DE2416694A1

DE2416694A1 - Vorrichtung zur herstellung von formteilen aus kunststoff

Info

Publication number: DE2416694A1
Application number: DE19742416694
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Eckhardt; Robert Melcher
Original assignee: Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1974-04-05
Filing date: 1974-04-05
Publication date: 1975-10-23

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Konststoffen mit glatter Oberfläche und geschäumtem Kern, bestehend aus zwei das Formnest bildenden Formhälften, die von auf Führungsholmen für die öffnungs-und Schließbewegung verschiebbar angeordneten Schließplatten getragen werden, und einer Atmungseinrichtung, durch die das Anfangs- bzw. Einspritzvolumen des Formnestes veränderbar ist.
Um Formteile mit glatter Oberfläche und geschäumtem Kern aus einem ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoff herzustellen, ist aus der DT-PS 1 181 897 ein Verfahren bekannt, bei dem der unter einem den Dampfdruck des Treibmittels übersteigenden Druck auf Schäumtemperatur erhitzte, plastizierte Werkstoff unter Beibehaltung dieses Druckes in das Formnest eines Formwerkzeuges eingespritzt wird, dessen Volumen kleiner als das Volumen des fertigen Formteiles ist. Nachdem sich diese unter Druck stehende Masse an der Oberfläche unter Bildung einer glatten Oberfläche abgekühlt hat, wird der Druck durch Vergrößerung des Formnestes aufgehoben, so daß sich die innere, noch weitgehend ungekühlte Masse ausdehnen kann. Dabei wird die abgekühlte und verfestigte Oberflächen schicht an die Wandung des vergrößerten Formnestes gepreßt und es bildet sich ein geschäumter Kern. Die Veränderung bzw. Vergrößerung des Formnestes wird ganz allgemein als ~Atmen" des Formwerkzeuges bezeichnet.
Bei den Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens ist es bekannt, die Atmungsbewegung des Formwerkzeuges durch eine besondere Ausbildung des Schließantriebes für die die Formhälften tragenden Schließplatten herbeizuführen. Für diese besondere Ausbildung des Schließantriebes muß die Vorrichtung von vornherein ausgelegt bzw.
ausgestattet sein. Dies ist mit einem verhältnismäßig hohen maschinentechnischen Aufwand verbunden. Dabei ist es nicht möglich, bereits vorhandene Vorrichtungen in wirtschaftlich vertretbarer Weise mit einem solchen, die Atmungsbewegung des Formwerkzeuges ausführenden Schließantrieb auszustatten bzw. umzurüsten.
Es ist weiterhin bekannt, den Antrieb für die Atmungsbewegung des Formwerkzeuges von dem Schließantrieb zu trennen.
Dabei ist in die beiden Formhälften eines Formwerkzeuges eine beispielsweise aus zwei hydraulisch beaufschlagbaren Kolben-Zylindereinheiten bestehende Atmungseinrichtung eingebaut, die unabhängig von der öffnungs- und Schließbewegung der Schließplatten betätigbar ist. Dies erfordert selbstverständlich eine besondere Ausbildung der beiden Formhälften und ist ebenfalls mit einem verhältnismäßig großen Aufwand verbunden. Bereits vorhandene Formwerkzeuge können nachträglich nicht mit einer solchen Atmungseinrichtung ausgerüstet werden. Ferner besteht hierbei der Nachteil, daß jedes Formwerkzeug und nicht nur das gerade auf der Vorrichtung benutzte Formwerkzeug diese aufwendige Atmungseinrichtung besitzen muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine-Vorrichi-ung zur Herstellung von Formteilen aus ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoffen mit glatter Oberfläche und geschäumtem Kern zu schaffen, die mit einer Atmungseinrichtung ausgerüstet ist, die unabhängig von den Formwerkzeugen und bei den unterschiedlichsten Vorrichtungen verwendet werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung vorgeschlagen, daß die Atmungseinrichtung aus zwei durch eine Stellvorrichtung miteinander verbundenen Platten gebildet ist, die zwischen einer verschiebbaren Schließplatte und der dieser zugeordneten Formhälfte angeordnet sind. Durch diese Anordnung ist es möglich, die Atmungseinrichtung verhältnismäßig einfach auszubilden.
Im Hinblick darauf, daß die Atmungseinrichtung weder an das Formwerkzeug noch an die Vorrichtung selbst gebunden ist, kann sie beliebig und unabhängig von dem vorhandenen Schließantrieb eingesetzt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 eine Aufrißdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt und Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie Il-Il der Fig. 1.
Von einer Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoffen mit glatter Oberfläche und geschäumtem Kern sind in der Fig. 1 der Zeichnung nur die beiden Schließplatten 1,2 dargestellt, die über vier Führungsholme 3 miteinander verbunden sind. Dabei ist die Schließplatte 1 ortsfest angeordnet, während die Schließplatte 2 mittels eines nicht gezeichneten Antriebes in an sich bekannter Weise auf den Führungsholmen 3 verschoben werden kann.
An der bewegbaren Schließplatte 2 ist die sogenannte Atmungseinrichtung 4 befestigt. Diese Atmungseinrichtung 4 besteht aus zwei Platten 5, 6, die kleiner als die Schließplatten 1, 2 ausgebildet sind und beispielsweise von oben zwischen die Führungsholme 3 abgesenkt werden können. Uber nicht gezeigte Befestigunselemente, beispielsweise Schrauben, ist die Platte 5 fest mit der Schließplatte 2 verbunden.
In die Platte 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel drei Führungsstifte 7 eingesetzt, die zur Aufnahme und Führung der Platte 6 dienen. Weiterhin sind in die Platte 5 ebenfalls drei zylindrische Kammern 8 eingearbeitet, die zur Aufnahme jeweils eines Kolbens 9 dienen. An jeden Kolben 9 schließt sich eine Kolbenstange lo an, die über die der Schließplatte 2 abgewandten Fläche der Platte 5 hinausragt und deren freies Ende mit der Platte 6 verbunden ist.
Durch entsprechende Beaufschlagung der Kammern 8 mit Drucköl werden die Kolben 9 in den Kammern 8 verschoben und damit die Platte 6 aus ihrer-gezeichneten Stellung in Richtung auf die Platte 5 und zurück bewegt.
In die Platte 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel vier Anschlagstifte 11 eingesetzt, durch die die Verschiebung der Platte 6 in Richtung auf die Platte 5 begrenzt wird. Im Bereich dieser Anschlagstifte 11 sind in die Platte 5 seitliche Schlitze 12 eingearbeitet. In diese Schlitze 12 sind an sich bekannte Kettenräder 13 eingesetzt, deren mit Gewinde versehene Bohrungen auf den ebenfalls Gewinde aufweisenden Anschlagstiften drehbar gehalten sind. Die Anschlagstifte 11 sind ferner mit einer Drehsicherung ausgerüstet, was zur Folge hat, daß dieselben bei einer Drehbewegung der Kettenräder 13 axial verschoben werden. ueber diese Anschlagstifte 11 kann somit die jeweilige Endlage der Platte 6 verändert werden. Uber eine endlose Kette 14 können von einem Antrieb 15 alle Kettenräder 13 gleichmäßig gedreht und damit die Anschlagstifte 11 gleichzeitig verstellt werden.
Zwischen der ortsfesten Schließplatte 1 und der Platte 6 ist ein zweiteiliges Formwerkzeug 16 angeordnet, dessen eine Formhälfte 16a mit der Schließplatte 1 verschraubt ist, während die andere Formhälfte 16b lösbar an die Platte 6 angeschlossen ist. Zwischen den beiden Formhälften 16a und 16b wird das Formnest 17 gebildet. Sowohl in die ortsfeste Schließplatte 1 als auch in die Formhälfte 16a ist eine durchgehende Angußbuchse 18 eingesetzt. Im äußeren Bereich der Trennfuge zwischen den beiden Formhälften 16a und 16b ist ein Dichtring 19 eingesetzt, der in diesem Ausführungsbeispiel über mehrere Druckfedern 20 an die Formhälfte 16b angeschlossen ist und entgegen der Kraft dieser Druckfedern 20 auf einer zurückgesetzten Mantelfläche 21 der Formhälfte 16b dichtend verschoben werden kann.
Bei der Herstellung eines Formteiles aus einem ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoffes wird zuerst das Formwerkzeug 16 geschlossen. Zu diesem Zweck wird die bewegliche Schließplatte 2 mit den Platten 5,6 und der Formhälfte 16b in die in Fig. 1 gezeichnete Stellung bewegt. Dabei weist die Platte 6 den größtmöglichen Abstand von der Platte 5 auf. Die Druckfedern 20 wurden bei dieser Schließbewegung zusammengedrückt bzw. gespannt. Nun wird die Düse einer nicht gezeigten Spritzgießmaschine gegen die Angußbuchse 18 gepreßt und das vorgegebene Schußvolumen des auf Schäumtemperatur erhitzten, plastizierten Kunststoffes in das Formnest 17 eingespritzt. Während dieses Einspritzvorganges wird ein den Dampfdruck des Treibmittels übersteigender Druck beibehalten, so daß die eingespritzte Kunststoffmasse nicht schäumen kann. Nachdem sich diese unter Druck stehende Kunststoffmasse an der Oberfläche unter Bildung einer glatten Oberflächenschicht abgekühlt hat, werden die Kolben 9 in den Kammern 8 derart mit Drucköl beaufschlagt, daß sich die Platte 6 in Richtung auf die Platte 5 bewegt, bis sie an den Anschlagstiften 11 anliegt. Bei dieser Bewegung wird auch die Formhälfte 16b verschoben und damit das Volumen des Formnestes 17 vergrößert. Gleichzeitig werden die Druckfedern 20 geringfügig entspannt; der Dichtring 19 liegt jedoch noch dichtend an der Stirnfläche der Formhälfte 16a an.
Durch diese Vergrößerung des Formnestes 17 wird der Druck der eingespritzten Kunststoffmasse aufgehoben, so daß sich die innere, noch ungekühlte Kunststoffmasse ausdehnen kann.
Dabei behält die abgekühlte und verfestigte Oberflächenschicht ihre Lage an der Wandung des vergrößerten Formnestes 17 und es bildet sich ein geschäumter Kern. Nach weiterer Abkühlzeit, die durch Kühlung der Formhälften 16a, 16b beeinflußbar ist, wird das Formwerkzeug 16 durch entsprechende Verschiebung der beweglichen Schließplatte 2 mit den Platten 5, 6 und der Formhälfte 16b geöffnet, so daß das fertige Formteil entnommen oder mittels einer nicht gezeichneten Einrichtung ausgeworfen werden kann. Vor dem erneuten Schließen des Formwerkzeuges 16 wird die Platte 6 wieder in die Stellung gebracht, in der sie ihren größten Abstand von der Platte 5 aufweist.
Um nun zu vermeiden, daß die bewegliche Schließplatte 2 das gesamte Gewicht der beiden Platten 5, 6 und der Formhälfte 16b aufnehmen muß, sind an der unteren Seite jeder Platte 5, 6 zwei Füße 22 vorgesehen, die mit Lagerschalen 23 bestückt sind. Über diese Füße 22 stützen sich die Platten 5, 6 auf den Führungsholmen 3 ab. Diese Füße 22 können verschiebbar an den Platten 5, 6 befestigt sein, so daß sie dem Abstand der Führungsholme 3 von unterschiedlichen Vorrichtungen angepaßt werden können. Um auch eine Anpassung an den Durchmesser der Führungsholme 3 zu ermöglichen, sind die Lagerschalen 23 auswechselbar.
In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, die durch die zylindrischen Kammern 8 mit den Kolben 9 und den Kolbenstangen 1o gebildete Stellvorrichtung durch einen oder mehrere Kniehebeltriebe zu ersetzen.
Es ist ferner möglich, diese Vorrichtung auch dann zu verwenden, wenn das vorgegebene Schußvolumen des erhitzten, plastizierten Kunststoffes bei geringfügiger Druckentspannung in das volle Formnestvolumen eingespritzt und dieses Formnestvolumen sofort nach Beendigung des Einspritzvorganges durch entsprechende Beaufschlagung der Kolben 9 in den Zylindern 8 kurzzeitig unter Druckerhöhung der eingespritzten Kunststoffmasse verkleinert und anschließend wieder vergrößert wird.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus ein Treibmittel enthaltenden thermoplastischen Kunststoffen mit glatter Oberfläche und geschäumtem Kern, bestehend aus zwei das Formnest bildenden Formhälften, die von auf Führungsholmen für die öffnungs- und Schließbewegung verschiebbar angeordneten Schließplatten getragen werden, und einer Atmungseinrichtung, durch die das Anfangs- bzw. Einspritzvolumen des Formnestes veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmungseinrichtung aus zwei durch eine Stellvorrichtung (8,9,10) miteinander verbundenen Platten (5,6) gebildet ist, die zwischen einer verschiebbaren Schließplatte (2) und der dieser zugeordneten Formhälfte (16b) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Platten (5,6) über Füße (22) auf den Führungsholmen (3) abstützen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füße (22) mit Lagerschalen (23) ausgerüstet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschalen (23) auswechselbar sind.

Sb Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füße (22) verstellbar an den Platten (5,6) gehalten sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung durch mindestens eine hydraulisch beaufschlagbare Kolben-Zylindereinheit (8,9,10) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung durch einen Kniehebeltrieb gebildet ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t daß zwischen den beiden Platten (5,6) einstellbare Anschläge (11) angeordnet sind.