DE2342789A1

DE2342789A1 - Vorrichtung zur diskontinuierlichen herstellung von mehrschicht-formkoerpern

Info

Publication number: DE2342789A1
Application number: DE19732342789
Authority: DE
Inventors: Robert Melcher
Original assignee: Schloemann Siemag AG
Current assignee: Battenfeld GmbH
Priority date: 1973-08-24
Filing date: 1973-08-24
Publication date: 1975-03-13
Also published as: DD114033A5; DE2342789C2

Description

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SIEMAG Siegener Maschinenbau GmbH, 5912 Hilchenbach-Dahlbruch

Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Mehrsehicht-Formkörpern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Mehrschicht-Formkörpern mit einem geschäumten Kern und einer ungeschäumten thermoplastischen Außenhaut, bestehend aus einem mit zwei Spritzzylindern verbundenen Spritzkopf mit einer zentralen Düse und einer dieselbe umgebenden Ringdüse.

Aus der DT-PS 1 154 264 ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Strangpressen von endlosen Formkörpern oder von plattenförmigen Bauelementen mit einem Schaumstoffkern und einem Mantel aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, bei der die im Spritzkopf der Strangpresse zentral angeordneten Düse für den Austritt des Schaumkunststoffes von einer Ringdüse umgeben ist, aus der gleichzeitig mit dem Schaumkunststoff der thermoplastische Kunststoff austritt. Durch die kontinuierliche Arbeitsweise dieser Vorrichtung bedingt, weisen diese Formkörper oder plattenförmige Bauelemente Stirnflächen auf, die nicht mit einer Schicht aus thermoplastischem Kunststoff versehen sind, d.h., es lassen sich keine Formkörper oder plattenförmigen Bauelemente herstellen, deren Schaumstoffkern von einer geschlossenen Hülle aus thermoplastischem Kunststoff umgeben ist. Ein Absperren der zentralen Düse und/oder der Ringdüse

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ist hier nicht möglich.

Aus der DT-OS 2 24l oo2 ist ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffteilen mit glatter Oberfläche und porigem Kern bekannt, bei welchem zuerst ein Teil des die glatte Oberfläche bildenden Kunststoffes und anschließend ein ein Treibmittel enthaltender Kunststoff gleichzeitig mit weiterem, die glatte Oberfläche bildendem Kunststoff eingespritzt wird. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist einen Spritzkopf auf, der mit zwei Spritzzylindern verbunden ist. Dabei ist in dem den die glatte Oberfläche bildenden Kunststoff aufnehmenden Spritzzylinder als Spritzkolben ein innerer, den ein Treibmittel enthaltenden Kunststoff aufnehmender Kolbenzylinder vorgesehen, der an seinem vorderen En.de eine Schiebedüse trägt, deren hinteres und mit Kanälen versehenes Ende in das Innere des den Kunststoff mit Treibmittel enthaltenden Kolbenzylinders verschiebbar ist. Ferner ist die Spritzdüse mit einem quer zu dem Strömungskanal bewegbaren Absperrschieber ausgerüstet. Durch die Ausbildung dieser Vorrichtung bedingt, ragt der an dem Formkörper befindliche Angußstutzen noch verhältnismäßig weit in die geschlossene Spritzdüse, so daß der Entformvorgang erheblich beeinträchtigt wird. Darüberhinaus ist diese Vorrichtung infolge der Ausbildung der Spritzdüse kompliziert und teuer.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Mehrschicht-Formkörpern zu schaffen, die einen einfachen Aufbau besitzt und bei der gleichzeitig das Entstehen von in den Spritzkopf ragenden Angüssen verhindert und die damit verbundenen Nachteile vermieden werden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung vorgeschlagen, daß die Ringdüse durch den Spritzkopf und eine axial verschiebbar im Spritzkopf geführte,

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die Ringdüse verschließende Hülse begrenzt ist, deren Bohrung die zentrale Düse bildet und mit einer verschiebbaren Schließ nadel versehen ist. Durch diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsteht im Bereich des Spritzkopfes kein Anguß, so daß sich die Formkörper ohne Schwierigkeit durch Öffnen der Form entformen lassen.

Der Hülse und der Schließnadel sind getrennte oder ein gemeinsamer Verschiebeantrieb zugeordnet, wobei bei der Verwendung eines gemeinsamen Verschiebeantriebes die Hülse entgegen der Kraft einer Feder durch die Schließnadel in ihre Sperrstellung bringbar ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Verschiebeantriebe für die Hülse und die Schließnadel in Abhängigkeit von der Stellung der Kolben in den Spritzzylinder steuerbar, so daß das Öffnen und Schließen der zentralen Düse und der Ringdüse beliebig gewählt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Spritzkopf einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit geschlossener zentraler Düse und geschlossener Ringdüse im Schnitt und

Fig. 2 eine der Fig· I entsprechende Ansicht mit geöffneter zentraler Düse und geöffneter Ringdüse.

In der Zeichnung ist ein Spritzkopf 1 einer Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Mehrschicht-Formkörpern mit einem geschäumten Kern und einer ungeschäumten thermoplastischen Außenhaut in vereinfachter Weise dargestellt, der von einer nicht gezeichneten Spritzkopfhalterung aufgenommen wird und an den zwei nur angedeutete Spritzzylinder 2, J5 bekannter Bauart angeschlossen sind.

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Bei dem erläuterten AusfUhrungsbeispiel liegt der Spritzkopf 1 an einer Angußbuchse 4 eines nicht näher dargestellten, an sich bekannten Spritzgußwerkzeuges an, das ein Formnest zur Bildung eines Mehrschicht-Formkörpers aufweist. Der Spritzkopf 1 ist mit einer zentrischen Bohrung 5 ausgerüstet, die über den größten Teil ihrer Länge eine gleichbleibende zylindrische Form besitzt und nahe der Angußbuchse 4 in einen sich verengenden Konus 6 übergeht, an den sich noch ein kurzes zylindrisches Teil 7 anschließt. In dieser Bohrung 5 ist eine Hülse 8 axial verschiebbar gelagert, die an ihrem aus dem Spritzkopf 1 herausragenden Ende einen kurzen Arm 9 besitzt. Nahe ihrem der Angußbuchse 4 zugewandten Ende ist die Hülse 8 mit einem Absatz Io geringeren Durchmessers versehen, so daß zwischen dem Absatz Io und der Wandung der Bohrung ein Ringraum 11 gebildet ist. Das dem Arm 9 gegenüberliegende Ende der Hülse 8 besitzt die Form eines Hohlzylinders 12, dessen Außendurchmesser genau dem Innendurchmesser des zylindrischen Teiles 7 der Bohrung 5 entspricht. Zwischen dem Absatz Io uad dem Hohlzylinder 12 ist ein Konus 1J> vorgesehen.

Die Bohrung 14 der Hülse 8 dient zur Aufnahme einer axial verschiebbaren Schließnadel 15, die mit ihrem einen Ende aus der Hülse 8 herausragt und hier ebenfalls einen Arm 16 trägt. Der Durchmesser des anderen Endes der Schließnadel 15 ist so gewählt, daß damit das der Angußbuchse 4 zugewandte Ende der Bohrung 14 in der Hülse 8 geschlossen werden kann. Zwischen dem zylindrischen Schließteil 17 der Schließnadel 15 und dem zylindrischen Führungsteil der Schließnadel 15 ist ein Konus 18 angeordnet. Im Bereich des Konus 18 weist die Hülse 8 eine zylindrische Ausdrehung 19 auf, so daß zwischen der Innenwandung der Hülse 8 und der Schließnadel 15 ein weiterer Ringraum 2o entsteht.

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An diesen Ringraum 2o schließt sich ein radial in der Hülse eingearbeiteter Kanal 21 an* der in der in Fig. 2 gezeigten Stellung der Hülse 8 in einen Kanal 22 im Spritzkopf 1 übergeht. An das der Hülse 8 abgewandte Ende des Kanales 22 ist der Spritzzylinder 3 angeschlossen. Von dem Spritzzylinder 2 erstreckt sich ebenfalls ein Kanal 23 im Spritzkopf 1 bis zur Bohrung 5. Die Hülse 8 weist einen als sogenannte Herzkurve ausgebildeten Kanal 24 auf, der sich in der Stellung der Hülse 8 gemäß Fig. 2 an den Kanal 23 des Spritzkopfes 1 anschließt.

An dem Arm 9 der Hülse 7 greift eine an sich bekannte Kolben-Zylindereinheit 25 an, durch die die Hülse 5 aus der Stellung der Fig. 1 in die Stellung gemäß Fig. 2 und zurück bewegt werden kann. Auch der Arm l6 der Schließnadel 15 ist mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 26 verbunden, die die Schließnadel 15 bedarfsweise aus ihrer Schließstellung gemäß Fig. 1 in die sogenannte Offenstellung bewegt, die in Fig. 2 gezeigt ist.

Bei der Fertigung eines Mehrschicht-Formkörpers mit einem geschäumten Kern und einer geschäumten thermoplastischen Außenhaut wird bei geschlossener Hülse & und geschlossener Schließnadel 15 gemäß der Fig. 1 der Zeichnung beispielsweise in dem Spritzzylinder 2 ein die glatte Oberfläche bildender Kunststoff und in dem Spritzzylinder 3 ein ein Treibmittel enthaltender Kunststoff dosiert. Sobald die beiden Spritzzylinder 2, 3 "gespannt" sind, wird die Kolben-Zylinder-Einheit 25 derart beaufschlagt, daß die Hülse 8 aus ihrer geschlossenen Stellung in ihre Offenstellung gemäß Fig. 2 bewegt wird. Dabei kommt der die Herzkurve aufweisende Kanal 24 der Hülse mit dem Kanal 23 des Spritzkopfes 1 in Verbindung, so daß beim Verschieben des Spritzkolbens im Spritzzylinder 2 der ungeschäumte, die glatte Außenhaut bildende Kunststoff durch den Kanal 27 der Angußbuchse k in das nicht gezeigte Formwerkzeug

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strömen kann. Sobald der Kolben einen vorgegebenen Weg im Spritzzylinder 2 zurückgelegt hat und sich eine Teilmenge des die Außenhaut bildenden Kunststoffes in dem Formwerkzeug befindet, wird durch den Spritzkolben des Spritzzylinders bspw. ein Nocken betätigt, der eine Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 26 und damit ein Öffnen der Schließnadel 15 zur Folge hat. Über den Kanal 22 im Spritzkopf 1, den Kanal 21 und den Ringraum 2o wird nun der ein Treibmittel enthaltende Kunststoff aus dem Spritzzylinder 2 ebenfalls in das Formwerkzeug gedrückt. Da dabei die Entleerung des Spritzzylinders 2 nicht unterbrochen wird, strömen nun ein kompakter Kunststoffstrang mit ringförmigem Querschnitt und ein ein Treibmittel enthaltender Kunststoffstrang mit kreisförmigem Querschnitt gleichzeitig durch den Kanal 27 der Angußbuchse 4 in das Formwerkzeug. Die Strömungsgeschwindigkeiten dieser Kunststoffstränge können gleich oder auch unterschiedlich sein, was durch eine entsprechende Beaufschlagung der Kolben der Spritzzylinder 2,5 steuerbar ist.

Die Ausströmgeschwindigkeit des ein Treibmittel enthaltenden Kunststoffes aus dem Spritzzylinder J i^s^ bspw. so gewählt, daß der Spritzzylinder 3 vor dem Spritzzylinder entleert ist. Sobald der Spritzkolben des Spritzzylinders j5 die "Entleerstellung" erreicht hat, betätigt dieser Kolben einen Nocken, der eine Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 26 in der Weise bewirkt, daß die Ausströmöffnung in der Hülse 8 durch die Schließnadel 15 geschlossen wird. Damit ist jegliche Zufuhr von ein Treibmittel enthaltendem Kunststoff in den Kanal 27 der Angußbuchse 4 unterbrochen. Die Zufuhr von ungeschäumtem Kunststoff aus dem Spritzzylinder 2 wird jedoch noch kurzzeitig fortgesetzt und zwar solange, bis sichergestellt ist, daß der Kanal 27 der Angußbuchse 4 nur noch ungeschäumten Kunststoff enthält. Über einen weiteren, dem Kolben des Spritzzylinders 2 zugeordneten Nocken wird die Kolben-Zylinder-Einheit 25 derart

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beaufschlagt, daß sich die Hülse wieder in ihre Schließstellung gemäß Fig. 1 bewegt. Die in dem Formwerkzeug befindliche Formmasse besteht nun aus einem geschäumten Kern und einer ungeschäumten thermoplastischen Außenhaut. Nach dem Entfernen des ausgehärteten Formkörpers aus dem Formwerkzeug wiederholt sich der oben beschriebene Vorgang.

In Abänderung des erläutert.en Ausführungsbeispieles ist es mit dem Spritzkopf 1 möglich, Formkörper ohne Angußzapfen herzustellen. Dazu ist es lediglich notwendig, daß der Spritzkopf 1 weit genug in das Formwerkzeug eingeführt wird. Ferner können die Kolben-Zylinder-Einheiten 25, 26 derart gesteuert werden, daß zuerst nur ungeschäumter Kunststoff und anschließend nur ein ein Treibmittel enthaltender Kunststoff in das Formwerkzeug eingespritzt wird. Weiterhin ist es möglich, die Befüllung der beiden Spritzzylinder 2, 3 zu vertauschen, so daß bei geöffneter Schließnadel 15 ungeschäumter Kunststoff und bei geöffneter Hülse 8 ein ein Treibmittel enthaltender Kunststoff in das Formwerkzeug gespritzt wird.

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Patentansprüche

■ l.jVorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Mehrschicht-Formkörpern mit einem geschäumten Kern und einer ungeschäumten thermoplastischen Außenhaut, bestehend aus einem mit zwei Spritzzylinder verbundenen Spritzkopf mit einer zentralen Düse und einer dieselbe umgebenden Hingdüse,

dadurch gekennzeicnnet, daß die Ringdüse durch den Spritzkopf (l) und eine axial verschiebbar im Spritzkopf (l) geführte, die Ringdüse verschließende Hülse (Ö) begrenzt ist, deren Bohrung (l4) die zentrale Düse bildet und mit einer verschiebbaren " Schließnadel (15) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hülse (ö) und der Schließnadel (15) getrennte Verschiebeantriebe (25,26) zugeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hülse (8) und der Schließnadel (15) ein gemeinsamer Verschiebeantrieb zugeordnet ist und die Hülse (8) entgegen der Kraft einer Feder durch die Schließnadel (l5) in ihre Sperrstellung bringbar ist.

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4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - j5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Verschiebeantriebe (25,26) für die Hülse (8) und die Schließnadel (15) in Abhängigkeit von der Stellung der Kolben in den Spritzzylindern (2,3) steuerbar sind.
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