DE2445786B2

DE2445786B2 - Vorrichtung zur Herstellung eines Spritzgußteiles

Info

Publication number: DE2445786B2
Application number: DE2445786A
Authority: DE
Inventors: Bernard Leon Bellignat Ain Monnet (Frankreich)
Original assignee: Billion Sa Oyonnax Ain (frankreich)
Current assignee: Billion Sa Oyonnax Ain (frankreich)
Priority date: 1973-09-25
Filing date: 1974-09-25
Publication date: 1979-04-26
Also published as: US4104353A; CA1049722A; JPS5077466A; NL168754C; FR2257408B1; GB1487187A; DE2445786C3; DE2445786A1; NL168754B; US4029454A; FR2257408A1; NL7412680A; ZA746100B; BR7407926D0; IT1020853B; ES430402A1; BE820328A; ES449469A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Spritzgußteiles mit einer Form, in die durch mindestens zwei Angußkanäle nacheinander Hautmaterial und Kernmaterial eingespritzt und bei der überschüssiges Hautmaterial beim Einleiten des Kernmaterials abgeführt wird. Mit derartigen Vorrichtungen werden Spritzgußteile hergestellt, die mindestens aus zwei Materialien bestehen, von denen das eine Material das andere hautförmig umgibt.

Aus der DE-OS 21 59 344 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Schichtstoffgegenständen bekannt, bei der das erste Material, das zur Ausbildung der Haut bestimmt ist, durch zwei verschiedene Öffnungen in die Form eingespritzt wird, und danach wird das Material, das den Kern bilden soll, durch eine einzige Öffnung ins Innere des sich bereits in der Form befindlichen Hautmaterials eingespritzt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist vorgesehen, daß während des Einspritzens des Kernmaterials überschüssiges Hautmaterial aus der Spritzgußform durch den Angußkanal zurück in v> die Einspritzkammer oder in einen zusätzlichen Behälter gedrückt wird, der etwa durch Umschalten eines Mehrwegeventils mit dem Angußkanal in Verbindung gebracht werden kann. Hierbei handelt es sich darum, aus der Form überschüssiges Material wieder hinauszudrücken, das vorher zur Herstellung einer Brücke aus Hautmaterial zwischen zwei Angußkanälen eingespritzt wurde, um durch einen der beiden Angußkanäle Kernmaterial in das Hautmaterial einspritzen zu können. Wird nun bei dieser bekannten w> Vorrichtung durch die zwei Angußkanäle gleichzeitig Kernmaterial eingespritzt, so wandern diese beiden Materialmengen zwischen den beiden Angußkanälen fortschreitend aufeinander zu und sollen sich schließlich unter Verdrängung des dazwischen liegenden Hautma- t>^r> terials vereinigen. Da jedoch die Abfuhr von verdrängtem Hautmaterial nur durch die beiden Angußkanälc erfolgt, wird die Vereinigung der Kcrnmaterkilmengcn behindert, denn diese Zone ist von den Angußkanälen relativ weit entfernt. Zudem wird durch die Fließrichtung des Kernmaterials das Abströmen des Hautmaterials in die entgegengesetzte Richtung behindert. Dadurch ist eine ungenügende Vereinigung des Kernmaterials aus den beiden Angußkanälen nicht zu vermeiden, so daß sich die Verteilung der Spritzgußmaterialien in der Vereinigungszone zwischen den Angußkanälen von der entsprechenden Verteilung in den übrigen Bereichen des Formteils in unerwünschter Weise unterscheidet Dies kann insbesondere zu unterschiedlicher Haltbarkeit des Spritzgußteils in den verschiedenen Bereichen führen.

Um nun die erwünschte Verteilung von Haut- und Kernmaterial in dem Spritzgußteil zu erzielen, ist es aus der DE-OS 21 59 345 bekannt, das Einspritzen von Haut- und Kernmaterial durch zwei Angußkanäle unter Berücksichtigung der Fließgeschwindigkeiten der beiden Materialien zeitlich genau aufeinander abzustimmen. Dies erfordert einerseits die genaue Kenntnis der sich etwa durch Temperaturänderungen ändernden Fließgeschwindigkeit der Materialien und andererseits eine aufwendige Zeitsteuereinrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die in einfacher Weise die Herstellung von Spritzgußteilen mit gleichmäßig verteilten Haut- und Kernmaterialien gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen zwei benachbarten Angußkanälen in der Verbindungsebene der zu verbindenden Kernmaterialien Abführkanäle zum Ableiten des Hautmaterials aus dem Bereich der Verbindungsebene der Kernmaterialien vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, daß das in der Verbindungsebene der Kernmaterialien zwischen den Abführkanälen zunächst in unerwünscht großer Menge vorhandene Hautmaterial besonders leicht verdrängt werden kann, so daß sich auch dort bei dem fertigen Spritzgußteil eine gleichmäßige Dicke des Hautmaterials und damit auch das den übrigen Raum ausfüllenden Kernmaterials einstellt. Somit ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in besonders einfacher Weise Möglich, auch große und komplexe Spritzgußteile herzustellen.

Aus der DE-AS 11 94 127 ist es zwar an sich bekannt, bei einer Spritzgußform im Abstand zur Angußöffnung, in die nacheinander das Haut- und das Kernmaterial eingespritzt wird, eine weitere Öffnung vorzusehen, durch die das Hautmaterial und das Kernmaterial nach außen austreten können, damit ein Kern gebildet werden kann, der sich durch das ganze Gußteil hindurch erstreckt. Da in diesem Fall die Materialien nur durch eine Öffnung eingespritzt werden, stellt sich nicht das Problem, wie bei Verwendung mehrerer Angußkanäle, wie beispielsweise zur Herstellung großer und/oder komplexer Spritzgußteile, unerwünschte Verdickungen des Hautmaterials zwischen den Angußkanälen vermieden werden können.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. In der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematised Gesamtdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Spritzgußvorrichtung,

F i g. 2 eine schematische Detaildarstellung der Vorrichtung in vergrößerter Darstellung bei der der Spritzkopf ausschließlich Mehrwege-Verteilerventile aufweist,

F i g. 3a eine Draufsicht auf den beweglichen Teil der Form für die Vorrichtung gemäß F i g. 2,

F i g. 3b, 3c und 3d schematische Darstellungen der Verteilung der Materialien in der Form und

Fig.4 eine Detaildarstellung ähnlich Fig.2, wobei jedoch der Einspritzkopf ein Mehrwegevenlil und ein Einwegventil aufweist.

Eine in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Herstellen von Spritzgußteilen weist eine Grundplatte 1 mit einer festen Platte 2, die ein Formteil 2' trägt, und eine to bewegliche Platte 3 auf, die das andere Formteil 3' trägt Dieses Formteil kann alternativ in Richtung des Pfeils F auf fest angeordneten Führungsstangen 4 bewegt werden. Mit der dargestellten Formpresse sollen Spritzgußteile hergestellt werden, die aus zwei Spritzgußmaterialien bestehen. Zu diesem Zweck sind zwei verschiedene Speisesysteme 5 und 6 für die Form vorgesehen.

Die Speisesysteme 5, 6 weisen jeweils eine mittels eines Motors 7 bzw. T drehbare Extrudrrschnecke 8 bzw. 8' auf, die durch eine Zuführungseinrichtung 9 bzw. 9' mit Ausgangsmaterial beschickt wird. Das im fließfähigen Zustand befindliche Material wird der Form durch hydraulische Zylinder A bzw. Λ'zugeführt. Die Extruder-Schnecken 8, 8' sind vorzugsweise übereinander angeordnet, und ihre Gehäuse sind über ein Gelenk 10 miteinander verbunden.

Die beiden Speisesysteme 5 und 6 münde η in ein Zwischenstück 11, das in eine öffnung 12 der festen Platte 2 der Form hineinragt. Dabei weist das Speisesystem 5 ein Übergangsstück 13 mit einem Kanal 14 auf, der die Kammer der Extruder-Schnecke 8 verlängert Das Zwischenstück 11 ist ebenfalls von zwei Kanälen 15 bzw. 16 durchzogen. Der Kanal 15 stellt eine Verbindung zwischen der Kammer der Extruder-Schnecke 8' und einem Kupplungsansatz 17 des Zwischenstücks 11 mit einer Platte 18 her, die fest an der Platte 2 angebracht ist; der Kanal 16 verbindet den Kanal 14 des Übergangsstücks 13 mit einem zweiten Kupplungsansatz 19 des Zwischenstücks 11 an der Platte 18.

In den Platten 18 sind identische Verteilerventile 23 mit zwei Durchgängen vorgesehen. Derartige Ventile sind beispielsweise in der FR-PS 12 90 262 beschrieben.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht jedes dieser Verteilerventile aus einem hohlen Gehäuse 24, das einander gegenüber angeordnete konische Ventilsitze 25 und 26 aufweist und in dem axial beweglich ein Vjntilkörper 27 angeordnet ist.

Der Ventilkörper 27 weist konische Enden 28, 29, die den Ventilsitzen 25 bzw. 26 zugeordnet sind, und einen breiten Kopf 30 mit demselben Querschnitt wie das Gehäuse auf. Dieser Kopf 30 liegt im Gleitsitz an der Wand des Gehäuses und ist durch ein Teil 31 mit geringerem Querschnitt verlängert. v">

Die Enden der Gehäuse 24, die die beiden Ventilsitze 25 bilden, sind untereinander durch ein Kanalnetz 32 verbunden, das seinerseits mit dem Kanal 33 des Kupplungsansatzes 17 verbunden ist. Die gegenüberliegenden Enden der Gehäuse mit den Ventilsitzen 26 t>o münden über Angußkanäle 34, 35 in der festen Fläche der Form. Diese feststehende Fläche ist gegenüber dem beweglichen Formteil 3' angeordnet, das eine vertiefte Matrize ffürdas herzustellende Spritzgußteil bildet.

Ein zweites Kanalnetz 36, das mit dem Kanal 37 des t» Kupplungsansatzes 19 in Verbindung steht, ist mit jedem Gehäuse 24 an einer Stelle zwischen den Ventilsitzen 25 bzw. 26 verbunden, wo eine Kammer zwischen der inneren Wand der Gehäuse und dem zurückspringenden Teil des Ventils ausgebiidet ist

Schließlich weist jeder Ventilkörper 27 eine innere Bohrung 38 auf, die in zwei konischen Enden 28, 29 mündet Da die Ventilkörper 27 in ihren Gehäusen axial beweglich sind, wird beim Einspritzen von Material in das Kanalnetz 32 aus dem Speisesystem 6 der Druck dieses Materials den Ventilkörper gegen seinen Ventilsitz 26 drücken, so daß das Material in die Bohrung 38 und den Angußkanal 34 eintreten kann (diese Stellung ist in F i g. 2 dargestellt).

Wenn hingegen dieses Material nicht mehr in den Kanal 32 und ein anderes Material in das Kanalnetz 36 eingespritzt wird, drückt das Material den Ventilkörper gegen seinen Ventilsitz 25, so daß es in die Kammer, die den geraden Teil 31 des Ventilkörpers umgibt und dann in den Angußkanal 34 eintreten kann.

Damit diese Materialien eine geeignete Viskosität aufweisen, wenn sie das relativ lange Kanalnetz durchlaufen, bevor sie in die Form eingespritzt werden, werden der Kanal 32 und das Kanalnetz 36 aufgeheizt Zu diesem Zweck ist in der Platte 18 ein Heizsystem angeordnet, das entweder elektrisch oder durch die Zirkulation eines heißen Fluids betrieben wird.

Gemäß Fig. 1 werden in den Kanälen 14 und 15, welche die Extnider-Schnecken 8 und 8' verlängern, vorteilhafterweise Drosselklappenventile 39, 40 angeordnet, die durch eine entsprechende Übertragungseinrichtung 41,42 in Abhängigkeit von der Arbeitsweise der jeweiligen Extruder-Schnecke steuerbar sind.

Somit werden zu Beginn der Betätigung der Schnecke zum Einspritzen das Ventil bzw. der Hahn automatisch geöffnet (Stellung des Drosselklappenventils 39 in Fig. 1). Am Ende des Einspritzvorgangs und bei NichtVerwendung der Extruder-Schnecke wird das Ventil geschlossen (Stellung des Drosselklappenventils 40).

Mit der in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung können Spritzgußteile mit einem homogenen Kein caus einem vorgegebenen Material (gegebenenfalls aus aufschäumbarem Material) hergestellt werden, der von einer Haut P umgeben ist, die kontinuierlich aus einem zweiten Material hergestellt ist (siehe F i g. 2 und 3). Um eine gute Homogenität des Kerns czu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Form zumindest im Bereich der Verbindungsebene der zwei Materialien Abführkanäle 43 aufweist, die sich im wesentlichen senkrecht zur Verbindungsebene X-X der Form erstreckt und das Entweichen einer vorgegebenen Menge des Hautmaterials ermöglicht. Diese Abführkanäle 43 erstrecken sich außerhalb des Volumens der Form.

In den Fig.3b bis 3d wird das Spritzgießen einer Platte mit Hilfe von zwei Verteilerventilen erläutert Bei dieser Ausführungsform sind Angußkanäle ΛΊ und N₂ der Form M vorgesehen. Zunächst werden ojrch die Angußkanäle Λ/, und N₂ zwei Ladungen P\ und P₂ des Hautmaterials eingespritzt. Anschließend spritzt man in das Innere jeder Ladung P\ und P? eine Ladung Qi und Q₂ eines Kernmaterials, beispielsweise eines expandierbaren Schaumstoffs. Die sich ausdehnenden Ladungen Q\ und Q₂ drücken das Hautmaterial in Pfeilrichtung gegen die Wände der Form. In der mittleren Zone der Form kommt das Hautmaterial Pi und P₂ miteinander in Bei Ehrung, wie es in der Fig. 3c durch unterbrochene Linien dargestellt ist. Wenn die !laute keine Möglichkeit haben, aus der Form zu entweichen, erfolgt ein Zusammenschweißen dieser Häute, so daß die Vereinigung der Kernmaterialien Q\ und Q: verhindert wird. Ks

verbliebe dann in der fertiggestellten Platte eine Linie aus in das Kernmaterial eingebettetem Hautmaterial.

Gemäß Fig. 3d wird das Kernmaterial Qi und Q2 jeweils einen kontinuierlichen Druck auf die Häute ausüben, die schließlich in die Abführkanäle 43 eindringen, so daß die Ausbildung eines kontinuierlichen Kerns ermöglicht wird.

Ferner können gemäß F i g. 3a auch in den Ecken der Form Abführkanäle 44 zum Abführen des Hautmaterials vorgesehen sein. Diese Abführkanäle 44 ermöglichen ein Entweichen des Hautmaterials in die Ecken des herzustellenden Spritzgußteiles, so daß die Bildung von Überdickungen der Haut in diesen Zonen vermieden wird. Sobald das Spritzgußteil ausgeformt ist, das in Fig. 3a im Schnitt dargestellt ist, weist es somit wenigstens in seinem mittleren Teil einen oder mehrere Ansätze 45 in Pilzform auf, die von der Wand des Spritzgußteiles beispielsweise entlang einer Linie X'-X' abgebrochen oder abgeschnitten werden können. Das Spritzgußteil kann ebenso identische Ansätze 45' in den Ecken aufweisen, die anschließend entfernt werden können, um eine regelmäßige Außenfläche zu bilden.

Mit der in der F i g. 4 dargestellten Ausführungsform können komplexe Spritzgußteile hergestellt werden.

Der größere Teil der Vorrichtung gemäß F i g. 4 ist mit der der F i g. 2 identisch, und dieselben Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Der wesentliche Unterschied liegt im Aufbau der Verteilerventile, die in der festen Platte der Form angebracht sind, und ferner in der Gestalt der Form. Mit dieser Vorrichtung so!! ein Spritzgußtei! hergestellt werden, das aus einem Abschnitt 50 aus einem einzigen Material und au? einem weiteren Abschnitt 51 aus einem Kern 52 aus einem vorgegebenen Material besteht, der von einer Haut 53 aus einem anderen Material umgeben ist; dieses Hautmaterial kann wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Material des Abschnitts 50 übereinstimmen.

In dem feststehenden Formteil sind somit beim dargestellten Auslührungsbeispiel zwei verschiedene Verteilerventile angeordnet, und zwar ein Einwegventil 54 und ein Zweiwegeventil 55. Das Einwegventil 54 ist fest in seinem Gehäuse angeordnet und sein innerer Kanal 56 ist ständig mit dem Kanalnetz 57 in Verbindung, das wiederum mit einer der Extruderschnecken verbunden ist.

Das Kanalnetz 57 speist ebenso den inneren Kanal 58 des Zweiwegeventils 55, das ebenso aufgebaut ist wie das Ventil in Fig. 2, und einen axial in seinem Gehäuse bewegbaren Ventilkörper aufweist Der Kanal 58' steht mit der zweiten Extruderschnecke 8 in Verbindung und ist ausschließlich mit der äußeren Kammer 59 des Zweiwegeventils 55 verbunden.

Der bewegliche Ventilkörper des Zweiwegeventils 55 ist über einen Verlängerungsstift 60 mit einem Kolben 61 eines Betätigungssystems für das Ventil verbunden. Der Kolben 61 gleitet in einem Zylinder 62, der mit einem hydraulischen oder pneumatischen Druckmittel gespeist ist. Die Betätigung könnte jedoch auch beispielsweise mechanisch oder elektrisch erfolgen, um die Stellung des Ventils je nach der Art des einzuspritzenden Materials zu wählen.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels können etwa in Abhängigkeit von dem herzustellenden Gegenstand mehrere Einwegventile 54 und auch mehrere Zweiwegeventile 55 vorhanden sein.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Fall vorgesehen, daß die Mehrwegeventile ein selektives Einspritzen von Materialien ermöglichen,

d. h. den Durchgang nur eines Materials zu einer Zeit. Bei bestimmten Anwendungsfälien kann jedoch auch das gleichzeitige Einspritzen von zwei oder mehreren Materialien durch dasselbe Ventil erwünscht sein. In diesem Falle können die oben beschriebenen Ventile mit einem selektiven Durchgang durch solche Ventile ersetzt werden, die einen gleichzeitigen Durchgang von mehreren Materialien ermöglichen. Ein derartiges Ventil ist beispielsweise in der FR-PS 12 90 262 beschrieben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Spritzgußteiles, mit einer Form, in die durch mindestens zwei Angußkanäle nacheinander Hautmaterial und Kernmaterial eingespritzt und bei der überschüssiges Hautmaterial beim Einleiten des Kernmaterials abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Angußkanälen (34, 35; Ni, N2) in der Verbindungsebene der zu verbindenden Kernmaterialien Abführkanäle (43) zum Ableiten des Hautmaterials aus dem Bereich der Verbindungsebene der Kernmaterialien vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführkanäle als Ausnehmungen (43) in der Wand der Form ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Form aus einem festen und einem beweglichen Formteil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem festen und/oder in dem beweglichen Formteil Ausnehmungen (43) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (43) sich in einer Ebene senkrecht zur Verbindungsebene der zwei Formteile erstrecken.