DE2342794C3 - Verfahren und Vorrichtung zum diskontinuierlichen Herstellen von Mehrschicht- Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum diskontinuierlichen Herstellen von Mehrschicht- Formteilen aus thermoplastischem KunststoffInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum diskontinuierlichen Herstellen von Mehrschicht-Formteilen
aus thermoplastischem Kunststoff, mit einem geschäumten Kern und einer ungeschäumten Außenhaut,
bei dem zuerst ein Teil des ungeschäumten Kunststoffes und anschließend ein ein Treibmittel
enthaltender Kunststoff gleichzeitig mit weiterem ungeschäumtem Kunststoff über eine zentrale Düse und
eine dieselbe umgebende Ringdüse in eine Form eingespritzt werden und auf eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
Aus der DE-AS 17 78 457 ist ein Verfahren zum Herstellen von Mehrschicht-Formteilen mit einem
geschäumten Kern und einer ungeschäumten thermoplastischen Außenhaut bekannt, bei dem in eine Form
zuerst ein Pfropfen einer ersten, die Form nicht ausfüllenden Charge aus unschäumbarem thermoplastischem
Material und dann vor dem Erstarren des Mittelteiles dieses Propfens der ersten Charge eine
zweite, ein Treibmittel enthaltende Charge aus thermoplastischem Material in dieses Mittelteil eingespritzt
wird, wobei das Material der zweiten Charge das Material der ersten Charge nach allen Seiten in die
Form drückt, so daß diese vollständig ausgefüllt wird. Bei diesem bekannten Verfahren wird die zweite
Charge erst dann zugeführt, wenn die Zufuhr der ersten Charge unterbrochen bzw. vollständig beendet ist. Dies
führt vielfach zu unerwünschten Markierungen an der Oberfläche der fertigen Formteile. Weiterhin kommt es
insbesondere bei Formteilen mit komplizierter Form vor, daß die zuerst eingespritzte Charge von der
nachfolgenden, das Treibmittel enthaltenden Charge nicht gleichmäßig an die Wandung der Form angepreßt,
sondern so weit auseinandergetrieben wird, daß es reißt Dadurch wird die glatte Oberfläche der Außenhaut
unterbrochen.
Aus der DE-OS 22 41 002 ist ferner ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffteilen mit fcMter
ίο Oberfläche und porigem Kern bekannt, bei dem im
Anschluß an das Einspritzen eines Teiles des die glatte Oberfläche bildenden Kunststoffes ein ein Treibmittel
enthaltender Kunststoff gleichzeitig mit weiterem, die glatte Oberfläche bildendem Kunststoff eingespritzt
wird. Der ein Treibmittel enthaltende Kunststoff strömt dabei über eine zentrale Düse in die Form, während der
die glatte Oberfläche bildende Kunststoff über eine die zentrale Düse umgebende Ringdüse in die Form
gelangt. Bei diesem Verfahren kann während der simultanen Einspritzphase der beiden unterschiedlichen
Kunststoffe nur noch wenig die glatte Oberfläche bildender Kunststoff an die dem Anguß gegenüberliegende
Formwand der Form gelangen, so daß an dieser Seite des fertigen Formteiles, der sogenannten Sichtseite,
die Hülle des die glatte Oberfläche bildenden Kunststoffes dünn ist und manchmal sogar reißt. An der
dem Ausguß benachbarten Seite des fertigen Formteiles ist diese Hülle jedoch unnötig dick. Eine Beeinflussung
der Dicke der eine glatte Oberfläche aufweisenden Hülle, bspw. durch Erhöhung der die glatte Oberfläche
bildenden Kunststofffiienge, ist bei diesem Verfahren an
der dem Anguß gegenüberliegenden Seite in wirtschaftlich vertretbarer Weise nicht möglich.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum diskontinuierlichen Herstellen von Mehrschicht-Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff mit einem geschäumten Kern und einer ungeschäumten Außenhaut zu schaffen, bei dem ohne Erhöhung der die ungeschäumte Außenhaut bildenden Kunststoffmenge sichergestellt ist, daß zumindest die dem Anguß gegenüberliegende Fläche, also die Sichtfläche, des fertigen Formteiles eine ausreichend dicke und vor allem geschlossene Außenhaut mit glatter Oberfläche aufweist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum diskontinuierlichen Herstellen von Mehrschicht-Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff mit einem geschäumten Kern und einer ungeschäumten Außenhaut zu schaffen, bei dem ohne Erhöhung der die ungeschäumte Außenhaut bildenden Kunststoffmenge sichergestellt ist, daß zumindest die dem Anguß gegenüberliegende Fläche, also die Sichtfläche, des fertigen Formteiles eine ausreichend dicke und vor allem geschlossene Außenhaut mit glatter Oberfläche aufweist.
Zur Lösung dicker Aufgabe wird gemäß der
vorliegenden Erfindung bei dem eingangs beschriebenen Verfahren vorgeschlagen, daß der ungeschäumte
Kunststoff durch die zentrale Düse und der ein Treibmittel enthaltende Kunststoff durch die Ringdüse
in die Form eingespritzt werden. Bei diesem Verfahren fließt also der ungeschäumte Kunststoff während des
simultanen Einspritzvorganges durch die Mitte des Angußkanales und gelangt somit an die dem Angußkanal
gegenüberliegende Fläche der Form. Dadurch ist einerseits sichergestellt, daß die ungeschäumte Außenhaut
an der Sichtfläche des fertigen Formteiles nicht unterbrorhen wird. Andererseits kann aber durch dieses
Verfahren die Dicke der ungeschäumten Außenhaut im Bereich der Sichtfläche des Foriiiteiles in einfacher
Weise beeinflußt werden.
Dabei werden die beiden Kunststoffe· entweder mit
gleicher oder ungleicher Geschwindigkeit in die Form eingespritzt, was durch eine entsprechende Beaufschlagung
der Kolben der Spritzzylinder erreichbar ist. Bei
(Ti der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
mit einem mil zwei Spritzzylindern verbundenen Spritzkopf mit einer zentralen Düse und einer dieselbe
umgebenden Ringdüse sind die mit jeweils einem
getrennt betätigbaren Ventil ausgerüsteten Düsen in Abhängigkeit von der ausgespritzten Kunststoffmenge
steuerbar. Dadurch wird insbesondere die Entstehung von Markierungen an der Oberfläche des Formteiles
verhindert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher
erläutert Dabei zeigen
Fig. 1 bis 5 verschiedene Phasen während des Einspritzens von thermoplastischem Kunststoff in eine
Form zur Bildung eines Formteiles mit geschäumten Kern und ungeschäumter Außenhaut
In der Zeichnung ist ein Spritzkopf 1 einer Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von
Mehrschicht-Formkörpern aus thermoplastischem Kunststoff mit einem geschäumten Kern und einer
ungeschäumten Außenhaut in vereinfachter Weise dargestellt,-der von einer nicht gezeichneten Spritzkopfhalterung
aufgenommen wird und an den zwei nicht dargestellte, an sich bekannte Spritzzylinder angeschlossen
sind.
Der Spritzkopf 1 liegt im Bereich eines Angußlana!e3
2 an einer Form 3 an, die in diesem Ausführungsbeispiel einen einfach gestalteten Hohlraum 4 zur Herstellung
eines Mehrschicht-Formteiles besitzt In dem Spritzkopf 1 ist eine Hülse 5 axial verschiebbar gelagert, die
ihrerseits eine Düsennadel 6 axial verschiebbar aufnimmt. Sowohl die Hülse 5 als auch die Düsennadel 6
erstrecken sich bis zur Vorderfläche des Spritzkopfes I und schließen gemeinsam die Austrittsöffnung des
Spritzkopfes 1 ab (Fig. 1). Der Hülse 5 und der Düsennadel 6 sind getrennte, in der Zeichnung nicht
dargestellte Antriebe bekannter Bauart zugeordnet, durch die die Hülse 5 und die Düsennadel 6 aus ihrer
Schließstellung und zurück bewegbar sind. j5
In den Spritzkopf 1 ist ein Kanal 7 eingearbeitet, der
einen der nicht gezeigten Spritzzylinder mit einem die Hülse 5 umgebenden Ringraum 8 verbindet. Gemäß der
Fig.] ist dieser Ringraum 8 durch die Hülse 5 verschlossen. Zwischen der Hülse 5 und der Düsennadel
6 ist ebenfalls ein Ringraum 9 gebildet, der über einen Durchlaß 10 in der Hülse 5 mit einem Kanal 11 im
Spritzkopf 1 in Verbindung steht, an den der andere Spritzzylinder angeschlossen ist. Über den Kanal 11
wird dem Ringraum 9 und damit dem Spritzkopf 1 ungeschäumter thermoplastischer Kunststoff zugeführt,
während über den Kanal 7 ein ein Treibmittel enthaltender Kunststoff in den Ringraum 8 des
Spritzkopfes 1 gelangt.
Bei der Herstellung eine* Mehrschicht-Formteiles 12 mit einem geschäumten Kern 13 und einer ungeschäumten
Außenhaut 14 (F i g. 5) wird bei geschlossener Hülse und geschlossener Schließnadel 6 gemäß der F i g. 1 der
Zeichnung in dem mit dem Kanal 11 verbundenen Spritzzylinder ein ungischäumter, die glatte Oberfläche ^
bildender Kunststoff und in dem mit dem Kanal 7 verbundenen Spritzzylinder ein, ein Treibmittel enthaltender
Kunststoff dosiert Sobald die beiden nicht gezeigten Spritzzylinder in an sich bekannter Weise
»gespannt« sind, wird der nicht gezeigte Antrieb der
Schließnadel 6 derart beaufschlagt, daß sich die Schließnadel aus ihrer geschlossenen Stellung gemäß
Fig. I in die Stellung gemäß Fig. 2, die Offenstellung
bewegt. Damit wird die in der Hülse 5 befindliche zentrale Düse 15 geöffnet, so daß ungeschäumter
Kunststoff durch den Kanal 11 und den Ringraum 9 in den Angußkanal 2 des Fo'mwerkzeuges 3 und damit in
den Formhohlraum 4 strömen kann (F i g. 2). Sobald sich eine vorgegebene, ungeschäumte Kunststoffmenge in
dem Formhohlraum 4 befindet, wird der Antrieb der Hülse 5 derart beaufschlagt, daß sich die Hülse 5 aus der
Schließstellung gemäß Fig. 1 in die Offenstellung gemäß F i g. 3 bewegt. Dadurch wird zwischen dem aus
dem Spritzkopf 1 ausströmenden ungeschäumten Kunststoff und der Außenwandung der Austrittsöffnung
des Spritzkopfes 1 eine sogenannte Ringdüse 16 geöffnet (Fig.3), durch die nun gleichzeitig mit dem
ungeschäumten Kunststoffstrang 17 ein denselben umgebender Strang 18 mit ringförmigem Querschnitt
aus ein Treibmittel enthaltendem Kunststoff über den Angußkanal 2 in den Hohlraum 4 der Form 3 strömt Die
Strömungsgeschwindigkeiten dieser beiden Kunststoffstränge können entweder gleich oder unterschiedlich
sein, was durch eine entsprechend«; Beaufschlagung der
Kolben in den Spritzzylindern steuerbar ist. Da der zuerst eingespritzte ungeschäumte Kunststoff an den
Wandungen des Angußkanales 2 und im Hohlraum 4 erkaltet und damit höher viskos wird, bleibt trotz des
einströmenden ein Treibmittel enthaltenden Kunststoffes an der Wandung des Angußkanales 2 und der sich an
diesen anschließenden Wandung des Hohlraumes 4 eine Hülle aus ungeschäumtem Kunststoff erhalten, wie Jies
in F i g. 3 dargestellt ist.
Sobald .iich an der dem Angußkanal 2 gegenüberliegenden
Wandung des Hohlraumes 4 eine ausreichende Menge von ungeschäumtem Kunststoff befindet, wird
durch entsprechende Beaufschlagung des Antriebes der Schließnadel 6 dieselbe axial in Richtung auf das
Formwerkzeug 3 verschoben und damit die zentrale Düse 15 in der Hülse 5 geschlossen. Nun strömt nur
noch ein ein Treibmittel enthaltender Kunststoff über den Angußkanal 2 in den Hohlraum 4, der hier infolge
der Druckentlastung und des Treibmittels expandiert und den Hohlraum 4 der Form 3 ausfüllt. Dabei bleibt an
der Innenwandung der Form 3 eine Außenhaut aus ungeschäumtem Kunststoff erhalten. Sobald eine
ausreichende .Menge des ein Treibmittel enthaltenden Kunststoffes in den Hohlraum 4 geströmt ist, die eine
Füllung des Hohlraumes 4 sicherstellt, wird die Hülse 5 wieder in ihre Schließstellung gemäß Fig. 1 bewegt.
Normalerweise ist jetzt die Herstellung des Mehrschicht-Formteiles 12 beendet, so daß auch die
Düsennadel 6 zusammen mit der Hülse 5 in die Stellung gemäß F i g. 1 bewegt wird.
Für den Fall, daß auch an der Abtrennstelle des Angusses eine Oberfläche aus ungeschäumtem Kunststoff
vorhanden sein soll, bleibt die Düsennadel 6 während der Schließbewegung der Hülse 5 in ihrer
Stellung gemäß F i g. 4,10 daß jetzt wieder ungeschäumter Kunststoff über die zentrale Düse 15 in den
Angußkanal 2 strömen kann (Fig.5). Durch diesen ungf schäumten Kunststoff wird der im Angußkanal 2
verbliebene, ein Treibmittel enthaltende Kunststoff ir, den Hohlraum 4 der Form 3 gedruckt, so daß jetzt im
Angußkanal 2 nur ungeschäumter Kunststoff vorhanden ist (Fig. 5). Sobald der Angußkanal 2 vollständig mit
ungeschäumten Kunststoff gefüllt ist, kehrt die Düsennadel 6 wieder in ihre Schließstellung gemäß Fig. 1
zurück.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren., bei dsm der
ungeschäumte Kunststoff durch die zentrale Düse und eier ein Treibmittel enthaltende Kunststoff durch die
Ringdüse in die Fo-m gespritzt werden, ist es bedarfsweise möglich, Formteile herzustellen, die eine
geschäumte Außenhaut und einen ungeschäumten Kern aus thermoplastischem Kunststoff besitzen. Ferner kann
dieses Verfahren auch dann angewendet werden, wenn über einen zentralen Anguß zwei oder mehr Formteile
hergestellt werden sollen oder wenn ein Formteil infolge seiner Größe über zwei Angüsse gefertigt
werden muß.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum diskontinuierlichen Herstellen von Mehrschichtformteilen aus thermoplastischem
Kunststoff, mit einem geschäumten Kern und einer ungeschäumten Außenhaut, bei dem zuerst ein Teil
des ungeschäumten Kunststoffes und anschließend ein ein Treibmittel enthaltender Kunststoff gleichzeitig
mit weiterem ungeschäumten Kunststoff über eine zentrale Düse und eine dieselbe umgebende
Ringdüse in eine Form eingespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der ungeschäumte
Kunststoff durch die zentrale Düse (15) und der ein Treibmittel enthaltende Kunststoff durch
die Ringdüse (16) in die Form (3) eingespritzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kunststoffe mit gleicher
Geschwindigkeit in die Form (3) eingespritzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kunststoffe mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit in die Form (3) eingespritzt werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend acs einem mit zwei
Spritzzylindern verbundenen Spritzkopf mit einer zentralen Düse und einer dieselbe umgebenden
Ringdüse, dadurch gekennzeichnet, daß die mit jeweils einem getrennt betätigbaren Ventil (5, 6)
ausgerüsteten «Jüsen (15, 16) in Abhängigkeit von der ausgespritzten Kunstnoffme ge steuerbar sind.
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