DE2329023C3 - Vorrichtung zum schnellen Einspritzen geschäumter Thermoplaste - Google Patents

Vorrichtung zum schnellen Einspritzen geschäumter Thermoplaste

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DE2329023C3 DE19732329023 DE2329023A DE2329023C3 DE 2329023 C3 DE2329023 C3 DE 2329023C3 DE 19732329023 DE19732329023 DE 19732329023 DE 2329023 A DE2329023 A DE 2329023A DE 2329023 C3 DE2329023 C3 DE 2329023C3
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Juergen Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 4300 Essen-Steele Hartwig
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schnellen Einspritzen geschäumter Thermoplaste mittels Explosionsdruck, bestehend aus einem druckfesten Gehäuse mit zumindest einer Explosionskammer zur Aufnahme eines zündfähigen Gemischs sowie einer dieser zugeordneten Formmassenkammer, wobei diese einen in eine verschließbare Düse übergehenden Angußkanal aufweist und mit einer unter der Einwirkung des Explosionsdrucks in der Explosionskammer bewegbaren Wandung versehen ist.
Das Spritzgießen treibmittelhaltiger Thermoplaste stellt eine Sonderform der Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe dar. Die einen Anteil zwischen 1 bis 3% an chemischen Treibmitteln enthaltenden thermoplastischen Formmassen werden auf normalen Spritzgießmaschinen bei einem Staudruck aufbereitet welcher oberhalb des Gasdrucks des entwickelten Treibgases liegt.
Die Gußform wird mit der Formmasse, welche das Treibgas unter Druck gelöst enthält, teilweise gefüllt; es ist demzufolge kein Nach-Druck erforderlich. Das Formteil entsteht durch das in der Gußform expandierende Treibgas. Damit dieses nicht vorzeitig entweicht — und demzufolge die Auftreibbarkeit der Formmasse abnimmt — muß dafür Sorge getragen werden, daß die Gußform schlagartig gefüllt wird.
Eine Spritzgießmaschine zum Verarbeiten thermoplastischer Massen, welche die Merkmale der eingangs beschriebenen Vorrichtungsgattung aufweist, ist bereits aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 54 825 bekannt.
Die unter Einwirkung des Explosionsdrucks in der Explosionskammer bewegbare Wandung wird bei der bekannten Spritzgießmaschine durch einen Kolben gebildet, welcher auf der Explosionskammer abgewandten Seite mit einer axial verschiebbaren Förder- und Homogenisierschnecke in Verbindung steht.
Die die Schnecke umgebende Formmassenkammer ■> geht in eine Spritzdüse über, welche mit einer auf Druck ansprechenden Schließnadel versehe« ist Nach Zündung des zündfähigen Gemischs, welches in der auch durch den Kolben begrenzten Explosionskammer enthalten ist, wird der Kolben schlagartig nach außen ίο bewegt und drückt dabei die im Bereich der Schnecke befindliche Formmasse über diese in Richtung des Angußkanals.
Ein Nachteil der bekannten Spritzgießmaschine besteht darin, daß die die Explosionskammer begren-I^ zende Wandung aus einem Kolben besteht d.h. einer Einrichtung mit einer verhältnismäßig großen bewegbaren Masse. Die Verwendung eines Kolbens ist weiterhin insofern nachteilig, als zur Abdichtung und Führung des Kolbens besondere Führungsflächen und Führungsele-2« mente erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zum schnellen Einspritzen geschäumter Thermoplaste zu entwickeln, weiche einfach aufgebaut und im Vergleich zu den bisher bekannten Spritzgieß-
2r> maschinen preiswürdig ist.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß die Vorrichtung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 aufweist. tu Die die Explosionskammer von der Formmassenkammer trennende Membran wird nach Zündung des zündfähigen Gemisches durch den entstehenden Explosionsdruck sehr schnell aus ihrer Ruhelage bewegt und fördert die Formmasse mit hoher Geschwindigkeit über !"> den Angußkanal und die zu einem geeigneten Zeitpunkt geöffnete Düse in die nachgeschaltete Gußform, in welcher sie nach Verschließen der Düse aufschäumen und erstarren kann.
Das einzuspritzende Volumen wird durch die Größe ■ι» des durch die Membran unterteilten Gehäuses exakt begrenzt, da der Bewegungsspielraum der Membran durch die dieser gegenüberliegende Wand der Formmassenkammer festgelegt ist.
Die Regelung bzw. Begrenzung des zu verspritzenden 4r> Volumens an Formmasse kann vorteilhaft durch in der Formmassenkammer untergebrachte Einbauten erfolgen, beispielsweise durch Einlegen schalenähnlieher Bauteile auf der von der Membran abgewandten Seile der Formmassenkammer in diese.
w Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes weisen zusätzlich die Merkmale eines oder mehrerer der Patentansprüche 2 bis 4 auf.
Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend im einzelnen anhand der Zeichnung erläutert, welche r>r> beispielhaft einen Schnitt durch eine Einspritzvorrichtung darstellt.
Die Einspritzvorrichtung besteht aus einem druckfesten Gehäuse 1, dessen Innenraum durch eine gummielastische Membran 2 in eine Explosionskammer «) 3 und eine Formmassenkammer 4 unterteilt ist. Die Explosionskammer 3 ist mit einer Eintrittsöffnung 5, einer Austrittsöffnung 6 sowie einer der Membran 2 mittig gegenüberliegenden Zündkerze 7 ausgestattet. Die öffnungen 5 und 6 sind mittels von außen r> gesteuerter Ventile 8 bzw.9 verschließbar.
Die Formmassenkammer 4 ist mit einer Einfüllöffnung 10 mit einem verhältnismäßig großen Querschnitt ausgestattet. Die Abdichtung der Formmassenkammer
nach außen erfolgt durch ein in der öffnung 10 angeordnetes, federbelastetes Rückschlagventil 11.
Die der Membran 2 gegenüberliegende Wandung der Formmassenkammer4 ist so geformt, daß die Membran bei ihrer Bewegung nach rechts einwandfrei an dieser zur Anlage kommt. In Verlängerung der Mittelachse der Membran 2 ist die Formmassenkammer 4 mit einem Angußkanal 12 versehen, dessen äußeres Ende eine Düse 13 bildet; diese ist mittels eines Düsenverschlusses 14 nach Art eines Schiebers verschließbar, welcher in der Wand der Formmassenkammer 4 beweglich geführt ist Der Düsenverschluß 14 weist eine Bohrung 14' geeigneter Größe auf.
Zur Begrenzung des in die Formmaasenkammer 4 eingebrachten Volumens befindet auf der der Explosionskammer 3 zugewandten Seite der Membran 4 ein starrer, mit dem Gehäuse 1 unbeweglich verbundener Rost 15 gegen den sich die Membran 2 anlehnt.
Um eine Beschädigung der Membran — beispielsweise durch heiße Brenngase — zu verhindern, ist diese zweckmäßigerweise zumindest auf der dem Rost 15 zugewandten Seite mit einer widerstandsfähigen, jedoch elastischen Schutzschicht versehen. Diese besteht auf der Seite der Explosionskammer vorzugsweise aus einer Drahtspirale aus geeignetem Material. Die Drahtspirale ist dabei — in der Mitte der betreffenden Membran beginnend — auf deren Oberfläche befestigt.
Die Schutzschicht für die Membran kann jedoch auch aus einer ein- oder zweischichtigen Lage konzentrischer, elastischer Ringe bestehen, welche auf der der Explosionskammer zugewandten Seite der Membran befestigt sind. Die Einspritzvorrichtung kann bei geeigneter Steuerung der Ventile 8 und 9 nach Art eines Zweitakt-Motors betrieben werden, d. h.'die Verbreniiungsgase des zündfahigen Gemischs werden durch die nach öffnen der Austrittsöffnung zurückdrängende Membran ausgeschoben, während die erneute Ladung der Explosionskammer mit zündfähigem Gemisch durch Spülung mit frischem Zündgemisch erfolgt.
Als Treibmittel für die Bewegung der vorhandenen Membranen können geeignete Gase oder Gasgemische Verwendung finden; vorteilhaft können jedoch auch Flüssigkeiten zur Anwendung gelangen, welche die in beispielsweise von einem Sprengsatz ausgehende Druckwelle auf die Membranen übertragen. Eine Panzerung der Membranen ist nur bei Treibgasbetrieb, nicht aber bei Betrieb der Einspritzvorrichtung durch Wasserdruckübertragung erforderlich.
i'j Auf der der Formmassenkammer zugewandten Seite ist die Membran zweckmäßigerweise im Bereich der Membranzone, welche gegen die Düsenaustriltsöffnung schlägt, mit einem kreisrunden Blechbelag versehen.
Die Dicke der zwischen der Explosionskammer .3 und 2» der Formmassenkammer 4 eingespannten Membran 2 ist zweckmäßigerweise so gewählt, daß trotz ungleichmäßiger Wege der einzelnen Abschnitte der Membran in dieser eine gleichmäßige Spannungsverteilung gewährleistet ist.
J'> Abgesehen von der Verwendung mehrerer Membranen kann die Ausbringungsleistung der Einspritzvorrichtung dadurch erhöht werden, daß die Füllzeit für die Gußform durch eine schnelle Zündfolge — also bei schnellem Gaswechsel durch entsprechende Steuerung ;n der Düsenverschlüsse — verkürzt wird. Die beschriebene Einspritzvorrichtung kann auch mehreren Schlicßformen zugeordnet sein, so daß der Arbeitstakt nur durch den Füllvorgang in der Explosionskammcr und in der Formmassenkammer bestimmt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

  1. Patentansprüche:
    L Vorrichtung zum schnellen Einspritzen geschäumter Thermoplaste mittels Explosionsdruck, bestehend aus einem druckfesten Gehäuse mit zumindest einer Explosionskammer zur Aufnahme eines zündfähigen Gemischs sowie einer dieser zugeordneten Formmassenkammer, wobei diese einen in eine verschließbare Düse übergehenden Angußkanal aufweist und mit einer unter der Einwirkung des Explosionsdrucks in der Explosionskammer bewegbaren Wandung versehen ist dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Wandung aus einer elastischen Membran (2) besteht die gleichzeitig Bestandteil der Explosionskammer (3) und der Formmassenkammer (4) ist
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Membran (2) zumindest auf der der Explosionskammer (3) zugewandten Seite gepanzert ist
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der der Explosionskammer (3) zugewandten Seite jeder Membran (2) — von der Explosionskammer (3) her gesehen — ein starrer Rost (15) unbeweglich mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.
  4. .4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einfüllöffnung (10) der Formmassenkammer (4) ein Rückschlagventil (11) angeordnet ist.
DE19732329023 1973-06-07 1973-06-07 Vorrichtung zum schnellen Einspritzen geschäumter Thermoplaste Expired DE2329023C3 (de)

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