DE2552846A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung geschaeumter spritzgiessteile - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung geschaeumter spritzgiessteileInfo
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
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Description
Verfahren^^ und^ VqrrAchtung zur Herstellung
(Priorität: 25. November 1974 - Bulgarien - Nr. 28 282)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zelliger,
geschäumter Spritzgießteile mit glatter und dichter Oberflä-.
chenhaut durch Einspritzen einer schäumbaren Masse in eine mit einem Stempel versehene und mit Druckgas beaufschlagte
Spritzgießform sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren
und eine Vorrichtung der genannten Art zur Herstellung geschäumter Kunststofformteile.
Es ist gebräuchlich, Kunststoffe beim Spritzgießen durch Zusatz von Druckgas zur Schmelze oder durch Zumischen von Treibmitteln zu schäumen. Beim Einspritzen beginnen solche Massen
noch während des Füllens des Werkzeuges zu schäumen. Die so hergestellten Formkörper weisen eine rauhe Oberfläche auf.
Zur Vermeidung dieses Nachteils und zur Herstellung von geschäumten
Spritzgießteilen mit glatter Oberfläche sind ebenfalls eine Reihe von Verfahren bekannt. Einige dieser Verfahren nutzen die rheologiscben Eigenschaften der Kunststoffschmelzen
aus, die es ermöglichen, das später in die Form eingespritzte Material in die am weitesten vom Anguß entfernten
Teile der Form gelangen zu lassen. Bei einem dieser Verfahren wird eine glatte Oberfläche des geschäumten Formkörpers
dadurch erzielt, daß zunächst treibmittelfreies und erst anschließend treibmittelhaltiges »....
Material eingespritzt wird.
Weiteriiin ist bah?nut, das Werkzeug mit einem Druckgas zu
beaufschlagen, dessen Fartialdruck hoher als der Partie 1-druck
der gnsförruiejen Zersetzungsprodulcte des der eingespritiston.
Ka.«se beigemischten Treibmittels ist. Geschäumt
wird nc-ien dem Einspritzen durch Schaffung von Bedingungen,
die ein Ausflicir.t.en der schäu-abaren iiasse in einen Zylinder
ermöglichen, oder durch Vergreis scm des Hohlraumvolvi'aons
der Spritzgie.f.--;:;form. Dabei werden geschäumte Spritzgiensteile
i;ut glatter Oberfläche erhalten.
Ein wesentlicher Nacht «ill dieser Verfahren liegt darin, dass
sie praktisch nur für relativ dickwandige Spritzgies^teilo.
anwendbar sind. Das Auaf lic- ssenlsssen der schauiobareri ffesse
führt bei dünnwandigen Teilen y.v fehlerhaften Produkten.
Auch beim Vergrößern des Volumens öor ,Spritzgiessform
v/erden für kleinere Wandstärken fehlerhafte Ρχ-odukte erhalten,
da das Material die. vergrößerte Spritzgiessform
nach der Volumcrivcrgrösserung nicht mehr vollständig auszufüllen
vermag. Beim Arbeiten mit einer "atmenden" Poi'ia
können zwar auch für dünnv/andige Formstücke bessere E'rgebnifjce;
erzielt werden, wenn man die Schliess- und Spritzkräfte
wesentlich erhöht, jedoch v/erden dann die erforderlichen Spritzgiessmaschinen grosser, schwerer und teurer,
vv'eiterhin wird das vollständige Füllen des Werkzeugs bei
dünnwandigen Spritzgiessteilen auch dadurch erschwert, dass das Druckgas nicht immer zuverlässig verdrängt
werden kann. Ausserdem macht sich bei dünnwandigen Spritzgiessteilen bereits der Kühleffekt des Druckgases im Werkzeug
auf die Fliessfront der eingespritzten schäuinbaren Masse bemerkbar.
Zur Durchführung der beschriebenen Verfahren werden Vorrichtungen eingeht?:t, die in allirr. Regel suxsätzliebe
BADORiQiNAL
Plastifizier- und Spritzeinheiten, zumindest zusätzliche
Düsen, auf v/eisen. Solche Anlagen sind teuer. Ausserdem
müssen beim Einspritzen relativ hohe Dachten erzielt werden,
wodurch die Formgebung für die Spritzgitter-teile beschränkenden
Bedingungen unterworfen ist.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrtinde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der genannten Art zu schaffen, die die Herstellung von relativ dünnwandigen Spritzgicssteilen mit glatter dichter Oberflächenhaut
und zelligem Kern mit niedriger Dichte bei nur
relativ geringen Forrnschliesskräften ermöglichen«
Zwc Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der genannten
Arb vorgeschlagen, das erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet
ist, dass der Forrrihohlrcmm des geschlossenen Werkzeuges
noch vor Beginn des Ein spritzen ρ ir.it einem Druckgas
beaufschlagt wird, in dem Druckschwingungen erzeugt worden
und dessen Temperatur höher als die Temperatur des werkzeugen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss weiterhin durch eine
Vorrichtung gelöst, die bewegliche formgestaltende Elemente,
im folgenden kurz "Stempel" genannt, enthält, die von einem
Pressensystem beaufschlagbar sind und auf die eingespritzte schäumbare Masse einwirken können. Die Stempelarbeit ist
dabei unabhängig von der durch das Schließsystem festgelegten Position des Werkzeuges und unabhängig vom Füllung&-
grad des Werkzeugs, also unabhängig von der Position der schäumbaren Masse, die durch die Funktion des Einspritzsystems
festgelegt ist. Vor dem Einspritzen der schäumbaren Masse wird der Formhohlraum mit einem Gas gefüllt, dessen
Temperatur höher als die Aussentemperatur und dessen Druck höher als der Partia!druck der Gasphase der schäumbaren
Masse ist und Schwingungen elnex bestinuatfeii Amplitude
Frequenz ausführt. Nach FiiU en des Werkzeuges worden Γ-Ο-dingungen
geschäften, die das Rückfliessen eines Teils
der schäumbaren b'ius>r,o in den Spritegiepszylindcr oder
das Uberfliessen dieser Masse in einen anderen Zylinder
ermöglichen.
der schäumbaren b'ius>r,o in den Spritegiepszylindcr oder
das Uberfliessen dieser Masse in einen anderen Zylinder
ermöglichen.
Die Ausgangsstellung des Stempels schafft ein Forinvolumon
jjn Werkzeug, das gleich grus:, oder zunindest fant gleich
qross wie das Volumen des fertigen Spritzgiessteils i.^t.
Nach dein Pullen dos Werkzeugs; aiii, dem Gas und Aufbau der
Gegeridruckschwingungen bzw. Überdruck οοΙνΛ,ύη gun gen wird
ein vorgegebener Anteil der schäumboren Masse in das
Werkzeug eingespritzt. Dieser Anteil ist so bemessen,
dass der Formhohlraum des VJerkseugefi nur teilweise außcieiül.l t ist. Danach oder gleichzej.tig v/ird der Stempel unter Beaufschlagung durch das Pressensystera in don--Fcrn:hbhlrauTa vorgeschoben. Dabei wird die schäunibriro Ppritagions.iusse bis zum vollständigen FüJ.len des Werkzeuges verdrangt.
ein vorgegebener Anteil der schäumboren Masse in das
Werkzeug eingespritzt. Dieser Anteil ist so bemessen,
dass der Formhohlraum des VJerkseugefi nur teilweise außcieiül.l t ist. Danach oder gleichzej.tig v/ird der Stempel unter Beaufschlagung durch das Pressensystera in don--Fcrn:hbhlrauTa vorgeschoben. Dabei wird die schäunibriro Ppritagions.iusse bis zum vollständigen FüJ.len des Werkzeuges verdrangt.
Wahrend dieses Vorganges bleibt der Wer'kzeugsats in der
Trennebene geschlossen und abgedichtet. Ein vorzeitiges
Schäumen wird vom Druckgas aufgebrachten Gegendruck verhindert. Nach de;n vollständigen Füllen des Werkzeuges
und nach der Bildung einer· cflatten dichten Oberflächenhaut auf der im Werkzeug befindlichen Spritzgiessmasse werden vorzugsweise·,insbesondere zur Herstellung geometrisch komplizierter Spritzgiessteile mit dicken Bereichen Bedingungen geschaffen, die ein Rückfliessen eines Teils der schäumbaren Masse in den Spritzgiesszylinder oder ein Überfliessen
aus der Form in einen anderen Zylinder ermöglichen, wobei im Kern des Spritzgiessteils ein Schäumen der Kasse stattfindet. Dieser Überlaufschritt entspricht einer vorzugsweise angewendeten Weiterbildung der Erfindung. Er kann, muss aber nicht, vorgesehen sein.
Trennebene geschlossen und abgedichtet. Ein vorzeitiges
Schäumen wird vom Druckgas aufgebrachten Gegendruck verhindert. Nach de;n vollständigen Füllen des Werkzeuges
und nach der Bildung einer· cflatten dichten Oberflächenhaut auf der im Werkzeug befindlichen Spritzgiessmasse werden vorzugsweise·,insbesondere zur Herstellung geometrisch komplizierter Spritzgiessteile mit dicken Bereichen Bedingungen geschaffen, die ein Rückfliessen eines Teils der schäumbaren Masse in den Spritzgiesszylinder oder ein Überfliessen
aus der Form in einen anderen Zylinder ermöglichen, wobei im Kern des Spritzgiessteils ein Schäumen der Kasse stattfindet. Dieser Überlaufschritt entspricht einer vorzugsweise angewendeten Weiterbildung der Erfindung. Er kann, muss aber nicht, vorgesehen sein.
Nach dieser Stufe des Wiederausfliessens eines Teils der
eingespritzten schäumbaren Masse aus dem Werkzeug
werden die Verbindungen-zwischen dem Fon ahohl raum und dom
oder den Küc'kflusöbthöltexn ocler Zylindern unterbrochen.
Anschließend an diesen Schritt oder ,wenn der Überlaufschritt
nicht vorgesehen ist, ürruittelbar nach dem vollständigen
Füllen deG Por;nhohlra ums durch di& vom S ta'.pol verursachte
Verdrängung wircl dna Formhohlra\i;nvolumen durch
Rückziehen c-ci." Stempelκ vergrößert. Dabei wird c"k.r K^m
des Spritzcfiei-.stcili; v.'siter geschäu;at bxv*. gcnchr.U-nt.
D;ir das Forrihohlrauiuvolumen ver'JcJ eineriirlf- Vorschub des
Stea-pelo ksnn vorxugsv/eise cjlc:ich?.eitig m:it dem F.insprit"c:n
der schäuirib.'iren Masse erfolgen, wahrend das diet,'-.·: L;ev/ogung
entg^cjengeaetzt.e Zur üc:, si el ι en des Stor.ipels gleichzeitig
ni.it deüi Auslauf en eine.?. Toi] s der eingeöprit^teii
rcheiLubären Mas.se in den Sprit-'-cjicriSzylindcr odei* in
einen anderen Zylinder erfolgen kann. Dabei kann ?.u Begiriii
des Einspritzens der Ste.apel in einer Aii^gangsr.tt'-.lluncj
stehen, die im V7e.rkzeug ein Voluiuän scha if t, a;-ih kleiner
a]s das Volumen d^s fertigen i'.pritz'.giesrteils ist. Nach
Füllen des Werkzeugs rait schäu:ubrärer hi^B^e und Abbriu des
im Druckgaf-: aufcTßbaute;n Gegc-'mbrucks wird der Stempel zurückgezogen,
so dass der Kern des Spritzgiessteils durch
die Volumenvergrößerung des Forir,hohlrauraas geschäunit v/erden
kann.
Die Vorrichtung der Erfindung zur Durchführung des beschriebenen
Verfahrens enthält ein System zum Offnen und Schliessen des Spritzgiesswerkzeuges (der Form), ein
Spritzgiessystem, ein Antriebs- und Steuersystem und ein
Spritzgiess-B'ormwerkzeug mit beweglichen formbildenden
Elementen ("Stempel"). An der beweglichen oder unbe weglichen Werkzeughälfte sind ein oder mehrere hydraulische
Arbeitszylinder ("Pressensystem") angeordnet, deren bewegliche Teile starr mit dem Stempel verbunden sind. Das
Pressensystem ermöglicht eine den Formhohlraurn vercjrössernde
oder verkleinernde Verschiebimg des Stempels, ohne dass dabei
die Stellung der beiden Werkzeughä'lf ten verändert zu werden
braucht. Unter der Einwirkung des Schließsysteias bleiben
die beiden Workzeuc'h Elften mit der Schl.i esskraft beaufschlagt
und dichtend creschloscen, Dor Stempel ist also
unabhängig vom Sclilio-RKinechanissnuis do>s Werkzeugs beauf schlagbar
und steuerbar.
Der Forrfiholi.lraum der- vverkzeug^o kann über Kanäle, Leitungen
und Verteiler mit. Druckgas beaufschlagt werden» Das
Druckgassystern umfanst v/eiterh:in Elemente zum Heizen des
Gar.es Gowj e die zur Erzeugung der Druckschwingungen erforderliche
Einrichtung.
Das Pr ecsevif.y stern ho steht our. ein era oder mehreren hydraulischen
Arbeitszylindern, die zwischen swei Grundplatten
befestigt sind. An den beweglichen Teilen der Arbeitszylinder
ir.t eine Platte befestigt, die über Führungselemente,
mit de:c Gegenplatte verschiebbar verbunden int
und an der der Stempel des WerXiieucjf? gcihaltert werden kann.
Das Verhältnis zwischen der Schliesskraft und der. auf
den StempoJ. einwirkenden Kraft ("Presskraft") ist gleich
oder zumindest im wesentlichen gleich dem Flächenverhältnis der Projektion des gesamten Spritzgiessteils
und der Projektion der Stempelf lache auf die senkrecht zur Krafteinwirkung stehende Ebene.
Nach dem Verfahren der Erfindung kann das Füllen des
Werkzeugs mit der schäumbaren Spritzgiessmasse in einer Stärke erfolgen, die gleich oder grosser· als die Stärke ·
des fertigen Spritzgiessteils ist« wenn gleichzeitig ein auf_eine bestimmte Temperatur erwärmtes Druckgas, dem
bestimmte Dnackschwingongen aufgeprägt sind, auf die
in das Werkzeug eingespritzte schäumbare Masse einwirken. Entscheidend ist dabei, C1Tr- in der EncSnir?r,e '!es Füllens
des Werkzeugs auf dieses nicht der Spritüdruek, sondern
der wesentlich kleinere Pressdruck einwirkt. Dies ermöglicht,
die Vorrichtung für wesentlich kleinere Schliesskräfte ·
auszulegen.
Das Fliessen der schäumbaren eingespritzten Ma«se im
Werkzeug in einer Stärke, die gleich oder grös-ser als.
die Stärke des Per tigteils ist, und das Einwirken des erwärmten
schwingenden Druckgases auf die Fliessfront, der
schäuinbax-en SpritsgiessmasGe und auf die Innenwände des
Werkzeugs ermög.l ionen die Einstellung grosser Werte für
das Verhältnis "Fliessweg : Wandstärke" , ali;o die Herste].lung
relativ dünnwandige*- geschLiur-itcr Spritngiesr.teilc
mit glatten Oberflächen. Das Zurückziehen des Sterape.1;.-; in
der Bndphase des Forxnvorqanges gewährleistet die Herstellung
von Spritjsgiessteilen mit sehr kleiner Dichte.
Die Erfindung schafft weiterhin insbesondere die Möglichkeit
zur Herstellung auch sehr grosser dünnwandiger geschäumter Spritzgiessteile mit g.latter dichter Oberflächenhaut
und zelligem Kern mit niedriger Dichte unter Einsatz einer Spritzgiessmaschine mit k3.ei.nen Forraschliesskräfteri.
Selbstverständlich können nach dem Verfahren eier Erfindung
auch dickwandige Spritzgiessteile hergestellt werden.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen naher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ' teil-weise im senkrechten Längsschnitt
ein Spritzgiesswerkzeug in einer ersten Phase des Verfahrens der Erfindung (Druckgasbeaufschlagung)
;
2552346
~ 8 —'
Fig. 2 einen Teilschnitt der in >'ig, 1
gezeigten Art in einer zweiten
Phase des Verfahrens der Erfindung
(Einspritzphar.e) ;
Fig. 3 einen Teilschnitt der in den Figuren
1 und 2 gezeigten. Art in einer dritten
Phase des Verfahx-ens der Erfindung
(Prerrren und vollständiges Füllen der. Werkzeuges);
Fig. 4 in einem Teilschnitt der in den
Figuren 1 bis 3 gezeigten Art ein? vierte Phase des Verfahrens der
Erfindung (Schäumen durch Riickf
Hessen);
Fig. 5 in der DarsteLlungsweise eier Ficrur'-'n
1 bis 4 eine fünfte Phase der? Verfahrens
der Erfindung (Schäuinsn ö.qb
Kerns des Spritzgiessteiis durch Zurückziehen des Stempels);
Fig. 6 eine Darstellung der in den Figuren
1 bis 5 gezeigten Art in einer abschiiessenden sechsten Phase des-,
Verfahrens der Erfindung (Ausformen);
Fig. 7 teilweise im senkrechten Längsschnitt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung der Erfindung, bei
der das Pressensystem an der beweglichen Werkzeugträgerplatte befestigt ist; und
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Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbnjspiel
der Vorrichtung dor Erfindung, teilv.;i?ipe im senkrechten L-Miyc-ix.h
bei dem da?; Pressen systera ίiir den
Stemp?.l an der unbi-vroglichcn Vierkzeugtrl:.gorp.1atte
befestigt Int.
Da £5 ;in Fi1;.!. 1 geiroigt^ f-nrj t^giesf.v.Terki:eug besteht r· uo
oiiiüüi unbc-v-Tgi:!chen ortüfeaten VferLscug 4, dar. en elner
unbcv'ocTlicheri ortsfestcii v.erkzeuciträcjerplütt.e 1 befO^Ligl:
ist ,und eineiii vorschiclibarcn '»ver^zeug 5, ö.?.r, auf einer
vero'.'hicbb-?ren Vverl:zeugt raciorpl^f.te 2 befestigt ist. Im
vor schiebbar cn Wc-rlczeucj 5 ißt ein Stempel C verschiebbar
gela.iort, c"k;x· vmcibhäny.'i g vom '/"ork^eug durch Stangen 7
ver.°.<:hiebb;.-r art. Der Formhoh.lrauu 9 dot-3 Werkzeugs .Lnt
duicli Diclitungi.eleiu3nte 12 und 13 gasdicht abgedichtet.
Die l'touft-chJagurig des Forinliohlrc>um'j; S) mit dein Druckgas;
und die Belüftung crfolcjen über Kanäle 14 uvkI 15. Der
Ga Γ-υΓλίοΙτ wird dabei im Forrahohlravm 9 durc'h die Verbindung
der Kanäle 14 und 15 rait dom Gaabe'hi-lter 16 über
ein Hc:.!-,'.element 17, ein Vertoil0rv0nt.il 18 imd Leitungen
20 erHiöcjlJ cht. Am V/erkzeug ist die Spritisgiesceinheit 2
anger.ot.7.t, die irdt einer Sperre 22 ausgerüstet ist«
Auf die treibniittelhalticje schäurnbare Masse wird durch
den Spritzkolben 10 ein konstanter Druck ausgeübt, der
grosser als der Innendruck des Treibmittels ist.
Der Forrrthohlrauin 9 ist über ein Verteilerventil 18 rait
dem Druckgasbehälter 16 verbunden. Der Gasdruck wird
im Hohlraum 9 aus dem Druckgasbehälter 16 über das Heizelement 17, das Ventil 18, die Rohrleitumjen 20 und die
Kanäle 14 und 15 aufgebaut. Dieser dem Treibrnitteidruck
entgegenwirkende Gegendruck des Druckgases wird über ein in den Zeichnungen nicht cVir crest elites Regulier ventil
auf einen V7ert eingestellt, der grosser als der Partialdruek
der gasförmigen Zer setz ungsf produkte des TroibroittG.ln
und cjleichzeitig kleiner aIn der Einspritzdruck ist. Beim
DurclK/ang durch das Heizelement 17 wird das Druckgas
erv/äruvt <
Nach. de;n in Pia. 1 c?e£ei\"ten ÄuiTbrou ä^r, Gasdrucks in
dem Forrahohlrnuia 9 beginnt die y.waite. Phase des Vex fahr ons
der Erfindung mit dem Of 1:non der Sperre 22 und dem Einspritzen
der cehäuTabaren Ma5:se 23 in den Hohlraum 9
des Werkzeugs. Während dieses Eint-pritzvorganges wird
die eingespritzte Mas:;; jedoch, nicht geschäumt, da der
vom Druckgas erzeugte Gegendruck grosser als der Partialdruck
des TreJbi.d ttcls i.st. Beim Vo i* sch üb des SpritK-kolbens
10 und Füni'pritaen der i-Iasse in den Porinhoh."!-
raura 9 des Werkzeuges wj rd dieser nicht vollf-tä'ndig, sondern
nur tei3.wei.se gefüllt. Das Druckgas wird dabei zürn Teil über die Kanäle 14 und 15, die Rohr.lei tune? en 20,
das Ventil 18 und die Heizung 17 in den Druckgasbehälter
16 zurückgecirückt. Der Gegendruck bleibt auch während,
dieses Verdrängen des Druckgaises aufgrund des zwischengeschalteten
Reguliex-ventils oder Reduzierventils konstant. Dieser konstante Gegendruck entspricht also auch
in dieser Pha se dem vorgegebenen und am Ventil eingestellten Wert. Durch die Rüc\kführung des Druckgases
in den Druckgasbehälter 16 kann das Verfahren mit
minimalem Druckgasverbrauch durchgeführt werden. In der Fig. 2 ist der Endpunkt dieser zweiten Phase des
Verfahrens der Erfindung dargestellt.
Die dritte Phase des Verfahrens der Erfindung ist in der Fig. 3 gezeigt. Sie beginnt mit dem Vorschub des Stempels
unter Beaufschlagung über die Stangen 7. Während dieses Pressvorganges wird die eingespritzte schaiirobare Masse
809824/091$
2552346
so verdrängt, dass sie das 'werkzeug vollständig ausfüllt.
Dabei wird auch der restliche Anteil des Druckgases
in den Druckgasbehältei" 16 ^.u rück gedrängt, «ach vollständigem
Füllen des Formhohlrauuis 9 des werkzeugs wird das
Ventil 18 go umgeschaltet, dass die Kanäle 14 und 15 zur Atmosphäre belüftet werden.
Nach der zur Ausbildung der gewünschten glatter), und dichten
Haut des eingespritzten Formteile erforderlichen Zeit
wird die Sperre 22 erneut geöffnet. Dor Formhohlraim 9
des Werkzeugs ist dadurch erneuL mit dom Spritxgrieeszylinder
21 verbunden. Unter dem Druck der gasförmigen Produkte oder Bestandteile deo Treibmittels flioast ein
Teil der eingespritzten echäuiabaren Masse aus dem Kern
des Spritzgiessteils im Werkzeug in den Spritzgiesezylindcr
zurück. Der Endp\inkt dieser vierten Arbeitephase des Verfahrens
der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt.
Die fünfte Arbeitsphase des Verfahrens der Erfindung
beginnt mit dem Zurückziehen des Stempels 6 in eine Stellung, die der Form und den Abmessungen des fertigen
Spritzgiessteils entspricht. Unter der Wirkung des Treibroitteldrucks
schäumt die Masse im Kern des Spritzgiessteils weiter und füllt das durch Zurückziehen des Stempels
im Formhohlraum 9 des Werkzeugs zusätzlich geschaffene Volumen aus. Anschliessend lässt man das Spritzgiessteil
bis zur endgültigen Erstarrung abkühlen oder kühlt mit Kühlmittel. Der Endpunkt dieser Arbdtsphase des
Verfahrens der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Während dieser Zeit erfolgt im Einspritzzylinder 21
die Vorbereitung der schäumbaren Masse für den nächsten Spritzzyklus.
Vorzugsweise erfolgt das Riickfliessenlassen eines Teils
der schäumbaren Kasse in den Spritzzylinder gleichzeitig
mit dem Zurückziehen des S
Die letzte /irbeitsphace des Verfahrens der Erfindung,
das Ausformen, ist in Fig. 6 dargestellte Da ε V.Ter'i;^eug
wird geöffnet, und das fertige Spritegioest3.il 24 wird
aur.gev.'orf on. Day Auswerfen erfolgt vorzugsweise in riei
in Fig. 6 dar gesteinten Art durch Vorschub des Stempels
unter Beaufschlagung durch das Pressensystem*
Nach Ma s κ gäbe der gcoutotrischcüx Formgebung der Spr:itzgiessteile
können auch, einige der zuvor beschriebenen
Arbeitophasen des Verfahrens der Erfindung ausgelassen
oder mit anderen kombiniert werden. So kann beispielsweise
bei dor Herstellung dickwandiger SpritzgiessteiJe
mit kleiner Querschnittfläche dor Stempel während des
Füllens des v%r kz et.igs vorgeschoben bleiben, so ö.3.&t>
der Formvorgang aus den Phasen der Druckbeaufschlagung,
de?; Einspritzung, des Schäumens und Ausv/exfens bestehtβ
Die Vorrichtung zur Duchführung dieses Verfahrens kann
in verschiedenster Weise ausgeführt sein. Ein Ausführungsbeispiel dieser Vorrichtung ist in Fig. 7 gezeigt.
Der Stempel und seine Steuerorgane sind bei der in Fig,
gezeigten Ausbildung der Erfindung an der verschiebbaren Werkzeugträgerplatte der Spritzgiessrraschine befestigt.
Die Spritzgiessmaschine zur Durchführung des Verfahrens
der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem System 41 für die Vorbereitung und das Einspritzen der schäumbaren
!«lasse, einem Spritzgiess-Formwerkzeug 46, einem System 26 zum Öffnen und Schliessen des V7erkzeugs,
einea System 45 zur Schwingungsdruckbeaufschlagung des
Druckgases, einem Auswerfsystem 28 und einem Pressensystem
42.
—. 1 "3 —
Das System zur Druckgr. sbeauf sch lagung dos "Werkzeug 3 uinfai-.st.
Heizelemente 17 für das Druckgas und Elei.ionto 25
zur Erzeugung von Druck schwingung en bef-itiinrv.ter /iinpl.itudo
und Frequenz iiu Druckgas.
In der in Fig. 7 gezeigten Ausbildung der Vorrichtung der
Erfindung ist das Ire . orisyeteui 42 zwischen zwei star):
miteinander verbundenen Platten 2 und 43 angeordnet.. Diese
Piattonko,ab:iription ist .insgesamt verschiebbar und trägt
die bewegliche Werk~eugl5Ö Lf te, wobei die P.Uitte 2 die
eigentliche V^rkzcugtraCjCrplätte i.ot. Das Pressonsysteia
UiiifiiKKt zwei hydraulische Arbeits.-iylinder 4ü, die starr
rn:it dor Pressenplatte 37 verbunden sind, die ihrerseits von den Säulen 38 geführt wird, die die Platten 2 und
miteinander ν ο:: binden- Die Rolbenstangen 4?. der hydraulischen
Arbeitszylinder 48 sind starr mit der Platte
43 verbunden.
Das Werkzeug 46 besteht aus einer unbeweglichen Werk-·
scugaälf te 4 und einer beweg lic]) en Werks enyhälf te. Die
bewegliche Werkzeughälfte besteht aus der Grundplatte 30, der /uiswerferplatte 33 und dem Stempel 6. Das Werkzeug
ist weiterhin mit Kanälen 15 für die Druckgaszufuhr und
für den Druckgasauslass und mit Dichtungen 12 und 36
ausgerüstet.
Der Stempel 6 ist mit Schrauben 40 starr mit der Pressenplatte
37 verbunden. Ex kann zusammen mit dieser verschoben werden. Die StempelverSchiebung bewirkt eine
Verkleinerung oder eine Vergrösserung des Formhohlrauius
im Werkzeug. Bei Vorschub und Volumenverkleinerung wird die eingespritzte schäumbare Masse komprimiert und
in die entlegenen Bereiche des Formhohlraums verdrängt,
b^i-TVi Zurückzi ^"".on r?-~~ St^rr^T^l.i c1'*.·* ΥΌ ι*··---.--, r1 ,··.
ϋ U 1J -8 2 i* ■/ ©918
Formhohl raiuns im vrerkzeug vergrössorfc v;ird und dadurch
die Bedingungen zum Schäumen der flosse im Kern des Spritzgiessteils geschaffen werden.
G.leicherv;oii>3 kann das Pressensystem auch emf der Seite
der unbewegli cha η ortsfesten Wer iezc-uci half te an der ortsfesten
V/erkzeugträgerplatte 1 geh η It er t sein. Auch in.
diesem Fall kann das PressansysLeru einen, zwei oder
mehrere hydraulische Arbeitszylinder u-Ofassen. Der Aufbau
der Vorrichtung kann dabei analog der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung sein«
Ein Au&f ührungsbeispiel dör Krf i nduvg jnit der zuvor beschriebenen
Anordnung des Proi'sensysceus ist in. einer
Darstellung senkrecht zuz^JaschlnenachKe in Fig. 8 geneigt.
Das auf der Einspritzscite angeordnete Presson.systern besteht
im wesentlichen aus e.iner Pressenplatte 35, die, bezogen auf die Längsachse der F.inspritzrnaschina, axial
verschiebbar ist, und aus Kolben 51 , die axial fest auf den axiaj.en Säulen 3 der Ein^priteiu^schine befestigt sind
und mit Zylinderra'umen 53,54 zusammenwirken können, die
in der verschiebbaren Pressenplatte 35 ausgeformt sind. Der Stempel 6 ist rait Schrauben 40 über Verlängerungsstücke
50 starr auf der Pressenplatte 35 gehaltert. Der so gehalterte, beaufschlagbare und führbare Stempel
wirkt in der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit dem in Fig. 7 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel beschrieben. Dabei
braucht bei Durchführung der verschiedenen Arbeitsphasen
des Verfahrens der Erfindung die Verbindung zwischen dein Spritzgießsystem 41 und dem Stempel bei Verschiebung der
Säulen 3 nicht unterbrochen zu werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann auch zum Spritzgiessen herkömmlicher kompakter Spritzgiessteile
:Q .Jj S 2 4 / i 91 S
verwendet werden, v.'obei das Volumen des Foxiidbohlrau;.is
im Werkzeug zu Beginn den EiiKvpritzvorganges gebräuchlicher weise
grosser ist als das Endvolumon der Spritzgiessionn,
das das fertige Spritzgiessteil bestii;u»vt.
Claims (12)
- - 16 -Patentansprüche.», Verfahren zur Herstellung zelliger, geschäumter Spritsgiesstei.le mit glatter und dichter Oberflächenhaut durch Einspritzen einer schäumbaren Masse in eine mit einem Stempel versehene und mit Druckgas beaufschlagte Spritzgiessform, dadurch gekennzeichnet , dass der Forrnhohlraurn des geschlossenen V7erk;;eugea noch vor Beginn des Binspritzens mit einem D?ruc\kgas beaufschlagt wird, in dem Druckschwingungen erzeugt werden, und dessen Temperatur höher als die Temperatur des Werkzeuges ist«
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Ausgangsstellung des Stempels im Werkzeug ein Formvolumen definiert, das gleich oder fast gleich gross wie das Volumen des fertigen Spritzgiessteils ist und dass durch Vorschub des Stempels das Formvolumen verkleinert wird, so dass das freie Formvolumen des Werkzeugs vollständig mit schäumbarer Masse gefüllt wird.
- 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass nach vollständigem Füllen des Werkzeugs und Bildung einer glatten dichten Oberflächenhäut um die eingespritzte Masse herum$03824/0918die schwingende Druckbeaufschlagung der, Druckgases unterbrochen wird und ein Schäumen der Masse im Kern des SpritzgiesstedIs durch Öffnen von A-asweichkanälen für die einyespri-tzte Masse ermöglicht und bewirkt wird.
- 4. Verfahren naco Anspruch 3, dadurch g e k e η η ά e i c Ii · net, d'j.r-s nach Sehliessen der Überlaufkanale durch Rückziehen des Stempels der Fornihohlrctura im 'Werkzeug vergrößert und die Misse ixn Kern des SpritzgioHs-■teils dabei weiter goschäuitst wird.
- 5. Verfahren nach eine.n der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dat;.? nach Unterbrechung der Gegendruckschwincjungen des: Druclcgdi-eri der Stempel des V/crkzeuges unter Vergröeserung des Volumens des Forirthohlraums zurückgezogen und dadurch die Masse im Kern des Spritssgisssteils geschäurat v/ird.
- 6. Verfahren nach eine:a der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Volumenvergrösserung des Formhohlraums nach oder gleichzeitig mit dem Ausfliessen eines Teils der eingespritzten schäurnbaren Masse über die geöffneten Ausweichkaiiäle in den Spritzgiesszylinder oder in einen anderen Zylinder erfolgt.
- 7. Verfahren nach einen; der Ansprüche 1 bis 6, dadurchVi u a ö 2 k / ο "9 1 6gekennzeichnet , dass nach Εχ-starren des Spritzgiessteils und Öffnen des Werkzeugs das Spritz-· giessteil durch Vorschub des Stempels ausgeworfen wird.
- 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem dor Ansprüche 1 bj s I1 bestehend aus einem Werkzeug schli eßsy stein, einem Einspritssysteia, einem System zur Druck gat sbeauf Gchlsgung des Werkzeugs und einem Pressensystem für die Steuerung und den Antrieb eines verschiebbaren Werkzeugstempels, dadurch gekennzeichnet , dass der Stempel (6) des Werkzeugs (46) mit einer beweglichen Stempelträgerplatte (37) des Pressensysteous (42) starr verbunden ist und das System zur Druckga sbeauf sch la gang des Werkzeugs einen Mechanismus (45) zur Erzeugung von Druckschwingungen im Druckgas und Heizelemente (17) zum Erwärmen des Druckga ses umfa sst.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass das Verhältnis der vom Schliesssystem (26) aufgebrachten Schliesskraft zu der vom Pressensystem (42) aufgebrachten und auf den Stempel einwirkenden Presskraft gleich oder im wesentlichen gleich dem Flächenverhältnis der Projektionen des gesamten Spritzgiessteils und der wirksamen Arbeitsfläche des Stempels auf eine Ebene senkrecht zurRichtung beider Kräfte ist.
- 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , dass der Anguss im verschiebbaren Werkzeugteil ausgebildet ist.
- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, g e k e η η ζ e i chn et durch einen oder mehrere hydraulische Arbeitszylinder (48), die zwischen zwei Grundplatten (2) und (43) angeordnet sind, durch eine Pressenplatte (37), die an den beweglichen Elementen der hydraulischen Arbeitszylinder (48) befestigt ist und durch Elemente (38), die die Pressenplatte (37) führen und gleichzeitig die beiden Grundplatten miteinander verbinden, wobei die Pressenplatte (37) gleichzeitig die Stempelträgerplatte ist.
- 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch • gekennzeichnet , dass das Pressensystem aus mehreren hydraulischen Arbeitszylindem besteht, die zusammen mit der Pressenplatte 35 eine Einheit bilden, wobei die Kolben (51) der Zylinder unbeweglich an den Säulen (3 der Vorrichtung oder an Verlängerungen dieser Säulen befestigt oder angeformt sind, wobei der Stempel (6) des Werkzeugs (46) auf der Pressenplatte (35) gehalteri i_L·.€09824/0916L e e r s e i f e
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