DE2445112A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von spritzgussteilen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von spritzgussteilen

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DE2445112A1 DE19742445112 DE2445112A DE2445112A1 DE 2445112 A1 DE2445112 A1 DE 2445112A1 DE 19742445112 DE19742445112 DE 19742445112 DE 2445112 A DE2445112 A DE 2445112A DE 2445112 A1 DE2445112 A1 DE 2445112A1
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Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Spritzgußteilen
Priorität: 21. September 1973, Frankreich, Nr. 73 34011
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spritzgußteilen, die aus wenigstens drei Materialien bestehen, welche ineinander eingebettet sind, und die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgernäßen Verfahrens.
Es sind bereits Verfahren bekannt, mit welchen es möglich ist, Spritzgußteile herzustellen, die aus zwei Materialien bestehen, wobei die Technik angewandt wird, durch einen einzigen Zuführungskanal eine erste Materialmasse in eine Form einzubringen und dann vor der Verfestigung des ersten Materials eine zweite, von der ersten unterschiedliche Materialmasse einzubringen, welche in,die erste Masse eindringt und sie in Richtung auf. die Wand der Form weiterdrückt derart, daß die erste Materialmasse die Außenhaut des hergestellten Gegenstandes bildet,
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während die zweite Masse den Kern bildet.
Wenn die zwei Materialien, welche bei diesem bekannten Verfahren verwendet werden, vergleichbare Eigenschaften aufweisen, so erreicht man zwischen dem Körper und der Haut eine ausreichende Kohäsion bzw. einen ausreichenden Zusammenhalt, und diese Technik ist dazu ausreichend, solche Artikel herzustellen, deren Materialien ausreichende Verbindungspunkte haben, um zwischen diesen Materialien einen ausreichenden Zusammenhalt zu gewährleisten.
Jedenfalls dann, wenn, die zwei verwendeten Materialien chemisch nicht kompatibel sind, kommt zwischen diesen beiden Materialien lediglich eine mechanische Haftung geringer Festigkeit zustande und- in bestimmten Fällen besteht nicht einmal eine mechanische Verbindung zwischen den zwei Materialien, so daß das äußere Material lediglich die Rolle einer Hülle für den Kern bildet.
Offensichtlich reagieren in diesem Fall die zwei Materialien verschieden auf Umweltbedingungen (mechanische, chemische, thermische, usw.), unter denen sie verwendet werden, wobei durch ihre Inkompatibilität das Risiko besteht, daß die daraus hergestellten Gegenstände deformiert oder gar zerstört werden.
Es gibt jedoch eine große Anzahl von Gebieten, in denen es interessant ist, Materialien aus verschiedenen Familien in einem Spritzgußvorgang miteinander zu vereinigen, indem sie in ähnlicher V/eise eingespritzt werden, wie es oben dargelegt ist.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist es unerläßlich, zwischen der Haut und dem Körper, die verschiedene Eigenschaften aufweisen, eine Verbindungsschicht anzuordnen, die mit dem einen und mit dem anderen der Materialien kompatibel ist, welche den
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Gegenstand bilden, und deren Vorhandensein es ermöglicht, den Gegenstand physikalisch und chemisch homogen zu gestalten.
Somit "betrifft die Erfindung ein Verfahren, welches sich dadurch auszeichnet, daß man nacheinander in eine Form und durch einen einzigen Einführungskanal eine dosierte Menge eines ersten Materials einspritzt, welches dazu bestimmt ist, die Haut des Gegenstandes zu bilden, daß man anschließend eine dosierte Menge eines zweiten Materials einspritzt, welches dazu bestimmt ist, die Zwischenschicht zu bilden, wobei dieses zweite Material in das erste Material eindringt und es in Richtung auf die Wand der Form weiterschiebt, wobei schließlich dann eine dosierte Menge eines dritten Materials eingespritzt wird, welches dazu bestimmt ist, den Körper des Gegenstandes zu bilden und welches in das Innere des zweiten Materials eindringt, um das erste Material mit der Form in Berührung zu bringen, wobei das dritte Material von dem zweiten Material umgeben ist und dieses wiederum von dem ersten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Materialien koaxial in die Form eingebracht werden, um eine regelmäßige Verteilung der Materialien zu erreichen.
Natürlich ist das erfindungsgemäße Verfahren dann besonders vorteilhaft anwendbar, wenn das erste und das dritte Material, welches jeweils eingespritzt wird, von einer solchen Art sind, daß eine mechanische oder chemische Verbindung zwischen diesen Materialien nicht oder nur unvollständig möglich ist. Das zweite Material ist dann ein solches Material, welches die Verbindung zwischen den zwei übrigen Materialien gewährleistet. '
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung von Spritzgußteilen, welche sich dadurch auszeichnet, daß eine Spritzdüsenanordnung verwendet wird, die einen einzigen Einführungskanal bzw. Zuführungskanal für die Form aufweist, der sich seitlich in die Form erstreckt, wobei diese Düsenanordnung wenigstens drei getrennte Kammern aufweist, die voneinander getrennt und koaxial·zueinander angeordnet sind, wobei jede Kammer mit einem unabhängigen Speisekreis verbunden ist, um ein einzuspritzendes Material zirkulieren zu lassen, wobei jeder Speisekreis eine Einheit zum Verpressen aufweist.
Vorzugsweise mündet die äußerste Kammer an der Basis des Zuführungskanals der Spritzdüsenanordnung, und die innerste Kammer am oberen Teil dieses Kanals, während die Zwischenkammer zwischen den Mündungen der zwei übrigen Kammern in den Kanal einmündet.
Wie bereits ausgeführt wurde, ist jede der oben genannten Kammern mit. einem Speisekreis für Material verbunden, wobei die äußerste Kammer mit einem Speisekreis des Material verbunden ist, welches zuerst eingespritzt wird, während die Zwischenkammer mit einem Speisekreis des Materials verbunden ist, welches an zweites eingespritzt wird, und wobei die innerste Kammer mit dem dritten Material verbunden ist.
•Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die innere Kammer ein zylindrischer Durchgang ist, der entlang der Achse der Düse angeordnet ist, und daß die zwei übrigen Kammern Durchgänge mit kreisförmigem Querschnitt sind, die konzentrisch zu dem axialen Durchgang liegen.
Im Hinblick auf ihren Aufbau zeichnet sich die erfindungsgemäße Spritzdüsenanordnung dadurch aus, daß ein fester Körper vorgesehen ist, die von einem Kanal durchdrungen ist, der in
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den Zuführungskanal zu der Form mündet, daß der Innenraum der festen Manschette eine zweite hohle Manschette aufnimmt, in welcher eine dritte hohle Manschette liegt, daß die zweite Manschette mit der festen Manschette eine erste Ringkammer bildet, welche mit einer ersten Anordnung zum Verpressen in Verbindung steht, daß die dritte Manschette mit der zweiten Manschette eine zweite Eingkammer festlegt, Vielehe mit einer zweiten Anordnung zum Verpressen in Verbindung steht, und daß der innere Kanal der dritten Manschette mit der dritten Anordnung zum Verpressen in Verbindung steht.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß die dritte Manschette axial beweglich in der zweiten angeordnet ist und daß diese letztere in gleicher Weise beweglich entlang ihrer Achse in der festen Manschette angeordnet ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß nur zwei bewegliche Manschetten vorhanden sind, welche direkt in einem» geeigneten Gehäuse des festen Körpers angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Enden der Manschetten konisch ausgebildet und liegen an konischen Sitzen der äußeren Manschette oder des festen Körpers jeweils an.
Es ist ersichtlich, daß infolge dieser beweglichen Anordnung das Einspritzen in eine der Kammern die Verlagerung von einer oder von zwei beweglichen Manschetten hervorruft und das Verschließen der anderen Kammern. Daraus ergibt sich, daß bei der Betätigung von einer der Einheiten zum Verpressen einerseits die Verbindung der entsprechenden Kammer mit der Form hergestellt wird und andererseits gleichzeitig die zwei übrigen Kammern abgedichtet werden. Es läßt sich somit das · Einspritzen nacheinander durchführen, wie es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt des Spritzkopfes einei1 erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Form in geschlossener Stellung dargestellt ist, und
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Spritzdüsensystems.
In der Fig. 1 ist bei 1 der feststehende Teil einer Form einer im allgemeinen nach herkömmlicher Art aufgebauten Spritzgußmaachine dargestellt und bei 2 ihr bewegbarer Teil, der auf Führungsstangen 3 geführt ist, wobei der bewegbare Teil durch ein klassisches Steuersystem mit Zylindern bewegbar ist, welches hier nicht dargestellt ist. Die Teile 1 und 2 der Form legen zwischen sich einen Hohlraum 4 fest, welcher dazu dient, daß zur Herstellung eines Spritzgußteiles, welches in der Fig. 1 im Schnitt dargestellt ist, die erforderlichen Materialien eingespritzt werden.
In dem feststehenden Teil der Form ist ein einziger Zuführungskanal 5 vorgesehen, durch welchen nacheinander die verschiedenen Materialien eingebracht werden.
Die Bezugszahlen 6, 7 und 8 bezeichnen die drei Einheiten zum Verpressen, welche in dem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet v/erden. Jede dieser Einheiten weist eine Spindel V zum Verpressen auf, welche sich um ihre Achse dreht und von einem nicht dargestellten Versorgungssystem mit Material beschickt wird. Die Spindeln V sind jeweils durch die Kanäle 9,'10 und 11 verlängert und stehen mit den Kanälen 12, 13 bzw. 14 in Verbindung, welche in einem Körper ausgebildet sind, · der die bei 15 dargestellte Düse trägt und welche durch nicht dargestellte geeignete Einrichtungen auf dem feststehenden
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-Teil 1 der Form gehalten sind.
In den Kanälen 9i 10 und 11 sind vorzugsweise Ventile 16, 17 und 18 angeordnet, mit welchen diese Kanäle geöffnet oder geschlossen werden können. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um Drosselklappenventile.
In dem Körper 15 ist ein Mundstück bzw. eine Düse angeordnet, die allgemein "bei 19 dargestellt ist. Diese Düse "besteht aus einer ersten hohlen Manschette 20, die beispielsweise in den Körper 15 eingeschraubt ist. Diese erste Manschette endet an ihrem der Form zugewandten Ende in einem Konus 21, welcher in den Zuführungskanal 5 mündet. Die Manschette 20 weist im Inneren eine Bohrung 22 auf, die in einem konischen Teil 23 endet. Die Bohrung 22 steht mit dem. Kanal 5 durch eine axiale Öffnung 24 in Verbindung. Im Inneren der Bohrung 22 der Manschette 20 ist eine zweite Manschette 25 angeordnet. Diese Manschette hat eine allgemein rohrförmige Gestalt und endet in einem konischen Teil 26, welches derart ausgebildet ist, daß es mit dem Konus 23 der Manschette 20 in Berührung kommen kann.
Ein großer Teil 27 der Manschette 25 steht im Gleiteingriff mit der Bohrung 22 der Manschette 20 und ein Teil mit geringerem Durchmesser wie bei 28, bildet mit der Wand 22 der Man-· schette 20 eine Ringkammer 29. Diese Ringkammer 29 steht mit dem Kanal 14. der Einheit zum Verpressen 8 über Durchgänge 30 in Verbindung, welche in der Manschette 20 ausgebildet sind, wobei diese Durchgänge 30 in einen Ringraum 31 münden, der zwischen der Manschette 20 und dem Körper 15 gebildet ist.
Weiterhin ist eine dritte Manschette 32 im Inneren der Manschette 25 angeordnet. Die Manschette 32 weist einen Kopf 33 auf, der im Gleitsitz in der Innenwand der Bohrung der Manschette 25 sitzt, und weiterhin ein Teil 3^· mit geringerem
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Durchmesser, welches mit der Innenwand der Manschette 25 eine Kammer 35 festlegt, die durch die Durchgänge 36, welche in der Manschette 25 vorhanden sind, mit einem Ringraum 37 in Verbindung steht, der zwischen der Manschette 25 und dem Körper 15 ausgebildet ist. Dieser Ringraum 37 steht dauernd mit dem Kanal 13 der Einheit 7 zum Verpressen in Verbindung.
Für die Manschette 25 stellt die Manschette 32 in ihrem unteren Teil ein konisches Teil 38 dar, welches dazu geeignet ist, auf dem entsprechenden konischen Teil der Manschette 25 zur Abstützung zu gelangen. Schließlich weist die Manschette 32 in axialer Richtung einen Kanal 39 auf, welcher mit dem Kanal 12 der Einheit 6 zum Verpressen in Verbindung gebracht ist.
V/ie aus der Fig. 2 genauer ersichtlich ist, sind die Manschetten 25 und 32 derart beweglich in ihrem entsprechenden Gehäuse angeordnet, daß die obere Fläche 40 der Manschette 25 in Ruhestellung auf Abstand von der Spitze 41 des Gehäuses liegt, welches in dem Körper 15 ausgebildet ist. In derselben Weise ist die konische Spitze 42 der Manschette 32 in der Ruhestellung auf Abstand von dem. Sitz 43 angeordnet, der in dem Körper 15 ausgebildet ist.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß aufgrund dieser Anordnung dann, wenn das Material in die Form eingespritzt werden soll, welches von der Einheit 6 zum Verpressen herkommt, diese letztere derart bewegt wird, daß das Material entlang dem Pfeil F. strömen kann, wodurch auf die Manschette 32 ein derartiger Druck ausgeübt wird, daß die Düsenanordnung sich Tin der in der Fig. 2 dargestellten Stellung befindet. Das Material kann dann entlang dem Pfeil F^ strömen, wobei die '■Zirkulationskreise von zwei weiteren. Materialien durch die Sitze unterhalb der Manschetten 32 und 26 unterbrochen werden,
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die aneinander und gegen den Sitz 23 der Manschette 20 gedrückt sind.
Wenn die Menge des Materials, welches von der Einheit 6 zum Verpressen herkommt, ausreichend ist, wird das Ventil 16 geschlossen, und es wird beispielsweise das Ventil 17 el·©*' Einheit 7 zum Verpressen geöffnet. In diesem Falle dringt das Material, welches entlang dem Pfeil F„ strömt, in den Raum 37 ein, weiterhin in den Durchgang 36 und in die Kammer 35, indem die Manschette 25 gegen den Sitz 23 der Manschette 20 gedrückt wird, während jedoch die innere Manschette 32 abgehoben ist, um gegen den oberen Sitz 43 zur Anlage zu kommen, und dabei wird ein Durchgang zwischen den konischen Teilen 26 und 38 freigegeben. Dann wird das Ventil 17 geschlossen, und das Ventil 18 der Einheit 8 zum Verpressen wird geöffnet, so daß das entlang dem Pfeil F-, in den Hauci 31 strömende Material durch den Durchgang 30 und in die Kammer 29 strömen kann, wobei der Druck des Materials dann zugleich die beweglichen Manschetten 32 und 25 anhebt und einen Durchgang zwischen den konischen Teilen 26 und 23 freigibt.
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Claims (1)

  1. - 'IU -
    Patentansprüche
    \
    Λ\ Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes, der aus mehreren Schichten von wenigstens drei verschiedenen Materialien besteht, welche gegenseitig ineinander eingebettet sind, wobei nacheinander in eine Form eine dosierte Menge eines ersten Materials eingebracht wird, wonach dann eine dosierte Menge eines zweiten Materials eingebracht wird, welches in das erste Material" eindringt und es in Richtung der Wände der Form weiterschiebt, und wobei schließlich eine dosierte Menge eines dritten Materials eingebracht wird, welches in das Innere des zweiten Materials eindringt, um das erste Material mit der Form in Berührung zu bringen, wobei das dritte Material von dem zweiten Material und dieses wiederum von dem ersten Material umgeben wii'd, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien koaxial in die Form eingebracht werden, um eine regelmäßige Verteilung der Materialien zu erreichen.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das dritte eingebrachte Material solche natürlichen Materialien sind, die nicht oder kaum eine mechanische oder chemische Verbindung miteinander eingehen, und daß das zweite Material dann ein Material ist, welches eine Verbindung der zwei anderen Materialien gewährleistet.
    5. Spritzdüsenanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Zuführungskanal vorgesehen ist, welcher seitlich von der Form mündet und wenigstens drei getrennte Kammern aufweist, die " jeweils voneinander getrennt und koaxial zu einander an- . geordnet sind, und daß jede Kammer mit einer unabhängigen Speiseleitung für ein Material verbunden ist, welches eingespritzt werden soll, und eine Einheit zum Verpressen auf-
    weist* 509813/0863
    4. Anordnung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Kammer an der Basis des Zuführungskanals der Düsenanordnung mündet und daß die innerste Kammer im oberen Teil dieses Kanals mündet, während die Zwischenkammer zwischen den Mündungen der zwei übrigen Kammern in diesen Kanal einmündet.
    5. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Kammer mit einem Speisekreis für dasjenige Material verbunden ist, welches zuerst eingespritzt wird, und daß die Zwischenkammer mit einem Speisekreis für dasjenige Material verbunden ist, welches als zweites eingespritzt wird, während die innere Kammer mit dem dritten Material verbunden ist.
    6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kammer ein zylindrischer Durchgang ist, der entlang der Achse der Düsenanordnung ausgebildet ist, und daß die zwei übrigen Kammern Durchgänge mit kreisförmigem Querschnitt sind, die konzentrisch zu dem axialen Durchgang angeordnet sind.
    7· Anordnung nach den Ansprüchen 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester Körper vorgesehen ist, in welchem eine feste hohle Manschette angeordnet ist, die von einem Kanal durchdrungen ist, der in den Zuführungskanal zu der Form mündet, daß der Innenraum der festen Manschette eine zweite hohle Manschette aufnimmt, in welcher eine dritte hohle Manschette liegt, daß die zweite-Manschette mit der festen Manschette eine erste Ringkammer bildet, welche mit einer ersten Anordnung zum Vorpressen '.' in Verbindung steht, daß die dritte Manschette mit der zweiten Manschette eine zweite Eingkacimer festlegt, welche
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    mit einer zweiten Anordnung zum Verpressen in Verbindung steht, und daß der innere Kanal'der dritten Manschette mit der dritten Anordnung zum Verpressen in Verbindung steht.
    8. Anordnung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Manschette axial in der zweiten Manschette beweglich angeordnet ist.
    ■ 9· Anordnung nach Anspruch 7% dadurch gekennzeichnet, daß die zv/ei to Manschette axial beweglich in der festen Manschette angeordnet ist.
    10. Anordnung nach den Ansprüchen 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Manschetten konisch ausgebildet sind und auf den konischen Sitzen der festen Manschette oder des festen Körpers aufliegen.
    11. Anordnung nach den Ansprüchen 7» 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzen in eine der Kammern die Verlagerung von einer oder von zwei beweglichen Manschetten und das Schließen der übrigen Kammern hervorruft.
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