemeinsamen Antrieb antreibbar sind.
• Der erfindungsgemäße Gießkopf ermöglicht die gleichzeitige Beschickung von zwei Formmestern, die in ein und derselben Gießform unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Die Gießdtisen der Mischertruder können in einem dem Abstand der Formester der Gießform voneinander entsprechenden dbelasld in Gießkopf liegen. Der gemeinsame Antrieb der den Mischertrudern zugeordneten Schnecken und Dosierpumpen ermölicht einen synchronen Ablauf der Vorgänge beim Aufbereiten und Einführen des Werkstoffes in die Formnester.
• Durch die Erfindung ist somit erstmals die Beschickung von Gießformen mit zwei Forinestern möglich, wie dies bisher lediglich bein Spritzgießverfahren eingerichtet werden konnte.
• Weitere Merkmale der Erfindung betreffen den Antrieb der Schnecken, der Dosierpumpen, des Schlittens zur Aufnahme der Gießvorrichtung sowie Maßnahmen zur Reinigung der Gießdüsen, insbecondere bei der Verarbeitung von Polyurethan.
• Nachfolgend werden weitere Einzelheiten anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 die Gießvorrichtung gemäß der Erfindung in sch~1atischen Grundriß, Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung, Fig. 5 eine Einzelheit der Vorrichtung, nämlich einen Verteilerblock, in Seitenansicht, in vergrößertem Maßstab, Fig. 4 eine Stirnansich des Verteilerblocke gemäß Fig. 3, ehne Ventile und VentilbetAtigung, Fig. 5 eine Einzelheit der Schlittenverstellung im Grundriß.
• Die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform einer Gießvorrichtung dient in erster Linie zur Verarbeitung von Zwei-Komponenten-P#lyurethan. Es geht darum, eine Gießform 10 mit zwei Pormuestern 11 und 12 zu beschicken. Dabei sollen die beaanderen technologischen Eigenschaften des zu verarbeitenden Werkstoffes berücksichtigt werden.
• Bei der dargestellten Gießvorrichtung sind in einem gemeinsamen Gießkopf 13 zwei Mischextruder 1.4 und 15, Je mit einer Gießdiiae 16 und 17 untergebracht. Der Gießkopf 13 ist so in Längsrichtung der Mischextruder 14 und 15 verfahrbar, daß die Gießdüsen 16 und 17 oberhalb der Formnester 11 und 12 der offenen Gießform 10 bis an das vom Gießkopf 13 entfernt liegende Ende der Formnester 11 und 12 gelangen. Der zuvor aufbereitete Werkstoff, insbesondere Polyurethan, wird nunmehr über die Gießdüsen 16 und 17 in die Formnester 11 und 12 abgegeben, wobei der Gießkopf 13 mit den Gießdüsen 16 und 17 langsam über den Formnestern 11 und 12 zurück bewegt wird, so daß der Werkstoff verteilt in die Formnester 11 und 12 eingegeben wird. Diese werden sodann durch Schließen der Gießform 10 abgedeckt, und der Werkstoff reagiert in den Formnestern 11 und 12.
• Die beiden Mischextruder 14 und 15 des Gießkopfes 13 werden aus zwei gemeinsamen Behältern 18 und 19 mit den Komponenten zur Herstellung des Gießwerkstoffs versorgt. Die Entnahme der Komponenten erfolgt über eine Werkstoffleitung 20 und 21, die von Jedem Behälter 18, 19 zum Gießkopf 13, nämlich zu einem Verteilerblock 22 des Gießkopfes führen.
• Die Komponenten des Werkstoffes werden in den Mischextrudern 14 und 15 durch Jedem Mischextruder 14 und 15 zugeordnete Schnecken 23 und 24 innig vermischt. Die Schnecken 23 und 24 werden durch einen gemeinsamen Schneckenmotor 25 angetrieben, der über Riemenscheiben 26 und 27 einer Jeden Schnecke 23 und 24 zugeordnete Schneckenwellen 28 und 29 antreibt. Diese übertragen die Rotationsbewegung über Zahnriemenräder 30 und 31 und Zahnriemen 32 und 33 auf die ebenfalls verzahnten Enden der Schnecken 23 und 24. Der Zahnriemenantrieb 30, 31; 32, 33 ermöglicht eine schlupffreie Ubertragung des Antriebs auf die Schnecken 23 und 24, wobei liialbewegungen der Schnecken 23 und 24, z. B. während eines Reinigungshubes, möglich sind.
• ]?ür die Zuführung von genau bestimmten Chargen der beiden Komponenten zu den Mischextrudern 14 und 15 sind diesen je zwei Dosierpumpen 34 und 35 bzw. 36 und 37 zugeordnet.
• Alle Dosierpumpen 34..37 werden durch einen gemeinsamen Pumpenmotor 38 angetrieben. Dessen Antrieb wird über ein Triebrad 39 an zwei, jedem Mischextruder 14 und 15 zugeordnete Anstellräder 40 und 41 übertragen. Von diesen wiederum wird der Antrieb über Kardanwellen 42 und 43 in den Mischextrudern 14 und 15 zugekehrte Anstellräder 44 und 45 eingeleitet, die mit Jeder Dosierpumpe 34 und 35 bzw. 36 und 37 zugeordneten Pumpenrädern 46 und 47 bzw.
• 48 und 49 kämmen. Mindestens die Anstellräder 40 und 41 sowie die Pumpenräder 46.c49 sind auswechselbar. Mit Hilfe der Anstellräder 40 und 41 ist die Gesamtmenge der den Mischtrudern zuzuführenden Komponenten bestimmbar, während mit Hilfe der Pumpenräder 46..49 das Mischungsverhältnis der Komponenten bestimmt werden kann. Dabei ist grundsätzlich vorgesehen, daß die Pumpenräder 46 und 48 einerseits sowie 47 und 49 andererseits gleich groß sind. Lediglich das Verhältnis der Pumpenräder 46 und 47 bzw. 48 und 49 zueinander ist veränderbar. Die einzelnen Änstellräder 40 und 41 bzw. 44 und 45 sind zur Durchführung von eventuellen Auswechselungen von Rädern verstellbar gelagert.
• Die dem Gießkopf 13 zugeführten Komponenten werden in einem Verteilerblock ß den Dosierpumpen 34..37 und von diesen Dosierventilen 51, 52, 53 und 54 zugeführt, von denen aus der Werkstoff bzw. die Komponenten zu den Schnecken 23 uni 24 gelangen. Der Verteilerblock 5 ist plattenförmig ausgebildet mit einem System von Leitungen. Die Dosierpumpen 340.37 sind auf der einen Seite außen an den Verteilerblock % angesetzt, während auf der gegenüberliegenden Seite, nämlich auf der Seite der Gießdüsen 16 und 17, die Dosierventile 54..54 liegen. Die Schnecken 23 und 24 führen durch den Verteilerblock i hindurch.
• Der Verteilerblock ist im einzelnen besonders aus Fig. 4 ersichtlich. Danach schließen die Werkstoffleitungen 20 und 21 seitlich an den Verteilerblock fl an. Anschlußkanäle 55 und 56 führen die Komponenten zu Verteilerleitungen 57 und 58. Diese wiederum führen zu der Saugseite der Dosierpumpen 34..37. Von der Druckseite der Dosierpumpen 34.037 aus führt eine Druckleitung 59, 60 bzw. 61, 62 zu den vier Dosierventilen 521.541 die auf der vorderen Stirnseite des Verteilerblocks 5R unmittelbar neben den Schnecken 23 und 24 angeordnet sind.
• In dem Verteilerblock 22 können weitere Kanäle zur Kühlung und/oder Beheizung desselben, Je nach dem verarbeiteten Material, angeordnet sein.
• Auf der Stirnseite des Verteilerblocks 56 ist weiterhin eine 3etätigungseinrichtung 63 zur gemeinsamen und gleichzeitigen Verstellung aller tier Dosierventile 51..54 angeordnet. Diese Ventil-Betättgungseinrichtung enthält einen Druckmittelzylinder 64, mit dem über Zahnstangen sowie Zahnräder (im einzelnen nicht dargestellt) die Dosierventile 51..54 betätigt werden können.
• weiterhin ist an der vorderen Stirnseite des Verteilerblocks eine besondere sintl¢htung zum Reinigen der Mündungen der Gießdüsen 16 und 17 angeordnet. Diese Einrichtung besteht aus wenigstens einem Jeder Gießdüse 16 und 17 zugeordneten Blasrohr 65 und 66. Mit den Blasrohren 65 und 66 wird in Radialrichtung ein Luftstrahl auf die Mündungen der Gießdüsen 16 und 17 gerichtet, um diese nach einem Gießtakt zu reinigen. Diese Blaseinrichtung wird vorzugsweise gleichzeitig mit dem bei derartigen Mischextrudern 14 und 15 üblichen Reinigungshub der Schnecken 23 und 24 in Betrieb gesetzt.
• Zur Einführung des Gießwerkstoffs in die Formnester 11 und 12 wird die gesamte Gießvorrichtung verfahren, bis die Gießdüsen 16 und 17 oberhalb des entfernt liegenden Endet der Fornester 11 und 12 liegen. Zur Durchführung dieser Bewegungen ist die gesamte Gießvorrichtung auf einem gemeinsamen Schlitten 67 mit einem Träger, insbesondere einem Plattenträger 68 gelagert. Der Plattenträger 68 ist dabei unter einem spitzen Winkel zur Bewegungsebene des Schlittens 67, und damit unter einem spitzen Winkel zur Horizontalen angeordnet, so daß die Mischextruder 14 und 15 in Gießrichtung abwärts geneigt sind. Der Schlitten 67 ist mit Laufrollen 69 auf einem unteren Maschinengestell 70 verfahrbar.
• Der Schlitten 67 ist derart verfahrbar, daß die Gießvorrichtung aus der Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 unter gleichförmiger Bewegung bis in die andere Endstellung transportierbar ist, in der die Gießdüsen 16 und 17 über den Enden der Formnester 11 und 12 liegen. Während dann der Werkstoff in die Formnester 11 und 12 eingegossen wird, fährt der Schlitten 67 zurück, und zwar zunächst mit ungleichförmiger Bewegung. Diese ungleichförmige Bewegung sieht bei der Herstellung von Schuhsohlen mit Absätzen, wobei die Absätze in den Formnestern 11 und 12 dem Gießkopf 13 zugekehrt sind, so aus, daß der Gießkopf 13 in der Stellung der Gießdüsen 16 und 17 über den Absätzen verharrt bzw. langsamer bewegt wird. Wenn der Gießsorgang abgeschlossen ist, schließt ein gleichförmiger Bewegungsabschnitt in die Endstellung der Gießvorrichtung an.
• Diese Bewegungen des Schlittens 67 werden mit einem in Fig. 5 im einzelnen dargestellten Bewegungsaggregat durchgeführt. Das Bewegungsaggregat besteht aus einer an sich bekannten pneumatisch-hydraulischen Vorschubeinheit, wie sie beispielsweise bei Werkzeugmaschinen Anwendung findet. Die pneumatisch-hydraulische Vorschubeinheit besteht aus einem pneumatischen Vorschubzylinder 71 und einem mit diesem verbundenen hydraulischen Steuerzylinder 73. Dem Steuersylinder 72 sind in bekannter Weise Xagnetventile zugeordnet, die eine Steuerung des Vorschubzylinders 71 über den Steuerzylinder 72 ermöglichen. Zu diesem Zweck sind die Kolbenstange 73 des Vorschubzylinders 71 und die Kolbenstange 74 des Steuersylinders 72 miteinander verbunden. Mit Hilfe des Steuerzylinders 72 ist es möglich, die Vorschubgeschwindigkeit des Kolbens des Steuerzylinders 72 und damit die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens 67 zu bestimmen. Es ist weiterhin möglich, die Schlittenbewegung an der Jeweils erwünschten Stelle gegebenenfalls zu unterbrechen.
• Mit der pneumatisch-hydraulischen Vorschubeinheit 71, 72 arbeitet ein weiterer, pneumatisch beaufschlagter Zylinder, nämlich ein Transportzylinder 75 zusammen. Dieser ist mit dem Vorschubzylinder 71 in Reihe geschaltet. Die durch den Vorschubzylinder 71 durchgehende Kolbenstange 73 ist mit dem Boden des Transportzylinders 75 verbunden. Dessen Eolbenstange 76 wiederum ist an den Schlitten 67 angeschlossen.
• Die Bewegungen des Vorschubzylinders 71 werden somit mittelbar auf den Schlitten übertragen, nämlich auf dem Umweg über den Transportzylinder 75.
• Die so ausgebildete Transporteinheit wird zur gesteuerten Bewegung des Schlittens 67 so eingesetzt, daß bei der gleichförmigen Vorschubbewegung aus der Ausgangsstellung in die Gießstellung, bei der die #ießdüsen 16 und 17 über den abgewandten Enden der Formnester 11 und 12 liegen, beide Zylinder 71 und 75 beaufschlagt werden. Der Steuerzylinder 72 ist hierbei so gesteuert, ß unter gleichförmiger Bewegung der Schlitten 67 bis in die Endstellung bewegt wird. Während des #ieJ3#organges wird der Schlitten 67 durch den gesteuerten Vorschubzylinder#71 zurückgefahren, und zwar nach einem über den Steuerzylinder 72 beeinflußbaren Programm. Nach Beendigung des Gießvorgangs erfolgt die Rückbewegung in die Ausgangsstellung wiederum über den Transportzylinder 75 sowie teilweise über den Vorschubzylinder 71. Die insoweit beschriebene Vorrichtung kann unter entsprechender Abwandlung einzelner Teile im Prinzip auch bei der Herstellung von Formlingen durch Spritzgießen eingesetzt werden.

Claims (13)

Patentansprüche

1. Gießvorrichtung bzw. Spritzgießvorrichtung für die erarbeitung von gießfähigen bzw. spritzfähigen Werkstoffen, insbesondere Polyurethan, mit einem einen Mischextruder aufweisenden Gießkopf, der einer Form, insbesondere einer Gießform mit offenem Formenhohlraum zustellbar und über dem Formenhohlraum zur Abgabe des Werkstoffes bewegbar ist, gekennzeichnet durch wenigstens zwei in einem gemeinsamen Gießkopf (13) angeordnete, parallel geschaltete Mischextruder (14, 15) mit Je einer Gießdüse (15, 16), einer Schnecke (23, 24) und wenigstens zwei Dosierpumpen (34, 35; 36, 37), wobei Schnecken (23, 24) und Dosierpumpen (34..37) Je durch einen für alle Mischextruder (14, 15) gemeinsamen Antrieb antreibbar sind.

2. Gießvorrichtung nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpumpen (34..37) aller Mischextruder (14, 15) aus einem gemeinsamen Werkstoffvorrat, bei einem Zwei-Komponenten-Polyurethan aus zwei Je eine Komponente aufnehmenden Behältern (18, 19), über Je eine gemeinsame Werkstoffleitung (20, 21) gespeist werden.

3. Gießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischextruder (14, 15) und die diesen zugeordneten Dosterpumpen (34..37) an einem gemeinsamen Verteilerblock ( %) angeordnet sind, an den die Werkstoffleitungen (20, 21) für die Zuführung des Gießwerkstoffs anschließen.

4. Gießvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Verteilerblock (22> der über gemeinsame Werkstoffleitungen (20, 21) eintretende Gießwerkstoff bzw. die Werkstoffkomponenten über eine Verteilerleitung (57, 58) den Dosierpumpen (34..37) der Mischextruder (14, 15) und von diesen den Jedem Mischextruder (14, 15) zugeordneten Dosierventilen (51, 52, 53, 54) zuführbar ist bzw. sind.

5. Gfeßvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerblock (id) als Platte mit in dieser verlaufenden Leitungen für den Werkstoff ausgebildet ist, an die auf der einen Seite die Dosierpumpen (34..37) und auf der gegenüberliegenden Seite Gießdüsen (16, 17) mit Dosierventilen (51..54) sowie einer für alle 1)osierventile (51..54) gemeinsamen Betätigungseinrichtung (63) angesetzt sind.

6. Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpumpen (34..37) von einem Pumpenmotor (38) über ein gemeinsames Triebrad (39), Je einem Mischextruder (14, 15) zugeordneten, motorseitigen Anstellrad (40, 41), Je einer sardanwelle (42, 43), je einem Mischextruder (14, 15) zugeordneten pumpenseitigen Anstellrad (44, 45) und einem Jeder DoSierpumpe (34..37) zugeordneten Pumpenrad g46, 47, 48, 49) antreibbar sind

7. Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken (23, 24) der Mischextruder (14, 15) durch einen gemeinsamen Schneckenmotor (25) über Riemenscheiben (26, 27), Je einer Schnecke (23, 24) zugeordnete Schneckenwellen (28, 29) sowie Zahnriemenrad (30, 31) und Zahnriemen (32, 33) antreibbar sind.

8. Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einschließlich der Antriebe auf einem Schlitten (67) angeordnet ist, der in Richtung zu den Gießformen (10) sowie zurück verschiebbar ist.

9. Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem einstellbaren, in Gießrichtung abwärts geneigten Träger, insbesondere einem Plattenträger (68) angeordnet ist.

10. Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (67) durch eine an sich bekannte pneumatisch-hydraulische Vorschubeinheit (71, 72) verfahrbar ist, derart, daß der Schlitten (67) mit gleichförmiger Bewegung bis in die von der Ausgangsstellung entfernt liegende Endstellung verfahrbar ist und daß der Schlitten (67) bei der Rückkehrbewegung in die Ausgangsstellung unter ungleichförmiger Bewegung verfahrbar ist, während die Gießdüsen (16, 17) im Bereich der Formnester (11, 12) der Gießform (10) bewegbar sind und daß schließlich der Schlitten (67) vollständig in die Ausgangsstellung unter gleichförmiger Bewegung zurückfahrbar ist.

11. Gießvorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zwei in Reihe geschaltete pneumatische Zylinder (Vorschubzylinder 71, Transportzylinder 75) für die Verstellung des Schlittens (67), wobei die Kolbenstange (73) des Vorschubzylinders (71) mit dem Transportzylinder (75) und dessen Kolbenstange (76) mit dem Schlitten (67) verbunden ist.

12. Gießvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportzylinder (75) zur gleichförmigen Bewegung des Schlittens (67) bei der Vorschubbewegung aus der Ausgangsstellung in die entfernt liegende Endstellung sowie zum Rücktransport des Schlittens (67) in die Ausgangsstellung nach Beendigung des Gießvorgangs dient.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß den Mündungen der Gießdüsen Blasrohre (65, 66) zugeordnet sind, durch die Blasluft zur Reinigung der Gießdüsen (16, 17) in Radialrichtung auf diese leitbar ist, vorzugsweise während des Reinigungshubes der Schnecken (23, 24).

Leerseite