DE2445786C3 - Vorrichtung zur Herstellung von großen oder komplexen Spritzgußteilen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von großen oder komplexe" Spritzgußteilen, mit einer Form, in die durch mindestens zwei Angußkanäle nacheinander Hautmaterial und K>rnmaterial eingespritzt und bei der überschüssiges riautmaterial beim Einleiten des Kernmaterials über jeweils nicht zum Einspritzen von Kernmaterial benutzte Kanäle abgeführt wird.

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 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 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 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 Hautmaterials vereinigen. Da jedoch die Abfuhr von verdrängtem Hautmaterial nur durch die beiden Angußkanäle erfolgt, wird die Vereinigung der Kernmaterialmengen behindert, denn diese Zone ist von den Angußkanälen relativ weil 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 -Jer DE-OS 2159 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.

Durch die DE-OS 20 45 362 ist eine Gießform bekannt, bei der an den Ecken oder Kanten des Formhohlraums Verlängerungen vorgesehen sind, in die überschüssiges Hautmaterial beim Einspritzen des Kernmaterials hineinfliegen kann. Dabei treffen sich im Formhohlraum nicht die Schmelzfronten zweier Materialströme, sondern durch diese Verlängerungen soll lediglich die Ausformung gleichmäßiger Wanddicken der Haut an den Ecken und/oder Kanten des Formkörpers erzielt werden.

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 im Bereich der sich treffenden Angußströnie gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindi!ngsge*fläß dadurch gelöst, daß zwischen zwei benachbarten Angußkanälen in der Berührungszone der zu verbindenden Kernmaterialien zusätzlich Abführkanäle zum Ableiten des Hautmaterials aus dem Bereich der Berührungszone der Kernmaterialien vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, daß das in der Berührungszone der Kernmaterialien zwischen den Abführkanälen zunächst in unerwünscht großer Menge vorhandene Hautmaterial besonders leicht verdrängt wenden kann, so daß sich auch dort bei dem fertigen Spritzgußteil eine gleichmäßige Dicke des Hautmaterials und damit auch das den übrigen Raum ausfüllende Kernmaterial einstellt. Somit ist es mit der e; findungsgemäßen 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 schematische Gesamtdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Spritzgußvorrichtung,

F i g. 2 eine schematische Detaildarstellung der Vorrichtung in vergrößerter Darstellung bei der der ι ο 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

F i g. 4 eine Detaildarstellung ähnlich F i g. 2, wobei jedoch der Einspritzkopf ein Mahrwegeventil 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 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 Extruderschnecke 8 bzw. 8' auf, die durch eine Zuführungseinrichtung 9 bzw. 9' mit Ausgangsmaterial beschickt wird. Das im fließfähigen Zustand befindliche Materia) wird der Form durch hydraulische Zylinder A bzw. /!'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 münden in ein Zwischenstück 11, das in eine öffnung 12 der festen Platte 2 eier 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 51 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 <n 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 f>o beweglich ein Ventilkörper 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.

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 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 £für das herzustellende Spritzgußteil bildet.

Ein zweites Kanalnetz 36, das mit dem Kanal 37 des 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 ausgebildet 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 Angußkana' 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 Ventiikörper gegen :einen Ventilsitz 25, so daß es in die Kammer, die den geraden Teil 31 des Ventilkörpers umgibt, und dann in den Angußkanal 36 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. ί werden in den Kanälen 14 und 15, welche die Extruder-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.

oomit 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 Kern caus einem vorgegebenen Material (gegebenenfalls aus aufschäumbarem Material) hergestellt werden, der von einer Haut P umgeben ist, die kontinuierlich aus einem 7.we^;".e>! Material hergestellt ist (siehe F i g. 2 und 3). Um eine gute Homogenität des Kerns czu gewährleisten, ist vorgesehen, daß jie Form zumindest im Bereich der Berührungszone der zwei Materialien Abführkanäie 43 aufweist, diü sich im wesentlichen senkrecht zur Trennebene X-X der Form erstreckt und das Entweichen einer vorgegebenen Menge des Hautmaterials ermöglicht Diese Abführkanäle 43 erstrecken sich außerhalb des Volumens des Formhohlraums.

In den Fig.3b bis 3d wird das Spritzgießen einer Platte mit Hilfe von zwei Verteilerventilen erläutert Bei dieser Ausführungsform sind Angußkanäle N\ und M der Form M vorgesehen. Zunächst werden durch die Angußkanäle N\ und Λ/2 zwei Ladungen P\ und Pi del

Hautmaterials eingespritzt. Anschließend spritzt man in das Innere jeder Ladung Pi und Pi eine Ladung Q\ und Qi eines Kernmaterials, beispielsweise eines expandierbaren Schaumstoffs. Die sich ausdehnenden Ladungen Q\ und Qi drücken das Hautmaterial in Pfeilrichtung gegen die Wände der Form. In der mittleren Zone der Form kommt das Hautmaterial P\ und Pi miteinander in Berührung, wie es in der Fig. 3c durch unterbrochene Linien dargestellt ist. Wenn die Häute keine Möglichkeit haben, aus der Form zu entweichen, erfolgt ein Zusammenschweißen dieser Häute, so daß die Vereinigung der Kcrnmatcrinlicn Q- und Q: verhindert wird. Fs verbliebe dann in der fertiggestellten Platte eine Linie .!'is in das Kernmaterial eingebettetem I lautmatcrial.

Gemalt Fig. 3d wird das Kernmatenal Q\ und Q; leweils einen kontinuierlichen Druck auf die Haute ausüben, die schließlich in die Abführkanäle 43 eindringen, so daß die Ausbildung eines kontinuierlichen Kerns ermöglicht wird.

Ferner können genau Fi g. 3a auch in den F.cken der liirm Abfuhrkanäle 44 zum Abfuhren des Hautm.ite-•i.ils vorgesehen sein. Diese Abfuhrkanäle 44 ermöglichen ein F.'ntw eichen des llautmatenals in die F.cken des herzustellenden Spritzgußteiles, so daß die Bildung von I'berdickungen eier Haut in diesen Zonen vermieden w ml. Sobald das Spritzgußteil ausgeformt ist. das in ! 1 g. Ja im Schnitt dargestellt ist. weist es sonnt wenigstens in seinem mittleren Teil einen oder mehrere Ansätze 45 in Pilzform auf. die von der Wand des SpntzgtiUteiles beispielsweise entlang einer Linie A'-.V abgebrochen oder abgeschnitten werden können. Das Spntzgiißteil kann ebenso identische Ansätze 45' in den fcken aufweisen, die anschließend entfernt werden können, um eine regelmäßige Außenfläche zu bilden.

Mit der in der F 1 g. 4 dargestellten Ausführungsform Können komplexe Spritzgußteile hergestellt werden.

Der größere Teil der Vorrichtung gemäß F i g. 4 ist :r,'.'. der der F 1 g. 2 identisch, und dieselben Bauteile sind :r\\ denselben Bezugszeichen versehen.

Der wesentliche Unterschied liegt im Aufbau der \erteilerventile. die in der festen Platte der Form jngebracht sind, und ferner in der Gestalt der Form. Mit dieser Vorrichtung soll ein .Spritzgußteil hergestellt άerden, das aus einem Abschnitt 50 aus einem ein/igen Matenal und aus 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 Ausführungsbeispiel zwei verschiedene Verteilervcntile 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 Extruderschnf cken verbunden ist.

Das Karulnetz 37 speist ebenso den inneren Kanal '58 ties Zweiwegevcntils 55. das ebenso aufgebaut ist wie (.las Ventil in F i g. 2. und einen axial in seinem Gehäuse bewegbaren Ventilkörper aufweist. Der Kanal 58' steht mit der zweiten Fxtruderschnecke 8 in Verbindung und ist ausschließlich mit der äußeren Kammer 59 des Zweiwegeventil 55 verbunden.

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 R;.-.men des Ausführungsber-mels können etwa in Abhängigkeil von dem herzustellenden Gegenstand mehrere Einwegventile 54 und auch mehrere Zweiwegeventile 55 'orhanden 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 Anwendungsfällen 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 Zeichnuneen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von großen oder komplexen Spritzgußteilen, mit einer Form, in die durch mindestens zwei Angußkanäle nacheinander Hautmaterial und Kernmaterial eingespritzt und bei der überschüssiges Hautmaterial beim Einleiten des Kernmaterials über jeweils nicht zum Einspritzen von Kernmaterial benutzte Kanäle abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Angußkanälen (34,35; TVl, JV 2) in der Berührungszone der zu verbindenden Kernmaterialien zusätzlich Abführkanäle (43) zum Ableiten des Hautmaterials aus dem Bereich der Berührungszone 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 Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (43) sich in einer Ebene senkrecht zur Trennebene der zwei Formteile erstrecken.