DE2642938A1

DE2642938A1 - Giesskopf zum vergiessen von heisshaertenden kunstharzen fuer eine kunstharzgiessanlage

Info

Publication number: DE2642938A1
Application number: DE19762642938
Authority: DE
Inventors: Alois Suter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-29
Filing date: 1976-09-24
Publication date: 1977-04-07
Also published as: CH587716A5; DE2642938C2; US4074834A

Description

Anmelder: Alois Suter, im Holeeletten 29

CH - 4054 Basel

Giesskopf zum Vergießen von heisshärtenden Kunstharzen für eine Kunstharzgiessanlage

Es ist bekannt, flüssige, auf Raumtemperatur befindliche und unter Wärmeeinwirkung härtende Kunstharzmassen unter dem Einfluss der Schwerkraft oder unter Druck zur Herstellung von Formteilen in entsprechend aufgeheizte Giessformen zu bringen und während der Aushärtung nachfliessende Giessharzmasse zur Schrumpfungskompensation unter Druck zu halten.

Die Zuführung der Giessharzmasse in die Giessform erfolgte bisher über eine beliebige Leitung, z.B. eine Schlauehleitung, die über einen Reiberhahn oder Quetschklemmen

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geöffnet und geschlossen wurde. Für die Verbindung zwischen der Zuführleitung für das Giessharz und der Zuführöffnung der Giessform fand eine Planschverbindung oder eine sogenannte Schnellkupplung Verwendung.

Statt solcher behelfsmässiger Mittel sind für ein rationelles Arbeiten beim Giessen von Formteilen aus Kunstharzmasse Vorrichtungen notwendig, die gewisse Forderungen erfüllen, die sich aus den Verfahren für das Vergiessen von Kunstharzmasse ergeben.

Da mit Rücksicht auf das Schrumpfen der Kunstharzmasse beim Aushärten eine Kompensationsmasse unter Druck der Giessform zugeführt werden muss, ist eine dichte Verbindung zwischen Zuführleitung oder Giesskopf und der Giessform erforderlich. Und da gemäss dem Giessverfahren die Kunstharzmasse erst in der entsprechend aufgeheizten Giessform durch die Wärme aushärten soll, ist ein möglichst geringer Wärmeübergang zwischen der aufgeheizten Giessform und dem Giesskopf anzustreben.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Giesskopf zum Vergiessen von heisshärtenden Kunstharzmassen für eine Kunstharzgiessanlage zu schaffen, bei der die notwendige Zeit zur Befestigung oder zur Lösung des Giesskopfes an der Giessform äusserst kurz ist und der Teil des Giesskopfes, der während des Giessens und Aushärtens der Kunstharzmasse an der Giessform anliegt, aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht oder nur geringe Wärmemengen aufnehmen kann.

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Der Giesskopf nach dieser Erfindung besteht aus einem festen und einem beweglichen Teil., wobei der bewegliche Teil gegenüber dem festen Teil durch einen hydraulischen Zylinder in eine G-iess- und eine Sperrstellung verschiebbar ist und die Giessstellung dem Anliegen des vorderen Endes des beweglichen Teils mit der Austrittsöffnung für das Giessharz um die Zuführöffnung der Giessform beim Giessen entspricht, im beweglichen Teil ein Ventilschaft mit einem Verschlussstück für eine zur Austrittsöffnung führende Durchtrittsöffnung gelagert ist und der Schaft zum öffnen der Durchtrittsöffnung durch mindestens einen

mittels einer Kolbenstange des angekoppelten und im festen Teil vorgesehenen Hydrozylinders zwangsläufig gesteuerten Kniehebel bewegbar ist.

Der Giesskopf nach dieser Erfindung ist gekennzeichnet durch ein beim öffnen der Durchtrittsöffnung über den Schaft und das Verschlußstück zusammenpressbares Federpaket zum Schliessen der Durchtrittsöffnung beim Nachlassen des zum öffnen benutzten Druckes des hydraulischen Zylinders.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 im Schnitt längs durch den Giesskopf dessen beweglichen Teile auf der rechten Figurenhälfte in einer Stellung bei offener giessbereiter Vorrichtung und auf der linken Hälfte bei geschlossener Vorrichtung,

Fig. 2 in grösserem Massstab und teilweise im Schnitt Teile des Giesskopfes mit einem Zylinderring zur Entlüftung der Zuführleitung für das Kunstharz von Hand und

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Pig. 3 in grösserem Massstab und teilweise im Schnitt Teile des Giesskopfes mit einem Federglied, das zur Vereinfachung der Ausrichtung des Giesskopfes beim Giessen wesentlich beiträgt

Nach der Fig. 1 umfasst der Giesskopf einen zu einer Kunstharzgiessanlage fest anzuordnenden Teil 1 und einen zu dem festen Teil beweglich vorgesehenen Teil 2. Der feste Teil 1 besteht aus einem Giesskopfträger 3 und einem hydraulischen Zylinder 4 mit Zylinderdeckel 5. In dem Zylinder ist ein zweiseitig beaufschlagbarer Kolben angeordnet, dessen Kolbenstange 7 durch die Zylinderwand geführt und über ein Federglied 8 an den beweglichen Giesskopf teil 2 angeschlossen ist.

Der bewegliche Teil 2 des Giesskopfes besitzt einen Gehäuseunterteil 9 und einen Gehäuseoberteil 10. In dem Gehäuseunterteil sitzt begrenzt längsverschiebbar eine Einsatzbüchse 11 mit zwei Aussparungen 12 und 1j5j die auch in den Gehäuseunterteil 9 reichen. In diesen Aussparungen befinden sich zwei Kniehebel 14 und 15j deren Drehachsen in der Einsatzbüchse gelagert sind.

In dem Gehäuseoberteil 10 des Giesskopfes ist eine Führungsbüchse 16 vorgesehen, die in einen erweiterten Teil 11a der Einsatzbüchse 11 reicht und in der eine Verschlussstange 17 angeordnet ist. Diese besitzt bei dem freien Ende des beweglichen Teils 2 einen kegelförmigen Verschlußkopf für die Durchtrittsöffnung I9 einer auswechselbaren Giessdüse 20, die in das freie Ende des Gehäuseoberteils 10 eingesetzt ist und mit der Giess- oder Austrittsöffnung 21 endet. Um das freie Ende des Gehäuseoberteils ist eine Fangschale 22 zum Auffangen und Ableiten von aus der Düse

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gewollt oder ungewollt austretendes Kunstharz vorgesehen. Beim hinteren Ende besitzt die Verschlußstange, die auch in den Gehäuseunterteil reicht,, einen flanschartigen Ring 23* an dem die Kniehebel 14, I5 angreifen., und um eine Verlängerung 24 der Verschlussstange ein Federpaket 25, das zwischen den Ring 25 und eine in die Einsatzbüchse 11 von unten her eingeschraubte Spannmutter 26 eingespannt ist.

Zwischen Gehäuseunterteil 9 und Gehäuseoberteil 10 sitzen von diesen gestützt zwei Zylinderringe 27 und 28. Der Ring 27 ist an einer Stirnseite 29 je Zylinderhälfte mit einer Mantelkurve 30 versehen, die zum Verstellen der Kniehebel 14, I5 dienen, und sitzt auf dem Gehäuseunterteil 9t Der Ring 28 ist eine Kupplungsmutter, die in den Gehäuseoberteil 10 eingeschraubt ist und die Aussparungen 12, 13 mit einem Kragen 3I überbrückt. Dieser Ring bewirkt mittels eines Sperringes 28a die Befestigung der Einsatzbüchse 11 über ihren erweiterten Teil 11a in dem Gehäuseoberteil 10.

Das Federglied 8, das an der Kolbenstange 6 sitzt, verbindet diese mit dem Gehäuseunterteil 9. Es besteht aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Stahlhülsen 32 und 33* zwischen denen eine Kautschukmasse 34 vorgesehen ist. .Zwischen die innere Hülse 32 und einen Absatz 35 der Kolbenstange 6 ist eine konische Stützscheibe 30 eingesetzt. Die äussere Hülse 33 sitzt in einer Bohrung des Gehäuseteils 9· Bei Belastung des Federgliedes nähert sich die untere Stirnfläche 37 der äusseren Hülse der konischen Oberfläche der Stützscheibe und kann sich auf dieser abstützen, bevor die Kautschukmasse 33 überbeansprucht wird.

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Die Zuführung der Kunstharzmasse zum beweglichen Teil 2 des Giesskopfes und zur Giessdüse 20 erfolgt unter Druck über eine seitlich zum GehäuseOberteil 10 führende Zuleitung Jh, die in die Kammer 39 um die Rückseite des Verschlußkopfes l8 mündet.

Zur Veränderung des Querschnittes der Durchtrittsöffnung 19 um den Verschlußkopf 18 reicht eine Verstellschraube durch den Gehäuseunterteil 9 bis zur Kolbenstange 17, um deren Bewegungsweg beim öffnen der Durchtrittsöffnung zu begrenzen oder zu vergrössern.

Dadurch, daß der feste Teil 1 und der Gehäuseteil 10 über ein Federglied 8 verbunden ist, kann sich der Teil 2 unabhängig vom Teil 1 mit der Giessform so ausrichten, daß die Giessdüse 20 an der Zuführungsöffnung der Giessform dicht anliegt.

Der Gehäuseunterteil 9 und der Gehäuseoberteil 10 werden nur über die Verstellstange I7 und die Einsatzbüchse 11 aneinander gehalten, die jeweils in beide Gehäuseteile reichen. Eine Bohrung 41 in der Einsatzbüchse 11 und eine in den Gehäuseunterteil 9 eingeschraubte Stellschraube 42 bewirken, daß die Einsatzbüchse gegen Verdrehung gesichert ist, damit die Kniehebel 14, I5 nicht in ihrer Bewegung behindert werden. Die Verstellstange 17 wird mittels des Federpakets 25 und der Spannmutter 2u innerhalb der Einsatzbüchse gehalten und bei offener Durchtrittsöffnung 19 wird die Verstellstange durch das Federpaket unter Druck gehalten, so daß sie bei Freigabe durch die Kniehebel durch das Federpaket zum Schliessen der Durchtrittsöffnung 19 gebracht wird. Für die Verstellstange ergeben sich damit insbesondere die folgenden Bewegungsmöglichkeiten:

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Die Verstellstange kann bei geschlossener Durchtrittsöffnung samt dem ganzen beweglichen Teil 2 durch die Kolbenstange aus der Stellung nahe beim festen Teil 1 (Ruhestellung) in eine Stellung entfernt vom Teil 1 (Giessstellung) und zurück bewegt werden. Und sie kann mittels des Verstellringes 27 über dessen Mantelkurven und die Kniehebel gegenüber dem Gehäuseoberteil 10 verschoben werden, um den Verschlusskopf von der Durchtrittsöffnung 19 abzuheben. Die Verstellung des Verstellringes kann durch Drehen desselben von Hand oder durch Verschieben in Längsrichtung mit dem Gehäuseunterteil gegenüber dem Gehäuseoberteil durch den Kolben ό in noch zu beschreibender Weise erfolgen.

Das Verschieben des beweglichen Teils 2 in die Giessstellung erfolgt durch Zuführen des hydraulischen Druckes von einer ersten Druckgrösse gegen die Unterseite 43 des Kolbens über die Druckzuführungsöffnung 44 des Zylinders 4. Durch Erhöhen des Druckes auf eine zweite Druckgrösse wird der Gehäuseunterteil 9 etwas in Richtung auf den gegen die Giessform anliegenden Gehäuseoberteil nachgeschoben. Dadurch drücken die Mantelkurven 30 des Verstellringes 27 gegen die beiden Kniehebel 14, I5 und über diese gegen den flanschartigen Ring 23. Infolgedessen wird das Federpaket 25 zusammengepresst und der Verschlusskopf 18 von der Durchtrittsöffnung I9 abgehoben. Um bei dem Druck zweiter Grosse das Nachrücken des Gehäuseunterteils gegenüber dem Gehäuseoberteil zu ermöglichen, ist die Bohrung 41 in der Einsatzbüchse 11 in Längsrichtung der Büchse mit Spiel ausgeweitet, so daß die Büchse/- wie oben angegeben - im Gehäuseunterteil begrenzt längsverschiebbar ist.

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Durch Rückführung des auf die Kolbenunterseite 4 j? gegebenen Druckes auf einen Wert gleich oder unterhalb der ersten Druckgrösse wird unter der Wirkung des Federpakets 25 die Durchtrittsöffnung des Giesskopfes wieder geschlossen. Für die Rückführung des ganzen beweglichen Teils 2 in seine Anfangsstellung beim festen Teil 1 muss der Druck von der Unterseite des Kolbens genommen und über die Druckauführungsleitung 45 auf die Kolbenoberseite 46 gegeben werden.

Fig. 2 zeigt in grösserem Massstab den bereits beschriebenen Zylinderring 27 mit einer für jede Zylinderhälfte vorgesehenen Mantelkurve JQ₃ die mit der Stirnseite gegen den Kniehebel 14 oder I5 anliegt.

Wie bereits angegeben, wird beim Erhöhen des Druckes am Zylinder 4 auf eine zweite Druckgrösse in der Giessstellung der Gehäuseteil 9 und mit ihm der Zylinderring 27 in Richtung zum giessseitigen Ende noch nachgeschoben. Dadurch wird die Durchtrittsöffnung I9 zum Giessen geöffnet. Durch Drehen des Zylinderringes 27 von Hand kann vor dem Beginn des Giessens der Verschlusskopf nach Belieben angehoben werden., um in der Zuführleitung für das Giessharz noch enthaltene Mengen von Luft oder Gas entweichen zu lassen. Der Giessvorgang erfolgt danach von solchen Einschlüssen sicher befreit. Ohne diese Aufgabe könnte der Zylinderring mit dem Gehäuseunterteil 9 aus einem Stück bestehen.

Der Ring 27 ist in Fig. 2 in seiner Extremstellung zum Offenhalten der Austrittsöffnung I9 gezeigt. Seine Markierung 50 befindet sich dabei gegenüber der Markierung 49. Zur Rückführung in seine Normalstellung wird der Ring gemäss den Pfeilen 48 nach rechts gedreht, bis die Markierung 50 mit der Markierung 47 ausgerichtet ist.

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O8:G!NAL INSPECTED

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Fig. 3 zeigt das beschriebene Federglied 8 in einer Extremstellung seiner Belastung. Bis zu einem gewissen Winkel, der sich aus der jeweiligen Konstruktion ergibt und in Fig. 3 mit etwa 4° gezeigt ist, kann die Mittellinie des beweglichen Teils gegenüber der des festen Teils verkantet sein, ohne daß das dichte Anliegen zwischen der Austrittsöffnung für das Giessharz und der Zuführöffnung der Giessform beeinträchtigt wird. Das Ausrichten des beweglichen

Teils des Giesskopfes mit der Giessform ist dadurch ausserordentlich vereinfacht und erleichtert.

Der in der Giessanlage zu befestigende Giesskopf ist gegenüber der Giessform mit mindestens solchem Abstand anzuordnen, daß für die Handhabung des Giesskopfes, beispielsweise die Abnahme des Gehäuseoberteils zur Reinigung, genügend Spielraum besteht.

Der Arbeitsgang beim Giessen mit dem Beschriebenen Giesskopf in einer Kunstharzgiessanlage ist folgender:

Der bewegliche Teil 2 des Giesskopfes wird so an die Giessform herangeführt, daß die Giessdüse 20 mit ihrer Austrittsöffnung 21 in die Zuführöffnung der Giessform zum Anliegen kommt. Das geschieht - wie oben angegeben - mittels Druck erster Druckgrösse auf die Unterseite 43 des Kolbens.

Über die Zuleitung 38 wird sodann die Kunstharzmasse unter Druck der Kammer 39 beim Verschlusskopf 18 zugeführt. Um eventuell in der Kammer vorhandene Luft austreten zu lassen, kann der Verschlusskopf durch Verstellen des Verstellringes 27 von Hand von der Durchtrittsöffnung kurz

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abgehoben werden.

Um den Zutritt der Kunstharzmasse zum Giessen freizugeben, wird der über die Zuleitung 44 auf den Kolben gegebene Druck auf seine zweite Druckgrösse angehoben, so daß die Kniehebel 14, 15 über den Flanschring 23 das Federpaket zusammendrücken und den Verschlußkopf 18 von der Durchtrittsöffnung 19 zum Giessen abheben.

Auch nach erfolgtem Füllen der Giessform bleibt für die Zeit dec Aushärtens der Kunstharzmasse der Kolben 6 unter dem erhöhten Druck der Zuführleitung 44 und die Zuleitung 38 für das Kunstharz erhält einen stark erhöhten Druck. Dadurch wird die für den Schwund der Kunstharzmasse in der Giessform beim Aushärten notwendige Kompensationsmenge an Kunstharz sicher in die Giessform eingebracht.

Der Abschluß der Aushärtung des Kunstharzes kann an den Luftaustrittsschlitzen der Giessform festgestellt werden, wenn dort die Aushärtung an mitaustretenden Kunstharzteilen auftritt.

Nach Abschalten des Druckes in der Zuführleitung 44 für die Kolbenunterseite schliesst der Verschlußkopf unter der Wirkung des gespannten Federpakets 25. Nach Abschalten der Zuführleitung 38, kann durch Druck auf die Kolbenoberseite 46 der bewegliche Teil 2 des Giesskopfes wieder in seine Ruhestellung zurückgeführt werden.

Aus der Beschreibung des Arbeitsvorganges ergibt sich, daß die Verbindung zwischen Giesskopf und Giessform rasch, ja plö-tzlich, hergestellt und wieder gelöst werden kann. Der

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Wärmeübergang für diese Zeitspannen ist bei dem Giesskopf ein Minimum.

Die Berührung zwischen Giesskopf und Giessform muß jedoch für die Zeit des Giessens und Aushärtens aufrecht erhalten werden. Damit ein Wärmeübergang auch während dieser Zeitspannen niedrig gehalten werden kann, ist es zweckmässig, die Giessdüse aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit zu verwenden, wie z.B. aus gefülltem Teflon oder einer Berylliumlegierung. Es kann aber auch wie in der Zeichnung angedeutet - der die Giessform berührende Teil der Giessdüse mit kleinem Querschnitt für die Wärmeleitung versehen sein.

Im übrigen bestehen die einzelnen Teile des Giesskopfes vorteilhafterweise aus Maschinenstahl verschiedener Qualität.

Statt zwei parallel arbeitende Kniehebel anzuordnen, kann auch nur ein einziger Kniehebel vorgesehen sein.

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Claims

l.jGiesskopf zum Vergiessen von heisshärtenden Kunstharzen, für eine Kunstharzgiessanlage, die aus einem festen und einem beweglichen Teil besteht, wobei der bewegliche gegenüber dem festen Teil durch einen hydraulischen Zylinder in eine Giess- und eine Sperrstellung verschiebbar ist und die G-ießstellung dem Anliegen des vorderen Endes des beweglichen Teiles mit seiner Austrittsöffnung für das Giessharz um die Zuführöffnung der Giessform beim Giessen entspricht, im beweglichen Teil ein Ventilschaft mit einem Verschlußstück: für eine zur Austrittsöffnung führende Durchtrittsöffnung gelagert ist und der Schaft zum Öffnen der Durchtrittsöffnung durch mindestens einen mittels einer Kolbenstange des angekoppelten und im festen Teil vorgesehenen HydroZylinders zwangsläufig gesteuerten Kniehebel bewegbar ist, gekennzeichnet durch ein beim öffnen der Durchtrittsöffnung (20) über den Schaft (17) und das Verschlußstück (18) zusammenpressbares Federpaket (25) zum Schliessen der Durchtrittsöffnung beim Nachlassen des zum öffnen benutzten Druckes des _o hydraulischen Zylinders (4).
2. Giesskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (2) mit der Kolbenstange (7) des festen Teils (1) durch ein zwischen Kolbenstange und Gehäuseunterteil (9) angeordnetes Federglied (8) verbunden ist.
3. Giesskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Federglied und festen Teil anschliessend an das Federglied eine Stützscheibe (36) angeordnet ist, deren

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dem Federglied und dem Gehäuseunterteil zugekehrte Seite nach aussen konisch zurückweichend ausgebildet ist.
4. Giesskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsmenge von Kunstharz durch die Durchtrittsöffnung mittels einer Einstellvorrichtung (40) veränderlich ist.
5. Giesskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betätigung der Kniehebel (14., 15) ein Verstellring (27) vorgesehen ist, der je Kniehebel eine Mantelkurve (30) trägt und von Hand oetätigbar ist.
6. Giesskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Betätigung der zwangsläufig gesteuerten Kniehebel zwischen Gehäuseunterteil und Kniehebel ein Verstellring (27) angeordnet ist.
7. Giesskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (17) innerhalb einer auswechselbaren Führungshülse (16) im Gehäuseoberteil (10) vorgesehen ist.

δ. Giesskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (I9) für die Giessharzmasse im Giesskopf durch eine auswechselbare Giessdüse (20) gebildet ist, deren Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als die von Stahl.

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