DE2331426A1

DE2331426A1 - Large area thermoplastics moulded without pressure - by preheating mould, injecting, cooling and expelling coolant

Info

Publication number: DE2331426A1
Application number: DE19732331426
Authority: DE
Inventors: Guenter Hartig
Original assignee: FANINI S I M SpA
Current assignee: FANINI S I M SpA
Priority date: 1973-06-20
Filing date: 1973-06-20
Publication date: 1975-01-16
Also published as: IT1006590B

Abstract

Two- or three-dimensional thermoplastics articles of large area are moulded in a heatable and coolable mould supplied at low pressure from an extruder. In a first stage, liq. coolant, esp. water, initially present in the mould is expelled; then electrical heating is applied to the mould and when the surface temp. has reached the softening pt. of the thermoplastics, this material is introduced at low pressure; this temp. or a higher temp. is maintained during the filling operation; the liquid coolant is then reintroduced to cool the moulding. Pref. compressed air is used for expelling the cooling water. In the prefd. appts., each half-mould or part-mould contains a large vol. cooling chamber bridged across and supported by a number of partitions contng. electrical heating elements. The back of these chambers is insulated with a sealing and insulating layer.

Description

PATENT Attorney DIPL-INQ. JOACHIM STREET _ _ _ _

2Jo 1 4-cb2Jo 1 4-cb

MS HANAU · RaMEKSTR. If · POST BOX 7 »· TELlMIH · TE LE QRAMME: HANAUPATENT - TELEX: 4tt47Mpat Günter Hartlg June 19, 1973

6451 Rodenbach 2 Str-Zo/Jg - 106451 Rodenbach 2 Str-Zo / Jg - 10

Klasse 39a4 1/08Class 39a4 1/08

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststo ff gegenständenProcess and device for the production of plastic objects

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen großflächiger, zwei- oder dreidimensionaler Gegenstände aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem eine beheizbare und kühlbare Form mittels Extruder bei niedrigen Drücken gefüllt wird.The present invention relates to a method for producing large-area, two- or three-dimensional objects made of thermoplastic material, in which a heatable and coolable mold is filled by means of an extruder at low pressures.

Es ist in der Kunststoffspritztechnik üblich. Formen unter hohem Druck sehr schnell zu füllen. Die Spritzmasse wird in einer Spritzgußmaschine zumeist mit einer Schnecke und Wärmezufuhr plastifiziert und mit einer Kolbenbewegung unter hohem Druck in die Höhlung einer Form getrieben. Die Maschinen sind so ausgelegt, daß die Kolbenbewegung von der Schnecke selbst ausgeführt wird oder daß ein zusätzlicher Druckkolben In der Maschine vorhanden ist. Das Formwerkzeug muß durch eine ausreichende Gegenkraft verschlossen und in seiner gesamten Auslegung stabil genug ausgeführt werden. Die Formen sind deshalb schwer und kostspielig.It is common in plastic injection molding technology. Forms under high pressure to fill very quickly. The injection compound is in an injection molding machine mostly with a screw and heat supply plasticized and with a piston movement under high Pressure driven into the cavity of a mold. The machines are designed so that the piston movement is controlled by the screw itself is carried out or that an additional pressure piston is available in the machine. The molding tool must have a sufficient Counterforce locked and executed stable enough in its entire design. The forms are therefore heavy and expensive.

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Die in die Form gefüllte Spritzmasse wird bei den bekannten Vorrichtungen sofort gekühlt, so daß noch während des Spritzens die Erstarrung beginnt. Auf diese Weise soll eine kurze Zykluszeit erzielt werden.The injection molding compound filled into the mold is used in the known Devices cooled immediately, so that still during spraying the freezing begins. This way you want a short Cycle time can be achieved.

Die vorliegende Erfindung folgt nicht dieser Entwicklungsrichtung. Vielmehr wird - wie auch schon bekannt - darauf abgezielt, die Formwerkzeugeinheit nur niedrigen Drücken auszusetzen. Dadurch kann die Form leicht und kostengünstig hergestellt werden. Der Fülldruck soll niedrig gehalten werden. Deshalb kann man mit kleinen Schließkräften auskommen. Während des F üI lens sol I die Form beheizbar und nach dem FUI I en kühlbar sein. Für diese Technik ist es bekannt, in der Form Kanäle vorzusehen, durch welche abwechselnd Heiz- oder Kühlmittel geleitet werden können. Schließlich kann eine einfache Schneckenpresse ohne Kolben oder Kolbenwirkung Verwendung finden.The present invention does not follow this direction of development. Rather - as already known - on it aimed to expose the mold assembly to only low pressures. This allows the mold to be produced easily and inexpensively will. The filling pressure should be kept low. That is why you can get by with small clamping forces. While of filling, the mold should be heatable and after filling be coolable. For this technique it is known to provide channels in the form through which alternating heating or cooling means can be directed. Finally, a simple screw press without a piston or piston action can be used Find.

Die bisher bekannten Herste I I verfahren, die in diese Richtung weisen, haben verschiedene Mängel. So sind unter anderem die herstellbaren Formstücke in ihrer Größe begrenzt, und es genügt beispielsweise bei treibmittelhai ti gen Thermoplasten dia Oberflächengüte nicht den gestellten Anforderungen,The previously known manufacturers I I proceed in this direction wise have various shortcomings. Among other things, the size of the fittings that can be produced is limited, and it is sufficient For example, in the case of thermoplastics containing propellant, the surface quality not meeting the requirements,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der dargelegten Nachteile ein Verfahren und eine Vorrichtung zum nahezu drucklosen Herstellen großflächiger Kunststoffteile verfügbar zu machen, wobei die großen Flächen nicht in einer Ebene liegen müssen und die Oberfläche den geforderten Gütevorstellungen entspricht. Es ist beispielsweise an die kostengünstige Herstellung von Paletten, Möbeln oder Möbelteilen gedacht.The invention is based on the object, avoiding the Disadvantages outlined a method and a device for the almost pressureless production of large plastic parts to make available, whereby the large surfaces do not have to be in one plane and the surface meets the required quality standards is equivalent to. It is, for example, to the inexpensive Manufacture of pallets, furniture or furniture parts intended.

Zur Lösung der Aufgabe dient allgemein ein Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, daß nacheinanderA method is generally used to achieve the object which is characterized in that one after the other

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ein flüssiges Kühlmittel zwangsweise aus der Form ausgetrieben wird, bevora liquid coolant forcibly expelled from the mold will before

die Form anschließend elektrisch beheizt wird, wobeithe mold is then electrically heated, wherein

die Form bei eingeschalteter Heizung nahezu drucklos gefüllt wird, sobald die Formoberflächentemperatur über dem Erweichungspunkt der Kunststoffmasse liegt und diese oder eine höhere Temperatur während des Füllvorgangs aufrechterhalten wird, und daß anschließend nach dem FUIlenthe mold is almost pressureless when the heating is switched on is filled as soon as the mold surface temperature is over the softening point of the plastic compound and this or a higher temperature is maintained during the filling process, and that afterwards after FILL

das belüftete KühIkanaI system mit Kühlmittel beschickt wi rd.the ventilated cooling duct system is charged with coolant will.

Durch das öffnen der Form endet der Herste I I zykI us, und nach Entnahme des Formstückes kann der Zyklus sofort von vorn beginnen. Das Füllen kann bei diesem Verfahren wegen der Heizung nahezu drucklos erfolgen, da wahrend des Füllvorgangs die aufgeheizten Formwandungen dem Thermoplast keine Wärme entziehen und somit das Erstarren verhindert wird, das bei bekannten Verfahren eine ÜruckbeaufschIagung erforderlich macht. Der Kunststoff wird aus dem rohen Granulat auf einem gewöhnlichen Extruder, wie er üblicherweise nicht zum Spritzen, sondern beispielsweise zum kontinuierlichen Herstellen von Strangprofilen benutzt wird, also nicht auf einem Spritzaggregat, plastifiziert. Die Form nimmt die ρ IastifI ζierte Masse auf, souald sie vorteilhafterweise elektrisch auf eine entsprechende Temperatur aufgeheizt wurde. Die elektrische Heizung bietet zwei Vorteile. Sie läßt sich raumsparend in die Kippen zwischen den Kühlkanälen einbauen und heizt die Formoberfläche schnell auf. Durch die Trennung der Heiz- und Kühlmedien ist ein schnellerer Temperaturwechsel möglich. Die wesentliche Veroesserung sowohl im Fertigungsrhythmus als auch in der Werkstückqualität ergibt sich aus dem zwangsweisen Austreiben des Kühlmittels aus den Kühlkanälen der Form. AlsBy opening the mold, the production ends, and after Withdrawal of the fitting, the cycle can start over immediately. The filling can be done with this procedure because of the Heating takes place almost without pressure, since the heated mold walls do not heat the thermoplastic during the filling process withdrawn and thus the solidification is prevented, which in known methods an overpressure is required power. The plastic is made from the raw granulate on an ordinary extruder, which is not usually used for injection molding, but for example for the continuous production of Extruded profiles are used, i.e. not on an injection unit, plasticized. The form takes the ρ Iastified Ground, so they are advantageously electrically connected to one corresponding temperature has been heated. The electric Heating offers two advantages. It can be installed in the tippers between the cooling ducts to save space and heats the Mold surface quickly. By separating the heating and With cooling media, a faster temperature change is possible. the significant improvement both in the production rhythm and in the workpiece quality results from the inevitable Expelling the coolant from the cooling channels of the mold. as

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Kühlmittel kann beispielsweise Wasser und als Austreibmittel Druckluft benutzt werden. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erheblich erhöht. Die zu Beginn jedes Zyklus eingeschaltete Heizung muß keine in der Form verbliebenen KUh I mitteIreste aufheizen, und die thermische Verteilung wird von keinen KühImitteI resten nachteilig beeinträchtigt. Der Ausfluß des Kühlmittels erfolgt in kürzester Zelt, und diese Zeitersparnis ermöglicht es, auch bei nahezu drucklosem Füllen der Form zu einem wirtschaftlichen Fertigungsrhythmus zu kommen.Coolant can, for example, be water and as a propellant Compressed air can be used. This will increase the economy of the procedure increased considerably. The heater switched on at the beginning of each cycle does not have to remain in the mold KUh I middle leftovers, and the thermal distribution is not adversely affected by any refrigerant residues. The outflow of the coolant takes place in the shortest possible time, and this time saving makes it possible, even when there is almost no pressure Filling the mold at an economical production rate get.

Zur Durchführung des Verfahrens wird vorteilhafterweise eine Vorrichtung benutzt, bei der die Form zwischen Formteilen und Isolierung einen großvoI um 1 gen Kühlraum aufweist, der durch stegartige Zwischenwandungen unterteilt ist, wobei die elektrische Heizung in den stegartigen Zwischenwandungen untergebracht ist. Nach einer Ausgestaltung der Vorrichtung Ist die Isolierung in einer abschließenden glatten Ebene untergebracht und besteht aus einer flüssigkeitsdichten und einer w8rmeiso Iierenden Schicht. Hingegen folgt die Ausgestaltung des Kühlraumes und die Lage der Zwischenstege der Formgebung des Tormteiles, so daß auch Ausbuchtungen in der jeweiligen besonderen Form ebenfalls gleichmäßig sowohl von der Heizung als auch der Kühlung erreicht werden. Eine derart einfach und leicht ausgeführte Form läßt sich leicht quer zum Formstück teilen, um besonders große Formstücke aus einem Guß herstellen zu können, da es wegen der nahezu drucklosen Füllung es ebenso wie beim Schließen der Form keine Probleme gibt, die Stoßfugen einer mehrteiligen Form miteinander zu verbinden.To carry out the method is advantageously a Device used in which the shape between molded parts and insulation has a large volume around 1 gene cooling space, which through web-like partition walls is divided, the electrical Heater housed in the web-like partition walls is. According to one embodiment of the device is the insulation is housed in a final smooth level and consists of a liquid-tight and a warming layer. On the other hand, the design follows of the cooling space and the position of the intermediate webs of the shaping of the gate part, so that bulges in the respective special shape can also be achieved evenly by both heating and cooling. One that simple and lightly executed shape can easily be divided across the fitting to create particularly large fittings from a single mold to be able to produce, as there are no problems due to the almost pressureless filling as well as when closing the mold there to connect the butt joints of a multi-part shape.

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Mit der Erfindung werden die Vorteile einer nahezu drucklosen Herstellung großflächiger und großvoI um!ger Formteile erzielt, wobei die Oberflächengüte auch bei treibmitteI ha 11igen Thermoplasten voll den Anforderungen entspricht.With the invention, the advantages of a virtually pressureless Production of large-area and large-volume molded parts achieved, The surface quality also applies to thermoplastics containing propellants fully meets the requirements.

Im folgenden wird ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel mit Abwandlungen naher erläutert.In the following an embodiment shown in the drawings explained in more detail with modifications.

Es zeigen:Show it:

Fig, 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform, 1 shows a schematic longitudinal section through an embodiment,

Fig. 2 einen Querschnitt zu Fig. 1 entlang der Linie 2·-2' i η F ί g. 1 ,Fig. 2 shows a cross section to Fig. 1 along the line 2 · -2 ' i η F ί g. 1 ,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Aus führungsform und Fig. 4 ein anderes Kombinationsbeispiel.Fig. 3 shows a form of implementation modified from FIG. 1 and 4 shows another combination example.

Die Form befindet sich in einer beliebigen Ebene und wird an einem Maschinenteil oder FormaufspannpIatte 10 über ein Zwischenteil 12 angebracht. Zwischen dieser Anbringung und der eigentlichen Form ist eine Isolierung vorgesehen, die aus einer Wärmeiso Iierschicht 14 und einer FlUssIgkeitsiso Iierung 16 bestehen kann. Nach rechts schließt dann in der Darstellung von Fig. 1 und Fig. 3 der Formunterteil 17 arv. Das eigentliche Formstück ist mit 20 bezeichnet und befindet sich zwischen dem Formunterteil 17 und einem beweglichen Formoberteil 19, welches im Beispiel von Fig. 1 mitteis einer üblichen Schließ-The shape is in any plane and is on attached to a machine part or mold mounting plate 10 via an intermediate part 12. Between this attachment and the insulation is provided, which consists of a Thermal insulation layer 14 and a liquid insulation 16 can exist. The lower mold part 17 arv then closes to the right in the illustration of FIGS. 1 and 3. The real one The molding is denoted by 20 and is located between the lower mold part 17 and a movable upper mold part 19, which in the example of Fig. 1 in the middle of a conventional locking

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einrichtung 18 verbunden ist. Diese Schließeinrichtung 18 muß nur geringe Kräfte wegen der nahezu drucklosen Formfüilung aufnehmen und läßt sich daher in konstruktiv einfacher Weise ausführen.device 18 is connected. This locking device 18 only needs low forces because of the almost pressureless form filling take up and can therefore be carried out in a structurally simple manner.

Zum Füllen ist ein gleichfalls einfacher Extruder 24 vorgesehen, so wie er normalerweise zum Pro Ifi Istranggießen verwendet wird. Dieser Extruder weist eine Schnecke 21 mit einem nicht eingezeichneten Antrieb und eine elektrische Heizung 23 auf. Das im Extruder 24 ρ I astifiζierte Material wird durch einen flexiblen Füllschlauch 22 zur Form geleitet. Der Schlauch 22 weist als Besonderheit eine elektrische Heizung 25 auf.An equally simple extruder 24 is provided for filling, as is normally used for Pro Ifi Istrang casting will. This extruder has a screw 21 with a drive (not shown) and an electrical heater 23 on. The material in the extruder 24 ρ I astifiζierte is through a flexible filling hose 22 passed to the mold. The hose 22 has an electrical heater 25 as a special feature on.

über einen Anguß 27 besteht eine Verbindung mit dem Formhohlraum zwischen den Formteilen 17 und 19. Diese Formteile können aus einer einfachen, geschweißten Blechkonstruktion bestehen. Von der Ebene der Isolierung 14, 16 her erstreckt sich ein Kühlhohlraum 26, der unmittelbar an die Formgebung des Formstückes 20 angrenzt und von eingesetzten Stegen 30 unterbrochen ist, wie es aus dem Querschnitt gemäß Fig. 2 ersichtlich ist. Es entstehen durch diese Unterteilung Kammern, die nacheinander vom Kühlmittel durchflossen werden. In den Stegen 30 ist eine elektrische Heizung 34 untergebracht.There is a connection with the mold cavity via a sprue 27 between the molded parts 17 and 19. These molded parts can consist of a simple, welded sheet metal construction. A cooling cavity 26 extends from the plane of the insulation 14, 16, which is directly adjacent to the shape of the molded piece 20 and is interrupted by inserted webs 30 is, as can be seen from the cross section according to FIG. This subdivision creates chambers through which the coolant flows one after the other. In the webs 30 is one electric heater 34 housed.

Das Kühlmittel strömt über eine KühImitteIzufIußIeitung 28 ein, in der ein Magnetventil 36 angeordnet ist. Bei geöffnetem Ventil 36 erfolgt der Zutritt des Kühlmittels durch einen Zulauf 38. Das Kühlmittel durchströmt die beiden Formteile 17 und 19, wie in Fig. 2 durch kleine Pfeile angedeutet und verläßt die Formteile 17 und 19 über einen durch ein Magnetventil 42 absperrbaren Auslaß 40.The coolant flows in via a cooling medium supply line 28, in which a solenoid valve 36 is arranged. When the Valve 36, the coolant enters through an inlet 38. The coolant flows through the two molded parts 17 and 19, as indicated by small arrows in FIG. 2, and leaves the molded parts 17 and 19 via a solenoid valve 42 lockable outlet 40.

Vor Beginn eines Füllzyklus wird oberhalb des Zulaufs 38 das Ventil 36 geschlossen und ein Ventil 44 geöffnet, wodurchBefore the start of a filling cycle is above the inlet 38 the Valve 36 closed and a valve 44 opened, whereby

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über eine Leitung 32 Druckluft von einer beliebigen Druckluftquelle 46 aus in den KühI mitteI höh I raum 26 eindringt und alles Kühlmittel aus dem gemeinsamen Auslaß 40 bei geöffnetem Ventil 42 austreibt. Das Magnetventil 44 ermöglicht ferner eine Belüftung während der erneuten Kühlmittelzufuhr.compressed air via line 32 from any compressed air source 46 from entering the KühI MitteI height I room 26 and everything Coolant from common outlet 40 when the valve is open 42 drives out. The solenoid valve 44 also enables ventilation during the renewed supply of coolant.

In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, wobei die gleichen Bezugszahlen gleiche oder ähnliche Teile bezeichnen.In Fig. 3 a modified embodiment is shown, where the same reference numerals are used for the same or similar parts describe.

A runner 48 is in this example together with the Extruder 24a firmly connected and in the sense of the double arrow D

verfahrbar. Der Angußverteiler 48 verzweigt sich in dem Formteil 19a.movable. The runner 48 branches in the molding 19a.

In Fig. 4 ist schematisch eine große teilbare Form 50 dargestellt, die aus mehreren Einzelteilen zur Herstellung großer einteiliger Formstücke zusammengesetzt ist, wobei die Einzelteile für sich aus mehreren Segmenten gebildet sein können. Die Segmente sind längs Stoßfugen 54 zusammengefügt. Als Schließmittel können übliche nicht dargestellte Schlösser und lösbare Verbindungen vorgesehen werden, da nur geringe Drücke aufzunehmen sind. Gleichartige Schließmittel halten auch die Einzelteile der Form längs Verbindungslinien 52 zusammen. Der Einfachheit halber sind diese beliebigen Schließmittel nicht eingezeichnet. Die mehrteilige Form 50 öffnet oder schließt sich in Richtung des eingezeichneten Pfeils E. Ferner ist es auch möglich, die Segmente in Richtung der Pfeile F zu öffnen und zu schließen. In den übrigen nicht dargestellten Einzelheiten gleicht die Form 50 den zuvor beschriebenen Formteilen 17 und 19.In Fig. 4, a large divisible mold 50 is shown schematically, which is composed of several individual parts for the production of large one-piece fittings, the individual parts can be formed by themselves from several segments. The segments are joined together along butt joints 54. as Locking means can conventional locks and not shown detachable connections are provided, since only low pressures are to be absorbed. Similar locking means also hold the Individual parts of the form along connecting lines 52 together. Of the For the sake of simplicity, these locking means are not arbitrary drawn. The multi-part mold 50 opens or closes in the direction of the arrow E. It is also also possible to open the segments in the direction of the arrows F. and close. In the other details not shown the mold 50 resembles the mold parts previously described 17 and 19.

Das Wesentliche an dieser Ausführungsform ist, daß eine verhältnismäßig große Form 50 von mehreren Extrudern 56 über behe i zte Sch I Suche 58 gleichzeitig nahezu drucklos gemäß vorstehender Beschreibung gefüllt werden kann.The essence of this embodiment is that a proportionate large mold 50 of several extruders 56 via heated lock 58 at the same time almost without pressure according to the above Description can be filled.

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Verarbeitbar ist beliebiges Kunststoffmateria I, das heißt alle gängigen Thermoplaste. Erfolgreiche Versuche sind mit Polystyrol und mit Polyäthylen gemacht worden. Es können Treibmittel zugesetzt werden, und zwar selbst zu Polyäthylen lassen sich geringe Mengen von Treibmitteln zusetzen, um die geforderte Oberflächengüte zu erzielen. Dies geschieht nicht vornehmlich dazu, um in dem plattenförmigen Material einen weichen Kern vorzusehen, obgleich dieser Gesichtspunkt der Gewichtsersparnis auch eine Rolle spielt; daneben soll vornehmlich auch ein Ausgleich dafür geschaffen werden, daß die Oberfläche bei dem nahezu drucklosen Verarbeiten der Gefahr ausgesetzt ist, Einfa I Istellen zu zeigen. Dieser Gefahr wird durch den Zusatz von Treibmitteln begegnet.Any plastic material I, i.e. all of them, can be processed common thermoplastics. Successful attempts are with polystyrene and made with polyethylene. Propellants can be added, even to polyethylene add small amounts of propellants in order to achieve the required surface quality. This does not primarily happen to a soft in the plate-shaped material To provide core, although this aspect of weight saving also plays a role; next to it should primarily a compensation can also be created for the fact that the surface is exposed to danger during the almost pressureless processing is to show simplicity. This danger is increased by the Added propellants encountered.

Ganz allgemein besteht das neue Verfahren darin, den Kunststoff aus der rohen Granulatphase auf einem gewöhnlichen Extruder, nicht auf einem Spritzaggregat, zu ρ IastifI ζieren und in die Form einzubringen. Moderne Spritzaggregate bestehen aus einer Schnecke, die axial nachgiebig gelagert ist und die gleichzeitig als Druckkolben zum Eintreiben des plastifizieren Materials in die Form benutzt wird, wobei der Rundlauf der Schnecke während des Eintreibens sogar fortgesetzt werden kann.In general, the new process consists in extracting the plastic from the raw granulate phase on an ordinary extruder, not on an injection unit, to ρ IastifI ζieren and in the Bring form. Modern injection units consist of one Screw that is axially flexible and that also acts as a pressure piston for driving in the plasticized material is used in the mold, the concentricity of the worm can even be continued during driving.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen ein gewöhnlicher Extruder benutzt, der normalerweise nicht zum Spritzen eingesetzt werden kann, weil der erzielbare Druck zu geringOn the other hand, according to the method of the present invention, it becomes an ordinary one Used extruder that is not normally used for spraying can be used because the achievable pressure is too low

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ist. Es werden diejenigen Extruder benutzt, die beispielsweise zum kontinuierlichen Herstellen von beliebigen Strangprofilen oder ähnlichem In der Praxis bekannt sind.is. Those extruders are used which, for example, are used for the continuous production of any extruded profiles or the like are known in practice.

In diesem Extruder wird das Material, beispielsweise Polyäthylen, auf 200 - 220 ° C erwärmt.In this extruder the material, for example polyethylene, heated to 200-220 ° C.

Ein wesentlicher weiterer Vorteil liegt darin, eine von der PIastifiζierungs- und Eindringvorrichtung völlig getrennte Form zu benutzen. Die überführung des ρ Iastifiζiarten Materials erfolgt durch erwärmte Schläuche, so daß die Möglichkeit besteht, an eine Extrudervorrichtung mehrere Formen anzuschließen oder an eine Form mehrere Extruder anzuschließen.Another significant advantage is that a device is completely separate from the plasticizing and penetrating device Shape to use. The transfer of the ρ Iastifiζiarten material takes place through heated hoses, so that it is possible to connect several molds to one extruder device or to connect several extruders to one mold.

Wesentlich am neuen Verfahren ist, daß die Form während des Eindringens des Materials geheizt wird, beispielsweise auf eine Temperatur, die auf alle Fälle über dem E rwe ichungspunkt liegt, aber noch etwas geringfügig unter der Plastifiζiertemperatur liegt, in dem genannten Beispiel von etwa 200 220 C, die im Extruder und in den Schläuchen vorgesehen wird. Dagegen ist die Form auf 150 - 180 C erwärmt. In diesem Zustand wird die Form, die sehr großflächig sein kann, vollständig gefüllt. Der Endzustand der Füllung wird in geeigneter Weise gemessen, das Füllen wird beendet» die Heizung abgeschaltet und das Kühlmittel in den KUhI höh I raum eingeleitet.It is essential to the new process that the mold is heated, for example up, while the material penetrates a temperature that is definitely above the flexing point is, but still slightly below the plasticizing temperature is, in the example mentioned of about 200 220 C, which is provided in the extruder and in the hoses will. In contrast, the mold is heated to 150 - 180 ° C. In this State becomes the shape, which can be very large, completely filled. The final state of the filling is measured in a suitable manner, the filling is terminated »the heating switched off and the coolant introduced into the KUhI height I room.

Ein weiteres wichtiges Merkmal ist hierbei, daß wahrend des elektrischen Aufheizens für eine neue Füllung kein Wasser in den KUhImittelräumen des Formwerkzeuges vorhanden Ist, da dieses zuvor durch die in den Kühlhohlraum θ IngeIeitete Preß Iuft entfernt w i rd.Another important feature here is that during the Electric heating for a new filling, there is no water in the KUhImittelraum the mold, because this beforehand by the compressed air introduced into the cooling cavity θ Will get removed.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Form beliebig zusammengesetzt werden. Dabei ist die Form aus einzelnen Stücken zusammengesetzt, die beispielsweise einem bestimmten Raster folgen. So ist es möglich, Transportpaletten herzu-In one embodiment of the invention, the shape can be any be put together. The shape is made up of individual elements Pieces put together, for example a certain Follow grid. So it is possible to produce transport pallets

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stellen, wobei die entsprechenden Formtet la schon die vorgeschriebenen Normmaße aufweisen. Hierbei können die Formteile stumpf gegeneinander gesetzt werden, ohne daß bei dem hergestellten Formstück Schwimmhäute an den Stoßfugen auftreten. Der Grund dafür liegt in dem nahezu drucklosen Verarbeiten des Materials. Zur Erleichterung des Problems des Abdichtens der Formstöße gegenüber dem flüssigen Kühlmittel werden die Form-Stöße zweckmäßigerweise in die Rippen verlegt. Das kann zur Folge hoben, daß die Formstöße in schrägen Linien verlaufen, so wie die Rippen im Formstück angeordnet sind. Selbstverständlich kann auch die Rippe an dieser Stelle entsprechend der Stoßform ausgebildet werden, ohne daß hierdurch eine Behinderung des Wasserabflusses für die Heizperiode auftritt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, der Herstellung einer Transport'pa lette, w i rd fo I gendermaßen vorgegangen:place, with the corresponding formtet la already the prescribed Have standard dimensions. Here, the molded parts can be set butt against each other without the produced Form webbing occur at the butt joints. The reason for this lies in the almost pressureless processing of the material. To alleviate the problem of sealing the Form joints compared to the liquid coolant, the form joints are expediently moved into the ribs. That can be Sequence raised that the form joints run in oblique lines, as the ribs are arranged in the fitting. Of course, the rib can also be used accordingly at this point the butt shape can be formed without an obstruction of the water drainage for the heating season occurs. at a preferred embodiment, the manufacture of a Transport pallet, is proceeded as follows:

Ausgangsmaterial ist Polyäthylen, der Einfülldruck beträgt etwa den hundertsten bis hundertfünfzigsten Teil des üblichen Einfülldruckes. Üie Form wird elektrisch auf 150 - 170 ° C vorbeheizt. Die Heizung wird aufrechterhalten, sobald die Temperatur erreicht ist; dann wird die Form gefüllt. Während der Füllung ist das KühIkanaI system und auch schon während der vorherigen Beheizung völlig entleert und entlüftet. Die Entlüftungsventil e sind während des Füllvorgangs geöffnet und während des Abkühlens geschlossen. Nach dem Füllen wird das Kühl kanal system mit Wasser gefüllt und die Form bis auf ca. Raumtemperatur abgekühlt. Dann wird die Form geöffnet und das Werkstück entnommen. Schließlich wird das Wasser aus dem KühIkanalsystem mit Preßluft ausgetrieben, um die Form für eine neue Füllung vorzubereiten.The starting material is polyethylene, the filling pressure is about the hundredth to one hundred and fiftieth part of the usual Filling pressure. The mold is electrically heated to 150 - 170 ° C preheated. The heating is maintained as soon as the Temperature is reached; then the mold is filled. The cooling system is active during the filling and also during the completely emptied and vented prior to heating. The vent valve e are open during the filling process and closed during cooling. After filling that will The cooling channel system is filled with water and the mold is cooled down to approx. Room temperature. Then the form is opened and removed the workpiece. Finally, the water is expelled from the KühIkanalsystem with compressed air to the mold for to prepare a new filling.

Ein wesentliches Merkmal der neuen Vorrichtung liegt darin, daß die ganze Form "fliegend" aufgehängt werden kann. Es treten bei der großen Temperaturdifferenz und der einfach aufgebauten Form erhebliche Längenänderungen auf, die aufzufangen sind. In axialer Richtung können hierzu TellerfedernAn essential feature of the new device is that the entire form can be hung "on the fly". It occur at the large temperature difference and the easy built-up form on considerable changes in length that are to be absorbed. For this purpose, disc springs can be used in the axial direction

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oder ähnliche nachgiebige Elemente innerhalb der Achse der Verschraubung und in Querrichtung hierfür beispielsweise Langlöcher vorgesehen werden. Wesentlich ist dabei, daß keine starre Verbindung besteht. Gegebenenfalls kann die Form völlig frei aufgebaut werden, d. h. ohne Befestigung an einer Formspannplatte, und durch mechanische Sch I ießeinrichtungen zusammengehalten werden.or similar resilient elements within the axis of the screw connection and in the transverse direction therefor, for example Long holes are provided. It is essential that there is no rigid connection. If necessary, the Form can be built up completely freely, d. H. without attachment to a mold clamping plate, and mechanical closing devices be held together.

An und für sich werden zum Verschließen des Werkzeuges keine äußeren Schließkräfte benötigt. Da aber mit Auftriebskräften zu rechnen ist, genügt eine einfache mechanische Verschließeinrichtung, beispielsweise ein Bajonettverschluß. Eine derartige Verschließmechanik hat den Vorteil, daß das öffnen und Wiederverschließen der Form sehr schnell erfolgen kann. Die Wärme- und FIüssigkeitsI so I ierung kann vorteilhafterweise immer eine ebene Platte sein und braucht nicht den Konturen des auszuformenden Werkstückes zu folgen.In and of itself, no external closing forces are required to close the tool. But there with buoyancy is to be expected, a simple mechanical locking device is sufficient, for example a bayonet lock. Such a one Closing mechanism has the advantage that it can open and Reclosing the form can be done very quickly. the Heat and liquid insulation can be advantageous always be a flat plate and does not need the contours of the workpiece to be formed.

Es kann ferner zwischen dem Extruder und der Form ein Puffer vorgesehen werden, um überschüssiges Material zu speichern und wieder entnehmen zu können. Dazu muß der Speicher mit einer Austreibvorrichtung versehen sein. Diese kann in einfacher Weise aus einem elastischen Widerlager gebildet sein.A buffer can also be provided between the extruder and the mold to store excess material and can be removed again. For this purpose, the memory must be provided with an expulsion device. This can be done in a simpler way Way to be formed from an elastic abutment.

Da der Druckbereich in der Form sehr niedrig liegt, ist es im Gegensatz zu den Hochdruckformen beispielsweise leicht möglich, das Füllen der Form mit einem Druckgeber abzutasten, da Druckgeber für den hier auftretenden Druckbereich preisgünstig verfügbar sind.Since the pressure range in the form is very low, it is, in contrast to the letterpress forms, easily possible, for example, scan the filling of the form with a pressure transducer, since pressure transducers for the pressure range occurring here are available inexpensively are.

Das FUllen der Form kann auch über ein Zeitrelais gesteuert werden.The filling of the mold can also be controlled via a time relay will.

Ansprüche:Expectations:

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Claims

Expectations

Process for producing large, two- or three-dimensional Objects made of thermoplastic material, in which a heatable and coolable mold by means of an extruder is filled at necessary pressures, thereby characterized in that a liquid coolant is forcibly expelled from the mold before the mold is then heated electrically, with the mold being filled with almost no pressure when the heating is switched on as soon as the mold surface temperature is above the softening point the plastic mass is and this or a higher temperature is maintained during the filling process, and that then after filling the ventilated Cooling channel system is charged with coolant.

2. The method according to claim 1, characterized in that the coolant is preferably water is that is forcibly expelled with compressed air.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that that the shape between moldings (17, 19) and insulation (14, 16) has a large-volume cooling space (26) which is divided by web-like partition walls (30), wherein the electrical heater (34) is accommodated in the web-like partition walls (30).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that the insulation (14, 16) is housed in a final smooth plane and from one liquid-tight and one heat-insulating Layer consists.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized i chnet that the design of the

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Cooling space (26) and the position of the intermediate webs (30) of the Shaping of the molded part (20) follows.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that the mold (50) consists of two or several parts, each of which consists of several Form segments can be assembled.

7. Device for producing large, two- or three-dimensional Objects made of thermoplastic material, in which a heatable and coolable mold is filled by means of an extruder at low pressures, thereby marked I chnet that a sprue manifold (4B) between extruder (24) and mold made of at least one flexible heatable hose (22).

Θ. Device according to Claim 7, characterized in that the runner (48) rigidly connected to the extruder and can be moved with it.

9. Device according to claims 7 and 8, characterized in that a mold (50) several extruders (56) are connected.

10, device according to claims 7 and 8, thereby characterized in that an extruder (60) is provided for several molds (64, 66, 68)

11. Device according to claims 3 to 10, characterized marked that the shape to compensate the thermal expansion via elastic connecting elements a platen is connected.

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12 · Device according to Claims 3 to 11, characterized in that the Molded parts mechanical devices on the molded parts are provided.

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