DE2505061A1 - Verfahren und einrichtung zum selbsttaetigen, gleichmaessigen beaufschlagen einer spritzgussform mit einem formtrennmittel - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum selbsttaetigen, gleichmaessigen beaufschlagen einer spritzgussform mit einem formtrennmittel

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Description

Dipl.-ing. Heinz Bardehie
Ρ
ti München 22, Icrr-ülr. 15,TeL 29255S
Pestaaschrffl MS.xhea 26, Postfach 4
München, den 6.Februar 1975
Mein Zeichen: P 2120
Anmelder: SIEMENS-ALBIS Aktiengesellschaft,
CH -8047 Zürich
Albisriederstraße 245
Verfahren und Einrichtung zum selbsttätigen, gleichmässigen Beaufschlagen einer Spritzgussform mit einem Formtrennmittel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum selbsttätigen, gleichmässigen Beaufschlagen einer Spritzgussform mit einem Formtrennmittel in einer Spritzgussanlage.
Zur Massenfertigung von Bauteilen aus thermoplastischen Kunststoffen wird üblicherweise das Spritzgussverfahren angewendet. Die thermoplastische Masse wird in einer automatischen Spritzgussmaschine unter hohem Druck in flüssiger Form durch eine Düse in eine gekühlte Spritz- oder Dauerform gespritzt. Das Verfahren erlaubt die Herstellung von Teilen mit verschiedenartigster Formgebung, die keine oder nur eine-9erin9e Nachbearbeitung erfordern. ·
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ORIGINAL INSPECTED
_ 2bÜbO61
Vielfach bietet das Entformen, d.h. das Herausnehmen der Spritzgussteile aus der Spritzform Schwierigkeiten. Je nach Art des
verwendeten Kunststoffs und der Form des Spritzgussteils klebt dieses noch in der Form und kann daher oft nur mühsam der
Spritzform entnommen werden. So lassen sich beispielsweise Teile mit konischer Ausbildung einfacher entnehmen als solche,
welche parallel verlaufende Flächen oder Mantellinien aufweisen, wie z.B. prismatische bzw. zylinderförmige Teile* Je nach Art
des Kunststoffes ist es zudem möglich, dass die mit der Spritzform in Berührung stehende Oberfläche des Spritzgussteils beim Entfernen aus der Form beschädigt wird*
Diese Schwierigkeiten stellen eine Automatisierung des EntformungsVorganges in Frage. Es zeigt sich, dass durch Aufsprühen einer geeigneten Substanz auf die Spritzform jeweils vor
dem Giessvorgang den genannten Schwierigkeiten erfolgreich begegnet werden kann. Solche Substanzen, die allgemein als Formtrennmittel bezeichnet werden, sind bekannt, so z.B. Zinkstearat, welches in pulverisierter Form erhältlich ist. Die als
Formtrennmittel verwendete Substanz muss sowohl mit der Spritzform als auch mit dem verwendeten Kunststoff verträglich sein. Ausserdem muss das auf die Spritzgussform aufgesprühte Trennmittel deren Oberfläche gleichmässig bedecken und in einer bestimmten Konzentration aufgetragen werden können. Dazu ist eine Sprüheinrichtung notwendig, welche das Formtrennmittel so zerstäubt, dass es sich nach dem Auf treffen in der Form als dünne Schicht niederschlägt.
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Einfachste bekannte Sprühvorrichtungen für den manuellen Einsatz sind beispielsweise der Klistierball, die Spraydose oder die Spritzpistole. Diese Instrumente weisen jedoch wesentliche Nachteile auf vnd ihr Einsatz ist relativ aufwendig. So muss jeweils eine Arbeitskraft an der Spritzgussmaschine in bestimmten Intervallen in den Giessvorgang eingreifen und die Spritzform mit dem Trennmittel besprühen. Dieser Eingriff bedingt einen zusätzlichen zeitlichen Produktionsaufwand. Da die genannten einfachen Vorrichtungen ausserdem störanfällig sind, d.h. im allgemeinen zu Verstopfungen der Sprühelemente, wie beispielsweise der Düsen, neigen, ist das gleichmässige Besprühender Form nicht gewährleistet, was sich auf die Qualität der erzeugten Spritzgussteile negativ auswirken und u.U. zu einer grossen Ausschussquote führen kann. -
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Sprüheinrichtung zu dessen Durchführung anzugeben, welche diese Nachteile eliminieren und die Integration des Entformungsvorganges in einen automatischen Giessprozess ermöglichen. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine aus dem Formtrennmittel und einer leichtflüchtigen Flüssigkeit bestehende Suspension hergestellt wird, dass diese Suspension stetig umgewälzt und in einem Kreislauf durch ein pneumatisch betätigtes Sprühelement hindurchgeführt wird, dass im Sprühelement mit einem Pressluftstoss ein Unterdruck zur Vermischung der Suspension mit einem Pressluftstrom erzeugt wird, und dass
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der mit der Suspension angereicherte Pressluftstrom durch eine-Austrittsöffnung des Sprühelementes ausgestossen wird.
Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend beispielsweise eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert. Darin zeigt Fig.l die ganze Einrichtung und Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des in der Einrichtung eingesetzten Sprühelementes.
Nach Fig.l ist im Behälter G die aus dem pulverisierten Formtrennmittel und einer leichtflüchtigen Flüssigkeit bestehende Suspension enthalten. Die beiden Komponenten der Suspension stehen in einem bestimmten Mengenverhältnis zueinander. Die Anordnung, die einerseits für die ständige Vermischung des Trennmittels mit der Flüssigkeit und andererseits für die Aufrechterhaltung eines Kreislaufes sorgt, besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer in die Suspension eingetauchten Membranpumpe P und einem mit ihr starr verbundenen Vibrator V. ' Der Vibrator V erzeugt eine stetige Hin- und Herbewegung der Pumpe P in vertikaler Richtung. Selbstverständlich sind neben dieser sich durch ihren einfachen Aufbau auszeichnenden Anordnung andere Mittel denkbar, die die genannten Funktionen erfüllen können.
Zur Erläuterung des Einflusses der Vibratorbewegung seien Aufbau und Wirkungsweise der an sich bekannten Membranpumpe P hier kurz angeführt: Der Pumpenraum wird neben dem eigentlichen Pum-
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pengehäuse durch zwei Membranen MO, MU gebildet. Es sind Mittel vorhanden, welche dafür sorgen, dass die obere Membrane MO nur durch einen von oben auf sie ausgeübten Druck und entsprechende Verformung den Pumpenraum mit der Aussenwelt verbindet. Für die untere Membrane MU gilt das Gegenteil, d.h. die Membrane MU lässt eine Verbindung zwischen Aussenwelt und Pumpenrauiti nur durch einen von unten auf sie ausgeübten Druck zu.
Wird nun/ wie in der vorliegenden Sprüheinrichtung vorgesehen, die Membranpumpe P stetig auf- und abbewegt, lassen die beiden Membranen MO, MU alternierend Suspension in den Pumpenrauin einströmen, von wo diese durch eine Oeffnung N nur in eine Rin^leitung L austreten kann. In dieser Ringleitung L wird die Suspension durch ein Sprühelement S hindurch in den Behälter G zurückgeführt. Die Kombination des Vibrators V mit der Membranpumpe P hält somit einen Kreislauf aufrecht, der das Sprühelement S stetig mit dem Formtrennmittel in konstanter Konzentration versorgt. Vorzugsweise bildet ein Teil der Ringleitung L das starre Verbindungselement zwischen dem Vibrator V. .und der .Membranpumpe P.
In Fig. 2a ist eine Ausbildungsform des Sprühelementes S beispielsweise in einem Längsschnitt dargestellt.
O is+ irrj
£as Sprühelement S ji'in ge-
fo Tig.24*
öffnetem und in geschlossenem Zustand gezeichnet. Das Element weist zwei zueinander senkrecht stehende Bohrungen auf, deren Achsensich schneiden und die je einen Kanal A, B bilden.
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Der Durchmesser des Kanals A ist grosser als derjenige des Kanals B. Der Kanal A ist in der Sprüheinrichtung beidseitig mit der ; Ringleitung L verbunden. Der Kanal B weist am einen Ende eine Oeffnung auf, welche die Austrittsöffnung D des Sprühelementes S bildet. An der Stelle, wo der die Austrittsöffnung D aufweisende Teil des Kanals B.in den Kanal A mündet, ist der Durchmesser des Kanals B vergrössert. Im Kanal B ist ein in Längsrichtung des Kanals verschiebbarer, zylindrischer Düsenstift C enthalten, der eine axiale Bohrung E aufweist. Das der Austrittsöffnung D des Sprühelementes S zugewandte Ende der Bohrung E des Düsenstiftes C ist düsenartig ausgebildet; das andere Ende der Bohrung E ist mit einer Pressluftquelle Q verbunden, welche ausserdem auf einen Luftzylinder Z wirkt, dessen Kolben starr mit dem.Düsenstift C verbunden ist (Fig.1). Ferner weist der Düsenstift C zwei Kerben R auf, wie aus Fig.2b ersichtlich ist. Ausgehend von dem der Austrittsöffnung D zugewandten Ende verlaufen diese Kerben R achsenparallel auf dem Mantel des Düsenstiftes C, wobei ihre Tiefe mit zunehmender Länge abnimmt. Ihre Länge ist so gewählt, dass bei geschlossenem Sprühelement S, d.h. bei vollständig eingeschobenem Düsenstift C, der Kanal A und die durch die Kerben R gebildeten Hohlräume nicht miteinander in Verbindung stehen.
Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung und des Sprühelementes S im speziellen ist die folgende: Die stetige umwälzung der Suspension und der damit aufrechterhaltene Kreislauf führt dauernd Flüssigkeit durch den Kanal A des Sprühelementes S.
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. . : 25Q5061.· , ..;
Ist der Stift C ganz eingeschoben, so umfliesst die im Sprühelement S anfallende Suspension den Stift C und gelangt zurück in den Behälter G. .
Der Sprühvorgang wird durch einen Pressluftstoss aus der Press-, luftquelle Q ausgelöst, der den Kolben K im Luftzylinder Z so beeinflusst, dass der Düsenstift C von der Austrittsöffnung D des Sprühelementes S wegbewegt wird. Im Kanal B entsteht, so ein freier Raum vor der Austrittsöffnung D. Ferner schafft die Verschiebung des Düsenstiftes C eine durch die Kerben R gebildete Verbindung zwischen dem freien Raum und dem Kanal A. Der erwähnte Pressluftstoss bewirkt gleichzeitig einen Luftstrom in axialer Richtung durch den Düsenstift C und im freien Raum vor der Austrittsöffnung D entsteht dadurch eine Unterdruckzone. Die durch die Kerben R mit der Innenwand des Kanals B gebildeten Düsen ermöglichen der Suspension, vom Kanal A in den freien Raum des Kanals B auszutreten. Hier wird die Suspension durch die Unterdruckwirkung dem Luftstrom beigefügt und mit diesem Luftstrom durch die Austrittsöffnung D ausgesprüht. Die nach der Oeffnung des Sprühelementes S durch die Kerben R gebildeten Düsen zeichnen sich dadurch aus, dass der Querschnitt der Düsenverengung je nach Oeffnungsgrad des Sprühelementes S variabeL ist. Das ständige Oeffnen und Schliessen dieser Düsen und die durch die Kerben R erzeugte Querschnittvergrösserung in Flussrichtung gewährleistet eine selbstreinigende Wirkung und die bei herkömmlichen Düsen bestehende Verstopfungsgefahr ist hier eliminiert.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mit einfachen Mitteln der Querschnitt des Strömungskanals dieser Düse verändert und auf eine bestimmte Grosse eingestellt werden kann. Beispielsweise kann dies dadurch erreicht werden, dass mit einer verstellbaren Arretierung der maximale Verschiebungsweg des Düsenstiftes C vorgegeben wird. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Austrittsöffnung D und entsprechende Anordnung des Sprühelementes S ist es möglich, eine in dem mit der Suspension angereicherten Luftstrahl sich befindende Spritzform gleichmässig zu besprühen. Durch den hohen Luftüberschuss im Luftstrahl ergibt sich eine feine Verteilung der Suspension, so dass sich die als Träger dienende Flüssigkeit rasch verflüchtigt und die Spritzform nur mit dem Formtrennmittel beaufschlagt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die Sprüheinrichtung zu dessen Durchführung bieten den Vorteil, dass das gleichmässige Beaufschlagen einer Spritzform mit einem Trennmittel gewährleistet sowie die Gefahr einer Verstopfung der Sprühvorrichtung in—, folge Sedimentation des Trennmittels eliminiert ist. Da die Sprühvorrichtung wartungsfrei ist, lässt sie sich ohne weiteres in eine automatische Spritzgussanlage integrieren. Das Entformen des Spritzgutes kann damit durch eine geeignete Auswerfevorrichtung ebenfalls automatisch erfolgen. Das vorgeschlagene Sprühelement S erlaubt zudem, auf einfache Weise eine wunschgemässe Dosierung des aufzusprühenden Formtrennmittels vorzunehmen. Dies kann durch entsprechende Grössenwahl der Kerben R und/oder durch
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die Wahl der dem Sprühelement S zugeführten Pressluftmenge geschehen. Eine Feineinstellung des Sprühelementes S kann mit einfachen mechanischen Mitteln zusätzlich vorgesehen werden. Das in der Fig.2 dargestellte Sprühelement S muss nicht notwendigerweise pneumatisch betätigt werden. Selbstverständlich kann die Betätigung beispielsweise auch mit mechanischen oder elektromechanischen Mitteln erfolgen, wobei dann auf die Doppelfunktion der Pressluftquelle Q verzichtet wird. Es ist ferner naheliegend, dass die Anwendung der zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgeschlagenen Sprüheinrichtung nicht auf Spritzgussanlagen beschränkt ist. Ihr Einsatz ist überall dort denkbar, wo eine Fläche gleichmässig mit einer Substanz beaufschlagt werden soll, vorzugsweise mit einer Substanz in Suspension.
12.2.1974
Wä/Wei
5 0 9 8 3 5/06 A 0

Claims (10)

  1. Ansprüche
    l.j Verfahren zum selbsttätigen, gleichmässigen Beaufschlagen einer Spritzgussform mit einem Formtrennmittel in einer Spritzgussanlage, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus dem Formtrennmittel und einer leichtflüchtigen Flüssigkeit bestehende Suspension hergestellt wird, dass diese Suspension stetig umgewälzt und in einem Kreislauf durch ein pneumatisch betätigtes Sprühelement (S) hindurchgeführt wird, dass im Sprühelement (S) mit einem Pressluftstoss ein Unterdruck zur Vermischung der Suspension mit einem Pressluftstrom erzeugt wird, und dass der mit der Suspension angereicherte PressIuftstrom durch eine Austrittsöffnung (D) des Sprühelementes (S) ausgestossen wird.
  2. 2. Sprüheinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Suspension enthaltender Behälter (G) und ein pneumatisch betätigtes Sprühelement (S) vorhanden sind, dass eine vom Behälter (G) ausgehende und durch das Sprühelement (S) hindurch in den Behälter (G) zurückführende Ringleitung (L) vorhanden ist und dass ferner Mittel zur stetigen Umwälzung der Suspension im Behälter (G) sowie Mittel zur Aufrechterhaltung eines Suspensionskreislaufes in der Ringleitung (L) vorgesehen sind.
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  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühelement (S) durch den den Unterdruck erzeugenden Pressluftstoss betätigt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension mit dem durch den Pressluftstoss bewirkten Press— luftstrom vermischt wird.
  5. 5. Sprüheinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur stetigen Umwälzung der Suspension sowie zur Aufrechterhaltung eines Suspensionskreislaufes ein Vibrator (V) und eine mit diesem durch einN Teilstück der Ringleitung (L), starr verbundene und in die Suspension eingetauchte Membranpumpe (P) vorgesehen sind.
  6. 6. Sprüheinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühelement (S) zwei Kanäle (A,B) mit zueinander senkrecht stehenden und sich schneidenden Achsen aufweist, dass der erste Kanal (A) beidseitig mit der Ringleitung (L) verbunden ist, dass der zweite Kanal (B) an einem Ende die Austrittsöffnung (D) des Sprühelementes (S) aufweist und dass im Kanal (B) ein in seiner Längsrichtung verschiebbarer, mit einer axialen, durchgehenden Bohrung (E) versehener Düsenstift (C) eingeführt ist.
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  7. 7* Sprüheinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das der Austrittsöffnung (D) des Sprühelementes (S) zugewandte Ende der Bohrung (E) des Düsenstiftes (C) eine düsenartige Verengung aufweist.
  8. 8. Sprüheinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Austrittsöffnung (D) des Sprühelementes (S) abgewandte Ende der Bohrung (E) im Düsenstift.(C) mit einer Pressluftquelle (Q) verbunden ist und dass ferner der Düsenstift (C) starr mit einem Kolben (K) eines an die Press Iu ft quelle (Q) . angeschlossenen Luftzylinders (Z) verbunden ist.
  9. 9. Sprüheinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenstift (C) auf seinem Mantel achsenparallele Kerben (R) mit sich in Plussrichtung vergrösserndeirr Querschnitt aufweist.
  10. 10. Sprüheinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (R) mit der Innenwand des zweiten Kanals (B) im geöffneten Zustand des Sprühelementes (S) Düsen mit selbstreinigender Wirkung bilden.
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