DE2346348A1

DE2346348A1 - Angussvorrichtung fuer die formgebende verarbeitung von aus mehreren fluessigen komponenten sich bildenden kunststoffen

Info

Publication number: DE2346348A1
Application number: DE19732346348
Authority: DE
Inventors: Bernd Fries
Original assignee: Demag Kunststofftechnik Zweigniederlassung der Demag AG
Current assignee: Demag Kunststofftechnik Zweigniederlassung der Demag AG
Priority date: 1971-09-15
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1975-03-27

Description

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Firma DEMAG Kunst stoff te chnik GmbH, 85 Nürnberg, Re.nnweg

Angussvorrichtung für die formgebende Verarbeitung von aus mehreren flüssigen Komponenten sich bildenden Kunststoffen

(Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 21 46 181.4)).

Das Hauptpatent betrifft eine Angussvorrichtung für die formgebende Verarbeitung von aus mehreren flüssigen Komponenten sich bildenden Kunststoffen, insbesondere zellbildenden Kunststoffen, mit einer von den unter Druck stehenden Komponenten beaufschlagten Mischkammer und einem daran anschliessenden, zu einem Hohlraum führenden Angusskanal, der sich zum Formhohlraum hin erweitert, wobei die Erfindung darin zu sehen ist, dass in dem Anguss-

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- 2 kanal mindestens eine Drosselstelle ausgebildet ist.

Die Qualität der durch sogenanntes Reaktionsgiessen erzeugten Formteile hängt wesentlich davon ab, dass der in die Giessform eintretende flüssige Materialstrom eine möglichst laminare Strömungscharakteristik und eine gleichförmige Geschwindigkeitsverteilung über seinen gesamten Querschnitt aufweist. Der Schaffung dieser Voraussetzungen steht zunächst entgegen, dass die den Kunststoff bildenden Komponenten in der Mischkammer unter hohem Druck zusammengebracht werden, was zu einer starken Turbulenz in dem flüssigen Materialstrom führt. Da dieser Druck bei Eintritt in die Giessform bis auf Atmosphärendruck abgebaut werden muss, ergibt sich die weitere Schwierigkeit, ein Abdampfen von in der Mischung enthaltenen, verhältnismässig flüchtigen Stoffen, wie z.B. der für die Zellbildung im Kunststoff zugesetzten Treibmittel, zu vermeiden.

Um die sich hieraus ergebenden Forderungen für die Behandlung des aus der Mischkammer über den sich zum Formhohlraum Mn erweiternden Angusskanal der Giessform zugeführten Materialstromes Rechnung zu tragen bzw. miteinander in Ein-

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klang zu bringen, wird in dem Hauptpatent vorgeschlagen, dass in dem Angusskanal mindestens eine, vorzugsweise Jedoch mehrere, Drosselstellen ausgebildet sind. Dadurch wird der die Strömungsgeschwindigkeit des Materialstromes bestimmende Druck bis zum Eintritt in die Giessform stufenweise abgebaut und ein Abdampfen von in dem Materialstrom enthaltenen leicht flüchtigen Substanzen vermieden. Die Drosselstellen werden nach dem Hauptpatent durch von der Wandung des Angusskanales abstehende und in diesen hineinragende Ansätze oder durch stufenartige Absetzung des Kanalquerschnittes geschaffen, wodurch sich die gewünschte Verengung des Durchflussquerschnittes ergibt. Um trotz der Ablenkung, welche die einzelnen Strömungsfäden an den Drosselstellen in unterschiedlichem Masse erfahren, eine gleichmässige Geschwindigkeitsverteilung über den Austrittsquerschnitt des Materialstromes beim Verlassen des Angusskanales und beim Eintritt in die Giessform zu erhalten, muss den die Drosselstellen bildenden Ansätzen bzw. Absetzungen des Angusskanales eine bestimmte geometrische Form verliehen werden. So ist z.B. bei einem Ausführungsbeispiel des Hauptpatentes die die Drossel bildende Absetzung des Angusskanales bogenförmig ausgebildet· Diese Rücksichtnahme bei der Drosselausbildung bringt einen kostenerhöhenden Fertigungsaufwand mit eich.

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In Ausgestaltung des Gedankens des Hauptpatentes wurde nun gefunden, dass sich das mit dessen Lehre angestrebte Ziel durch eine besondere Ausgestaltung des Angusskanales noch vollkommener und auf einfacherem Wege erreichen lässt. Hierzu sieht die vorliegende Erfindung vor, dass sich der Angusskanal auf dem Wege von der Mischkammer zu der Giet'sform zunächst regelmässig verzweigt und die dadurch gebildeten Stränge vor der Eintrittsöffnung wieder zusammengeführt sind, wobei in den einzelnen Strängen vorgesehene * hinsichtlich Zahl und Ausbildung übereinstimmen. Mit dieser Gestaltung des Angusskanales wird jeder Strömungsfaden auf einem gegenüber der bekannten Ausführung des Angusskanales verlängerten Weg in die gleiche Bahn gezwungen, was sich letztlich in einer weitgehend gleichmässigen Geschwindigkeitsverteilung über den Austrittsquerschnitt des Angusskanales -auswirkt. Hierfür erweist es sich als _. zweckmässig, dass die Abzweigungen und Zusammenführungen der einzelnen Stränge symmetrisch zu der direkten Verbindungslinie zwischen dem Zentrum des Mischkammeraustrittes und des Giessformeintrittes angelegt sind. Der erfindungsgemässe Angusskanal setzt sich aus im Abstand voneinander laufenden Strängen und diese endseitig wieder miteinander verbindenden Abschnitten zusammen, wobei die Aufteilung auf mehrere Stränge und deren Wiederzusammenführen mehrmals erfolgen kann.

♦Drosselstellen

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Bei der erfindungsgemässen Gestaltung des Angusskanales kann das im Hauptpatent beschriebene Prinzip des Wechsels zwischen Drosselung und Entspannung beibehalten werden. Die einzelnen Stränge des Angusskanales können anschliessend an die in ihnen vorgesehenen Drosselstellen als Diffusor gestaltet sein. Vorzugsweise ist am Eintritt Jeden Stranges eine Drosselstelle vorgesehen.

Bei Anwendung der Erfindung brauchen die Drosselstellen nicht mehr durch wegen ihrer besonderen geometrischen Form verhältnismässig aufwendige Ausbildungen des Angusskanales geschaffen zu werden. Die Drosselstellen können im vorliegenden Falle einfach durch entsprechende Verjüngung des Querschnittes in Strangrichtung erhalten werden, wobei der Querschnitt quer zur Strömungsrichtung eine regelmässige (rechteckige) Form behalten kann. Im Interesse einer möglichst geringen Ablenkung der Strömungsfäden an den Drosselstellen sollte die Verjüngung, bezogen auf die Strömungsrichtung, nicht über 5° hinausgehen. Bei einem steileren Winkel ergibt sich die Gefahr der Strömungsablösung. Der Winkel liegt vorzugsweise zwischen 3 und 5°.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 schematisch im Längsschnitt eine an einer Form

befestigte Angussvorrichtung; 509813/0570

Figur 2 eine Ansicht von oben auf einen ausgehärteten Anguss, dessen Form die erfindungsgemässe Gestaltung des Angusskanales wiedergibt;

Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Figur 2;

Figur 4 eine Draufsicht auf einen weiteren erhärteten Anguss, aus dem sich eine modifizierte Gestaltung eines Angusskanales ergibt und

Figur 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Figur 4,

Die Figur 1 zeigt schematisch eine Angussvorrichtung, die im wesentlichen aus einem Mischkopf 1, einen mit der Form 2 verschraubten Block und einem Steuerblock 4 besteht, in dem ein druckmittelbeaufschlagter Kolben 5 zur Betätigung eines Verschlussschiebers 6 angeordnet ist. Durch den Mischkopf 1 und den Block 3 wird eine Mischkammer 7 gebildet, an die sich ein durch den Block 3 zum Formhohlraum 8 der Form 2 verlaufender Angusskanal 9 anschliesst. Der Angusskanal mündet in einen Raum 10, durch den hindurch sich in dem in Figur 1 wiedergegebenen Zustand nach beendeter Formfüllung der Verschlussschieber 6 erstreckt.

Der Mischkammer 7 werden über Zuleitungen 11 - von denen nur eine dargestellt ist -, sowie Über nicht gezeichnete

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Ventile durch Bohrungen 12, von denen ebenfalls aus der Zeichnung nur eine ersichtlich ist, die Komponenten unter Druck eingespeist, die nach ihrer Vermischung in der Form 2 durch chemische Reaktion den zu verarbeitenden Kunststoff bilden. In der Mischkammer 7 findet eine intensive Durchmischung der einzelnen Komponenten statt.

Die erfindungsgemässe Gestaltung des Angusskanales ergibt sich aus den in den Figuren 2 und 5 gezeigten Angussteilen,· weshalb bei der nachfolgenden Beschreibung der Angussteile und des Angusskanales für einander entsprechende Abschnitte dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Bei dem dem Anguss nach den Figuren 2 und 3 entsprechenden Angusskanal geht von der Mischkammer 7 ein Kanalabschnitt

13 konstanten Querschnittes ab, der in einen zu ihm im rechten Winkel verlaufenden Abschnitt 14 einmündet. Von dem Abschnitt 14 gehen im rechten Winkel zwei parallel zueinander verlaufende Stränge 16, 17 ab. Wie aus Figur ersichtlich, ist an der Übergangsstelle von dem Abschnitt

14 zum Abschnitt 16 das Gehäuse verengt, so dass eine Drosselstelle 18 gebildet wird; in entsprechender Weise wird auch am Übergang von dem Abschnitt 14 zu dem Abschnitt 17 eine Drosselstelle geschaffen, wie denn bei

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der nachfolgenden Beschreibung immer davon auszugehen ist, dass die einzelnen, in Strömungsrichtung nebeneinanderliegenden Stränge, einschliesslich der in diesen vorgesehenen Drosstelstellen in gleicher Weise ausgebildet sind, ohne dass dies besonders vermerkt ist.

Hinter der Drosselstelle 18 erweitert sich der Strang 16 zu einem Diffusor mit rechteckigem Querschnitt, wobei allerdings der öffnungswinkel verhältnismässig klein gehalten ist.

Die beiden Stränge 16 und 17 münden in einen im rechten Winkel zu ihnen verlaufenden Abschnitt 19 ein, der, wie aus Figur 3 erkennbar, im rechten Winkel nach unten abgeknickt ist. An der Knickstelle ist durch eine Verengung des Kanalquerschnittes wieder eine Drosselstelle 20 geschaffen worden. Die Abknickung des Angusskanales bringt den Vorteil mit sich, dass eine mit Rücksicht auf die Gestaltung des herzustellenden Formteiles erforderliche Richtungsänderung des Materialstromes ausserhalb des Formhohlraumes erfolgt (vgl. Figur 1).

Das in den Figuren 4 und 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, dass die Aufteilung des Materialstromes auf verschiedene nebeneinanderliegende Stränge zweimal durchgeführt wird. Der unmittelbar von der Mischkammer 7 abgehende Kanalabschnitt 21 milnc¹"!

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in zwei Stränge 22, 23 ein, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind und ihrerseits in einen Abschnitt 24 auslaufen, von dem aus der Materialstrom auf vier Stränge 25, 26, 27, 28 aufgeteilt wird, die schliesslich wieder durch einen Abschnitt 29 vereinigt werden, der entsprechend dem Abschnitt 19 bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 ausgebildet ist. Am übergang von dem Kanalabschnitt 21 zu den Abzweigungen 22, 23 ist eine Drosselstelle 30 und an den Übergangsstellen von dem Kanalabschnitt 24 zu den einzelnen Strängen 25 bis 28 sind, entsprechend wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren Z und 3, durch Verengung des Kanalquerschnittes in gleicher Weise ausgebildete Drosselstellen 31 vorgesehen.

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Claims

Patent-(Schutz-)Ansprüche:

[ 1 .j Angussvorrichtung für die formgebenede Verarbeitung von aus mehreren flüssigen Komponenten sich bildenden Kunststoffen, insbesondere zellbildenden Kunststoffen, mit einer von den unter Druck stehenden Komponenten beaufschlagten Mischkammer und einem daran anschliessenden, zu einem Formhohlraum führenden Angusskanal, in dem eine oder mehrere Drosselstellen ausgebildet sind, nach Patent ... (Patentanmeldung P 21 46 181.4), dadurch gekennzeichnet, dass sich der Angusskanal auf dem Wege von der Mischkammer zu dem Formhohlraum zunächst regelmässig verzweigt und die dadurch gebildeten Stränge vor dem Eintritt in den Formhohlraum wieder zusammengeführt werden, wobei in den einzelnen Strängen vorgesehene Drosselstellen hinsichtlich Zahl und Ausbildung übereinstimmen.

2. Angussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Eingangsöffnung jeden Stranges eine Drosselstelle ausgebildet ist.

3, Angussvorrichtung nach einem der voihergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dia Stränge hinter der Droi>;;eLatelle als Diffusor gestaltet sind.

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k. Angussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanalquerschnitt hinter den Drosselstellen Über einen gewissen Abschnitt stetig erweitert, wobei der öffnungswinkel der Erweiterung zwischen 3 und 5° liegt.

5. Angussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die einzelnen Stränge vor dem Einlass in den Formhohlraum wieder miteinander vereinigende Kanalabschnitt eine Abknickung aufweist.

6. Angussvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abknickung eine Drosselstelle ausgebildet ist.

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