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Spritzgießform zum Herstellen von Gummi- oder Kunststoffartikeln Die
Erfindung bezieht sich auf Spritzgießformen zum Herstellen von ringförmigen oder
mit Aussparungen versehenen Gummi- oder Kunststoffartikeln, mit einer einen Teil
der Wandungen des Zuführungskanals für die Gießmasse bildenden und Einspritzkanäle
aufweisenden Formplatte und einer in Gegenüberstellung zu dieser angeordneten, eine
an eine Unterdruckquelle anschließbare Entlüftungsbohrung aufweisenden Formplatte.
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Das Herstellen einwandfreier Formartikel durch Spritzgießen setzt
eine wirksame Entlüftung der Formenhohlräume voraus, da die flüssige oder hochplastische
Gießmasse unter erhöhtem Druck in eine von Anfang an geschlossene Form eingebracht
werden muß. Wird die in den Hohlräumen enthaltene Luft am vollständigen Entweichen
vor der eindringenden Gießmasse gehindert, so wird sie in Gestalt von Einschlüssen
oder nach außen offenen Lunkern in die Formartikel aufgenommen, die dadurch in aller
Regel unbrauchbar werden und Ausschuß bilden. Es ist zwar bekannt, eine ausreichende
Entlüftung durch Anbringen feiner Entlüftungsbohrungen zu gewährleisten; doch bedürfen
solche Entlüftungsbohrungen nach jedem Spritzgießvorgang sorgfältiger Prüfung und
Reinigung, weil die Gießmasse unvermeidlich in sie eindringt und sie damit in der
Folge außer Funktion setzt. Andererseits zeichnen sie sich an den fertigen Artikeln
in Form von Pickeln oder Stacheln ab und geben daher Anlaß zu kostenverursachenden
Nacharbeiten. Das teilweise Auskleiden der Formenhohlräume mit Sintermetallen oder
anderen porösen Stoffen nach bekannten Vorschlägen hat sich in der Praxis nicht
bewährt; denn es zeigte sich in allen Fällen, daß die der Luftabführung dienenden
feinen Poren schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit verstopfen und dann
nicht mehr gereinigt werden können.
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Eine im Vergleich zu dem drucklosen Abströmen der Luft über Entlüftungsbohrungen
oder über Schleifriefen in den Paß flächen der Formplatten
wesentlich
wirksamere Entlüftung läßt sich durch Beaufschlagen der Formenhohlräume mit einem
Unterdruck erzielen. Dabei entsteht jedoch das Problem, die beispielsweise an eine
Vakuumpumpe angeschlossene vergleichsweise weite Entlüftungs- bzw. Absaugebohrung
im richtigen Augenblick zu verschließen, um einerseits möglichst vollständige Entlüftung
zu erzielen, andererseits aber das Eindringen von Gießmasse zu verhindern. Nach
einem aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 200 314 bekannten Vorschlag wird dieses
Problem dadurch gelöst, daß die Mündung der Entlüftungsbohrung in einer dem Einspritzkanal
gegenüberliegenden Wandung des Formenhohlraumes angeordnet und durch ein entgegen
der Einspritzrichtung öffnendes Hubventil verschließbar ist. Die Anwendung des bekannten
Lösungsprinzips ist aber dann ausgeschlossen oder nur mit umfangreichen konstruktiven
Aufwendungen möglich, wenn die in ihrem mittleren Bereich offene Gestalt der herzustellenden
Formartikel einen den Formenhohlraum durchsetzenden Formkern bedingt. Es ist die
Aufgabe der Erfindung, insbesondere für solche und ähnliche Fälle, grundsätzlich
aber auch in weiterem Rahmen brauchbare neuartige Anordnungen und Gestaltungen zum
wirksamen Entlüften der Formenhohlräume mit Hilfe von Unterdruck und zum rechtzeitigen
selbsttätigen Unterbrechen der Unterdruckbeaufschlagung als Voraussetzung für das
Herstellen gratfreier, verpackungsfertiger Formartikel anzugeben.
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Nach der Erfindung ist zum Lösen der gestellten Aufgabe für Spritzgießformen
der eingangs geschilderten Gattung vorgesehen, daß die die Einspritzkanäle aufweisende
Formplatte unter dem statischen Druck der Gicßmasse in dem Zuführungskanal elastisch
verformbar ist und einen den Ringraum bzw. die Aussparung der Artikel abformenden,
im verformten Zustand der Formplatte die Entlüftungsbohrung abschließenden Formkern
trägt. In Ausführung des Erfindungsgedankens kann der Formkern gemäß e-inem Teilmerkmal
der Erfindung entweder unmittelbar an die die Entlüftungsbohrung aufweisende Formplatte
im Bereich der Mündung der Entiüftungsbohrung anpreßbar sein oder aber wahlweise
stattdessen gemäß einem anderen Teilmerkmal der Erfindung mit einem in die Entlüftungsbohrung
eingesetzten, unter dem Einfluß einer ständig wirksamen Rückstellkraft in den Formenhohlraum
öffnenden Hubventil in Wirkverbindung stehen.
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Die Erfindung schöpft die Vorteile der Unterdruckbeaufschlagung des
Formenhohlraumes im vollen Umfang ohne Zugeständnisse an die Genauigkeit und Qualitätsbeschaffenheit
der Formartikel aus. Indem sie die geringfügigen elastischen Durchbiegungen eines
Teiles der Formwände zu Steuern der Luftabsaugung ausnutzt, erreicht sie den Abschluß
der Entlüftung und damit die Herstellung allseitig geschlossener Formwände zu dem
Zeitpunkt, in dem der Einspritzdruck sich unmittelbar vor den Einspritzkanälen aufbaut
und die Gießmasse in den Formhohlraum einzuströmen beginnt.
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Beigrößtmöglicher Sicherheit gegen das Verbleiben auch nur geringer
Restluftmengen innerhalb des Formenhohlraumes wird damit andererseits auch das Einfließen
von Gießmasse in eine noch offene oder unvollständig geschlossene Entlüftungsbohrung
verhindert, so daß die Gewähr für die Fertigung einwandfreier Formartikel gegeben
ist.
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Die erfindungsgemäß angestrebte Verformbarkeit der den Formkern tragenden
Formplatte kann durch membranartige Gestaltung der Platte, durch zweckentsprechende
Werkstoffwahl oder andere konstruktive Maßnahmen erzielt werden. In einer bevorzugten
Ausführungsform ist die Formplatte in ihren den Formenhohlraum begrenzenden Bereichen
mit gegenüber den angrenzenden äußeren Bereichen wesentlich verminderter Wandstärke
ausgebildet.
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Zur Verdeutlichung der Erfindung sind zwei Ausführungsbeispiele in
der Zeichnung schematisch dargestellt. In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein Teilstück
einer Spritzgießform im geschlossenen Zustand im Querschnitt und Fig. 2 eine Variante
der Erfindung in gleichartiger Darstellung.
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Die in Fig. 1 gezeichnete Spritzgießform ist aus vier Formplatten
5, 4, 5 und 6 zusammengesetzt, wobei die beiden inneren Formplatten 4, 5 in mehreren
über ihre Fläche verteilten Ausnehmungen ihrerseits wiederum mehrteilig aufgebaute
Formeinsätze aufnehmen. Wenn aus Gründen wirtschaftlicher Fertigung auch vorwiegend
derartige Formen mit einer Vielzahl von Formnestern für das Spritzgießen eingesetzt
werden, so ist die
Erfindung doch keineswegs darauf beschränkt,
sondern sie könnte in gleicher Weise in Verbindung mit einteiligen Formen angewandt
werden.
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Der Ausdruck "Formplatte" ist insofern im weitesten Sinne zu verstehen,
und er schließt auch die Aufbaukomponenten einzelner Formeinsätze ein.
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Die Formeinsätze sind in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel jeweils
aus einer Bodenplatte 7 und einer Deckplatte 8 zusammengesetzt, die beide der unmittelbaren
Druckeinwirkung der äußeren Formplatten 3, 6 unterliegen, wenn die gesamte Spritzgießform
in eine nicht gezeichnete Preßvorrichtung eingesetzt ist und in dieser geschlossen
gehalten wird.
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Die Deckplatte 8 trägt in einem buchsenartigen Ansatz einen durch
einen Sprengring 10 gesicherten Formring 9, dessen Innenmantel die Außenwandungen
des Formenhohlraumes 13 bilden und dessen Stirnflächen beiderseits kraftschlüssig
an den einander zugekehrten Innenflächen der Platten 7 und 8 anliegen. In die Teilungsebene
zwischen den Formplatten 5, 6 ist ein Zuführungskanal 11 für die Spritzgießmasse
eingearbeitet. Im Bereich der Formeinsätze erweitert sich der Zuführungskanal 11
zu einem mindestens den Formenhohlraum 13 übergreifenden Verteilerraum, von dem
aus zwei oder mehr düsenartig die Deckplatte 8 durchbrechende Einspritzkanäle 13
in den Formenhohlraum münden.
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Die Deckplatte 8 trägt auf ihrer der Bodenplatte 7 zugekehrten Innenfläche
einen fest mit ihr verbundenen zentrischen Formkern 14, der den Formenhohlraum 13
über nahezu seine ganze Tiefe durchsetzt und diesem die ringfürmige Gestalt verleiht.
In dem die Einspritzkanäle 12 aufweisenden Ringabschnitt zwischen den Formkern 14
und dem äußeren Formring 9 ist die Deckplatte 8 in ihrer Wandstärke so weit geschwächt,
daß sie sich unter den auftretenden Einspritzdrücken in dem Zuführungskanal 11 elastisch
in Richtung nach der Bodenplatte 7 durchbiegen kann.
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In eine in bezug auf den Formenhohlraum 13 zentrische Bohrung 17 in
der Bodenplatte 7 des Formeinsatzes ist ein Kegelventil 15 mit Schaft gleitend beweglich
eingesetzt. Der Kopf des Kegelventils 15 ist zum Schließen auf die zu einem kegeligen
Ventilsitz erweiterte Mündung der Bohrung 17 eingerichtet und bildet im Schließzustand
einen Teil der Wandungen des
Formenhohlraumes, während er sich in
seinem gezeichneten Öffnungszustand unter der Wirkung einer zwischen den Ventilschaft
und der Formplatte r sich abstützenden Rückstellfeder 16 in den Formenhohlraum hinein
in kichtung nach der Deckplatte 8 verschiebt. Unter der ständig wirksamen Eederkraft
wird er in kraftschlüssigem Anschlag an dem Formkern 14 gehalten.
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Die Bohrung 17 ist über eine Bohrung 18 in der Formplatte 3 an eine
nicht gezeichnete Vakuumpumpe oder eine andere Unterdruckquelle angeschlossen, so
daß der Formenhohlraum 13 im Öffnungszustand des Kegelventils 1c abgesaugt werden
kann. Ein ungehinderter Durchgang der abströmenden Luft wird durch Längsnuten oder
durch zweckentsprechende Unterbemessung des Ventilschaftes in bezug auf die Bohrung
17 gewährleistet.
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Die Zeichnung zeigt einen Formeneinsatz der beschriebenen Spritzgießform
im geschlossenen Zustand vor oder zu Beginn eines Gießvorganges, wobei die Rückstellfeder
16 das Kegel ventil 15 in Wirkverbindung mit dem Formkern 14 von seinem Ventilsitz
abgehoben hat. Der Entlüftungsweg (Pfeil "vac") ist daher bis nach dem Formenhohlraun
13 hin offen. Mit dem Einschießen der Gießmasse in den Zuführkanal 11 wird der Spritzdruck
auf die Deckplatte 8 wirksam, und diese sucht der einseitigen Druckbeaufschlagung
unter Durchbiegung auszuweichen. Das Ausmaß dieser Ausweichbewegung reicht aus,
um über den Formkern 14 das Kegelventil 15 auf seinen Sitz zu pressen und damit
die Verbindung des Formenhohlraumes 13 nach der Entlüftungsbohrung 17 zu unterbrechen.
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Form und Anordnung des Kegelventils 15 gestatten, es nach dem Öffnen
der bpritzgießform zum Auswerfen der fertigen Formartikel zu verwenden.
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In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird anstelle eines besonderen
Ventils der Formkern 14 selbst als Verschlußkörper gegenüber der Entlüftungsbohrung
17 verwendet. Der Formkern befindet sich in diesem Flle in der gezeichneten Ruhestellung
in geringem Abstand von der Gegenfläche der Bodenplatte 7 und wird im Verlaufe der
Ausweichbewegung der biegsamen Deckplatte 8 dichtend auf die Mündung der Entlüftungsbohrung
gepreßt.