DE2525437B2

DE2525437B2 - Form zum Spritzgießen oder Preßspritzen von Kautschuk und anderen plastischen wärmehärtbaren Werkstoffen

Info

Publication number: DE2525437B2
Application number: DE19752525437
Authority: DE
Inventors: Udo 3410 Northeim Pietratus; Fritz Dr.-Ing. 3001 Isernhagen Roethemeyer
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1975-06-07
Filing date: 1975-06-07
Publication date: 1978-07-06
Also published as: GB1497767A; FR2313199B1; DE2525437C3; IT1067302B; DE2525437A1; FR2313199A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Form zum Spritzgießen oder Preßspritzen von Kautschuk und anderen plastischen wärmehärtbaren Werkstoffen, mit zwei thermisch gegeneinander isolierten unterschiedlich temperierten Formplatten und einem sich von der niedriger temperierten Formplatte aus in die höher temperierte Formplatte hinein erstreckenden Einspritzkanal, der von einem schlecht wärmeleitenden, die Formschließkräfte aufnehmenden Druckstück umschlossen ist, durch das die Formplatten in einem gegenseitigen Abstand voneinander gehalten sind.

Zum Herstellen von Formartikeln aus Gummi oder ähnlichen Elastomeren nach dem Spritzgießverfahren wird eine vorgewärmte, im fließfähigen Zustand gehaltene Werkstoff menge unter hohem Druck in eine geschlossene beheizte Form eingespritzt und unmittelbar darauf in dieser ausvulkanisiert bzw. ausgehärtet. Diese gegen das sogenannte Preßformen sich abhebenden charakteristischen Eigenheiten gelten im grundsätzlichen auch für das Preßspritzen, wobei die vorgewärmte Gießmasse aus einer besonderen Einspritzkammer in die ebenfalls geschlossen gehaltene beheizte Form überführt wird. Die notwendige Beheizung der in allen Fällen aus mindestens zwei Platten zusammengesetzten Formen hat zur Folge, daß in der Einspritzkammer vorgehaltene oder in dem Verteilersystem oder dem Einspritzkanal des Spritzaggregates befindliche Gießmasse vulkanisiert oder härtet und nicht mehr verwertbaren Abfall bildet Man hat schon versucht, diesem Problem durch Einfügen schlecht wärmele'tender Stoffe zwischen die an dem Wärmeübergang unmittelbar beteiligten Formplatten zu begegnen. So sind nach einem bekannten Vorschlag (deutsche Auslegeschrift 14 54 929) die Formplatten einer Spritzgießform durch eine Wärmeleitsperre thermisch voneinander getrennt und überdies von einem den Einspritzkanal mit thermischer Abschirmung aufnehmenden Druckstück gegeneinander abgestützt. Wenn sich die bekannte Aufteilung der Formen in einen höher und einen demgegenüber wesentlich niedriger temperierten Teil im grundsätzlichen auch als richtig und zum Lösen des Problems förderlich erwies, so zeigte sich in der Praxis doch, daß eine wirksame thermische Isolierung auf die Dauer nicht oder nur schwer und mit wirtschaftlich nicht mehr vertretbaren Mitteln aufrechtzuerhalten war. Es kann dabei noch hinzu, daß die großflächige thermische Isolierung der Formplatten gegeneinander örtlich — und zwar gerade in dem für die Temperaturführung besonders wichtigen Einspritzbereich — durch das Druckstück selbst wieder aufgehoben wurde.

Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe zugrunde, den Wärmefluß von der heißeren nach der kälteren Formplatte ohne Rücksicht auf die Einsatzdauer der Gießform und unabhängig von der Höhe der Temperaturdifferenz oder anderen Parametern zu unterbinden und die hohen Formschließkräfte ohne die nachteilige Bildung von Wärmebrücken zu übertragen. Als Folge davon und als Endziel wird angestrebt, das Spritzgießen und Preßspritzen wärmehärtbarer oder elastomerer Werkstoffe wirtschaftlicher zu gestalten.

Nach der Erfindung kennzeichnen sich Formen der eingangs geschilderten Art dadurch, daß der durch den gegenseitigen Abstand der Formplatten gebildete Raum mit einem Kühlmittel durchströmbar ist, das Druckstück aus einem hochfesten Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht und innerhalb des Druckstückes in einem zur Düsenmündung hin offenen ringförmigen Zwischenraum eine den Einspritzkanal umschließende Einspritzdüse aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist, wobei vorteilhaft in dem Raum zwischen den Formplatten ohne Berührung mit diesen ein zumindest einen wesentlichen Teil der Plattenfläche überdeckendes Reflektorelement mit der höher temperierten Formplatte zugekehrter spiegelnder Oberfläche angeordnet ist.

Die Erfindung geht von der bisher üblichen statischen Isolierung vollkommen ab und setzt an deren Stelle eine dynamisch wirksame Strömung durch einen Luftspalt. Es gelingt damit, die stets — wenn auch langsam — in Richtung thermischen Gleichgewichtes ablaufenden Wärmeleitungsvorgänge abzufangen und in vergleichsweise kurzer Zeit einen thermisch stationären Betriebszustand zu erreichen und zu erhalten. In wesentlichem Maße trägt hierzu auch die Abschirmung der kälteren Formplatten gegen strahlende Wärme durch das zusätzlich vorgesehene Reflektorblech mit bei. Der Kühlluftstrom wird zweckmäßig nach Menge und/oder Geschwindigkeit regelbar zwischen den Formplatten durchgeleitet, um für wechselnde Betriebsverhältnisse und Taktzeiten die jeweils günstigste Einstellung vornehmen und gegebenenfalls nach Beendigung einer

Produktionsserie die Form mit Hilfe eines verstärkten Luftstromes beschleunigt abkühlen zu können. Eine vorteilhafte Nebenwirkung der erfindungsgemäßen Isolierung ist noch darin zu sehen, daß der den Übergang von der kalten zur warmen Formplatte bildende »Abreißpunkt« für den Anguli in einem eng begrenzten Bereich fixiert und damit die durch unkontrolliertes Wandern dieses Überganges bedingten schädlichen Rückwirkungen auf die Beschaffenheit der fertigen Formartikel ausgeschlossen sind.

Da das die Formschließkräfte übertragende Druckstück den Zwischenraum zwischen den beiden unterschiedlich temperierten Formplatten überbrückt, ist es auch der Wirkung dos durchgeleiteten Kühlluftstromes ausgesetzt, so daß es unter gleichzeitiger Berücksichtigung seiner geringen Wärmeleitfähigkeit die Isolierung nicht durchbricht. Um den besonderen thermischen und mechanischen Ansprüchen zu genügen, kann es beispielsweise aus einer Titan-Legierung hergestellt sein und seine Oberfläche vergrößernde Umfangsrippen oder Vorsprünge aufweisen. Um weitere Sicherheit gegen unerwünschtes Durchsickern auch nur geringer Wärmemengen zu gewinnen, empfiehlt es sich gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung, das Druckstück mit von dem Kühlmittel durchströmten Bohrungen oder Durchbrechungen in seiner an der niedriger temperierten Formplatte anliegenden Stirnfläche zu versehen.

Die im Gegensatz zu dem Druckstück aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff wie beispielsweise Aluminium- oder Kupfer- und Beryllium-Legierungen hergestellte Einspritzdüse ist vorteilhaft mit radialem Abstand von dem Druckstück umschlossen, so daß der auf diese Weise gebildete Ringraum mit der ihrerseits isolierend wirkenden Gießmasse oder einem anderen verspritzbaren Isoliermaterial ausgefüllt werden kann. Voraussetzung hierfür ist, daß die Einspritzdüse einen geringen axialen Abstand von der ihr zugekehrten offenen Anschlagfläche der höher temperierten Formplatte aufweist. Die günstige Wirkung einer solchen eine weitere Wärmesperre bildenden Isoliermasse in unmittelbarer Umgebung der Einspritzdüse wird in der erfindungsgemäßen Anordnung nicht zuletzt durch die örtliche Fixierung des definierten Abreißpunktes gewährleistet, da die stets gleichbleibenden Verhältnisse in dem kritischen Übergangsbereich eine nachteilige Versprödung der Isoliermasse ausschließen.

Die Erfindung ist ohne Einschränkung auf mehrteilige Formen mit einer Vielzahl von Formnestern und mehreren über die Oberfläche der Formplatten verteilten Druckstücken anwendbar.

Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung verdeutlicht. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Teilstüok einer Spritzgießform im Querschnitt.

Die gezeichnete Form enthält als wesentliche Teile zwei Formplatten 1, 2, die mechanisch durch ein die Formschließkräfte übertragendes Druckstück 3 miteinander verbunden sind. Von der Darstellung zugehöriger

ίο weiterer äußerer Formplatten ist der Übersichtlichkeit halber abgesehen worden. Die in der Zeichnung obere Formplatte 1 ist als die kältere Platte mit einem Zuführungskanal 4 für die Gießmasse versehen und trägt eine von ihrer inneren Oberfläche aus nach der anderen, heißeren Formplatte 2 vorragende Einspritzdüse 5. Der Zuführungskanal 4 kann von einem nicht gezeichneten Spritzaggregat mit Gießmasse unter Druck beschickt werden, um diese über die Bohrung der Einspritzdüse 5 in einen Anschnitt 6 oder unmittelbar in den Formhohlraum in der Formplatte 2 auszuschieben. Die Einspritzdüse 5 ist mit radialem Abstand unter Bildung eines ringförmigen Zwischenraumes 7 in eine durchgehende Bohrung des Druckstückes 3 eingesetzt und weist einen geringen axialen Abstand von der Mündung des Anschnittes 6 auf, so daß mit den einleitenden Takten geförderte Gießmasse in den Zwischenraum 7 eindringen und diesen vollständig ausfüllen kann.

Die beiden Formplatten 1, 2 sind durch einen bis auf die Stützfläche des Druckstückes 3 praktisch ihre gesamte Oberfläche einschließenden freien Raum 8 voneinander getrennt, in dem ein beispielsweise aus Leichtmetall hergestelltes Reflektorelement 9 mit einer der Formplatte 2 zugekehrten spiegelnden Oberfläche 19 untergebracht ist. In den Raum 8 wird im Gebrauch der Form eine regelbare Luftströmung eingeleitet, wodurch eine wirksame thermische Trennung der beiden Formplatten 1,2 erreicht wird. Die Kühlluft wird über einen Kanal 10 in der Formplatte 1 und Spiralnuten

ίο 11 mit Überströmschlitzen 12 in der anliegenden Stirnfläche des Druckstückes 3 zugeführt, womit gleichzeitig auch das Druckstück 3 selbst kühl gehalten wird.

Als Folge aus der gezeichneten und beschriebenen Anordnung ergeben sich eine stationäre Temperierung der Formplatten 1 und 2 mit gleichbleibendem Temperatur-Gradienten und die örtliche Fixierung des Abreißpunktes des Angusses in einem eng begrenzten Übergangsbereich 13 von der Einspritzdüse 5 zum Anschnitte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Form zum Spritzgießen oder Preßspritzen von Kautschuk und anderen plastischen wärmehärtba- s ren Werkstoffen, mit zwei thermisch gegeneinander isolierten unterschiedlich temperierten Formplatten und einem sich von der niedriger temperierten Formplatte aus in die höher temperierte Formplatte hinein erstreckenden Einspritzkanal, der von einem schlecht wärmeleitenden, die Formschließkräfte aufnehmenden Druckstück umschlossen ist, durch das die Fonnplatten in einem gegenseitigen Abstand voneinander gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den gegenseitigen Abstand der Formplatten (1, 2) gebildete Raum (8) mit einem Kühlmittel durchströmbar ist, das Druckstück (3) aus einem hochfesten Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht und innerhalb des Druckstückes (3) in einem zur Düsenmündung hin offenen ringförmigen Zwischenraum (7) eine den Einspritzkanal umschließende Einspritzdüse (5) aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist.

2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum (8) zwischen den Formplatten (1,2) ohne Berührung mit diesen ein zumindest einen wesentlichen Teil der Plattenfläche überdeckendes Reflektorelement (9) mit der höher temperierten Formplatte (2) zugekehrter spiegelnder Oberfläche ·Κ> (19) angeordnet ist.

3. Form nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (3) von dem Kühlmittel durchströmte Bohrungen oder Durchbrechungen in seiner an der niedriger temperierten Formplatte (1) anliegenden Stirnfläche aufweist.

4. Form nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel des Druckstückes (3) seine Oberfläche vergrößernde Rippen oder Vorsprünge aufweist. ίο