DE2721015A1

DE2721015A1 - Formgiess-vorrichtung fuer dehnbare werkstoffe

Info

Publication number: DE2721015A1
Application number: DE19772721015
Authority: DE
Inventors: Gerard Lezier
Original assignee: LEZIER
Current assignee: LEZIER
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1977-05-10
Publication date: 1977-12-08
Also published as: FR2351775B1; CS197204B2; FR2351775A1; PL198109A1; JPS52139172A; ES458802A1; GB1547016A; YU119177A; NL7705466A

Description

BEETZ- LAMPRECHT- BEETZ 8OOO MUnchen 22 - Steinsdorfstr. 1O TELEFON (Ο8Θ) 22 72 O1 - 22 72 44 · 28ΒΘ1Ο Telex B 22 048 - Telegramm Allpatent MUnchen

PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. R. BEETZ sen. Dlpl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. BEETZ Jr. Dipl.-Rhys. U. HEIDRICH auch R«oMsanw«lt Dr.-Ing. W. TIMPE Dlpl.-Ing. J. SIEGFRIED

410-26.898P

10. 5. 1977

Gerard LEZIER, Boulogne-sur-MER (Frankreich)

und
Bernard VASSEUR, Boulogne-sur-MER (Frankreich)

Formgieß-Vorrichtung für dehnbare Werkstoffe

Die Erfindung betrifft eine Formgieß-Vorrichtung für expandierbare oder dehnbare Werkstoffe, insbesondere für Polystyrole.

Das Formgießen von dehnbaren Werkstoffen, um Erzeugnisse gewünschter Formen zu erhalten, erfolgt in Pressen, deren wesentliches Bauteil eine Formgieß-Vorrichtung ist, die im allgemeinen mehrere Gießformen aufweist, deren Stempel längs einer Verbindungslinie angenähert oder zusammengeführt werden.

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Der Werkstoff, der zuvor vorexpandiert oder vorgedehnt wurde, wird in die Gießform mittels Injektion oder Einspritzen eingeführt. Die Wärme des Gießens, das nach einem Temperaturanstieg von etwa 120 ⁰C erfolgt, wird mittels Dampf erhalten, der in eine die Gießformen umgebende Kammer eingeleitet wird.

Eine derartige Vorrichtung wird weiter unten näher erläutert und benötigt nachteilig große Energiemengen und relativ lange Formgieß-Zeiten. Darüber hinaus erfordert das Ersetzen oder Austauschen eines einzigen Stempels das Ersetzen bzw. Austauschen aller an der gleichen Seite der Vorrichtung vorgesehenen Stempel.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau lediglich geringer Energiebedarf besteht.

Die Erfindung überwindet die genannten Nachteile durch eine grundsätzliche Veränderung des Aufbaus, der Befestigung der Stempel und der Anordnung des Heiz- und des Kühl-Netzes.

Die Aufgabe wird bei einer Formgieß-Vorrichtung für dehnbare Werkstoffe und insbesondere für Polystyrol erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im wesentlichen mehrere jeweils aus zwei Stempeln geringer Masse und geringer Wärmekapazität bestehende Gießformen vorgesehen sind, wobei die Stempel, die von vielen öffnungen durchsetzt sind für den Durchtritt des Dampfes oder eines anderen Gases, in entfernbarer Weise einzeln an den beiden gegenüberliegenden Seiten der längs einer Verbindungslinie gegeneinander anlegbaren beiden Rahmen oder Gestelle befestigt deren Inneres aus einem wärmeisolierenden oder wärmedämmendem Werkstoff besteht, in dem mindestens ein Eintritt und ein Austritt für Gas oder Dampf und ein

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Wassereintritt und ein Wasseraustritt angeschlossen sind.

Die Stempel bestehen vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen Metall oder aus einem Harz, das guten Wärmeübergang gewährleistet. Sie können insbesondere aus einem Araldit und Aluminium bestehen.

Die Stempel besitzen eine Dicke der Größenordnung 2 mm und sind von vielen öffnungen eines Durchmessers von ca. 0,5 mm durchsetzt. Sie sind an ihrem jeweiligen Rahmen durch Einfügen in öffnungen befestigt, die in einer am Rahmen befestigten Platte vorgesehen sind, die so eine Wand des Rahmens bildet.

Der das Innere eines Rahmens bildende wärmedämmende Werkstoff ist ein hartes oder festes Harz, das von einem hochisolierenden oder-dämmenden geschlossenen Zellen-Harz umgeben ist. Der wärmedämmende Werkstoff ist von Kanälen durchsetzt, die in eine jeden der Stempel umgebende Zone münden.

Ebenso kann der wärmedämmende Werkstoff auch ausreichend porös sein, damit er von den zum Gießen notwendigen Fluiden durchsetzt werden kann, wodurch das sonst notwendige Vorsehen von Kanälen vermieden wird.

Wegen der erfindungsgemäßen Ausführung kann die Montage und Demontage der Stempel schnell und einfach durchgeführt werden, wodurch Zutritt zu bestimmten Teilen der Vorrichtung möglich ist und wodurch diese ggf. gereinigt werden können.

Das Ersetzen oder der Austausch der Stempel erfolgt jeweils einzeln, ohne daß es notwendig wäre, die Gesamtheit aller Stempel austauschen zu müssen.

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Die zum Formgießen erforderliche Energiemenge ist relativ gering. Zum Pormgießen von einem Kilo Polystyrol dürfte nicht mehr als 2 bis 3 kg Dampf erforderlich sein, während dies bei herkömmlichen Vorrichtungen 28 - 35 kg sind. Dadurch wird eine Verbesserung um einen Paktor von etwa 10 erreicht.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine herkömmliche Formgieß-Vorrichtung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Formgieß-Vorrichtung,

Fig. 3 vergrößert die Vorrichtung gemäß Fig. 2 in Höhe einer einzigen Gießform,

Fig. M die Anordnung der Kanäle nahe einer Wand eines Stempels,

Fig. 5 im Schnitt das Profil dieser Kanäle,

Fig. 6 im Schnitt das Profil zweier übereinander angeordneter Kanal-Netze.

Die in Fig. 1 dargestellte herkömmliche Vorrichtung wird zum Formgießen von Polystyrol-Waren verwendet und enthält mehrere Gießformen 1, die aus zwei Stempeln 2, 3 bestehen, die im allgemeinen aus Aluminium gefertigt sind und ziemlich dick sind, zumindest im Vergleich mit den erfindungsgemäß vorgesehenen Gießformen.

Die Stempel 2, 3 sind gelocht oder perforiert mit 709849/0764

zahlreichen Löchern, die den Durchtritt von Dampf und von anderen Pluiden ermöglichen, die während des Formgießens verwendet werden, und sind, Seite an Seite angeordnet, so ausgebildet, daß sie einen einzigen Block bilden, der auf einer Auflage k bzw. 5 befestigt ist, je nachdem, ob es sich um den Stempel 2 bzw. den Stempel 3 handelt, wobei die Auflagen 4, 5 den jeweiligen Innenrand von Rahmen 6 und 7 bilden.

Im Rahmen 6 sind Verstrebungen 8 vorgesehen, die von Stelle zu Stelle die Lage der Stempel 2 konsolidieren oder verstärken. Die Injektion oder Zufuhr von Dampf erfolgt durch eine Eintrittsleitung 9» die in die Rahmen 6, 7 in den gesamten die Gießformen 1 umgebenden Raum mündet. Der Dampf wird durch eine Austrittsleitung 11 abgezogen. Weiter ist eine Leitung 12 vorgesehen zur Zufuhr oder Injektion des plastischen Werkstoffs im vorgedehnten Zustand sowie ein Abstreifglied 13» das am Ende des Gießvorgangs die leichte Ablösung der gegossenen Ware bzw. des gegossenen Gegenstands ermöglicht.

Eine derartige Vorrichtung hat zahlreiche Nachteile, insbesondere den, daß die Gießformen, deren Masse relativ groß ist, eine große Energiemenge zur Heizung benötigen. Es wird geschätzt, daß zum Formgießen von 100 g Polystyrol das Gewicht der Gießform etwa 250 kg besitzt, um beispielsweise 10 Stücke mit jeweils 10 g formzugießen.

Gemäß Fig. 2 enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere Gießformen, die aus zwei Stempeln 20, 30 bestehen, die von zahlreichen kleinen Löchern durchsetzt sind, die einen Durchmesser von etwa 0,50 mm besitzen. Die Stempel 20, 30 bestehen aus Aluminium oder einem analogen Werkstoff, wodurch die Gießformen gleichzeitig geringe Masse und einen gewissen mechanischen Widerstand besitzen. Die Stempel 20,

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sind auf den gegenüberliegenden Flächen zweier Rahmen 31, 32 befestigt. Durch das Annähern der beiden Rahmen 31, 32 wirken die Stempel 20, 30 zusammen und bilden die Gießformen. Die Stempel 20 sind unabhängig und sind durch Einfügen in öffnungen befestigt, die an bzw. in einer Platte 33 vorgesehen sind, die ihrerseits an ihren Enden am bzw. auf dem Rand 3¹J des jeweiligen Rahmens 31 befestigt ist. In gleicher Weise we_Lst eine Platte 35 öffnungen auf, in denen die Stempel/eingesetzt sind und in Lage gehalten sind. Das innere der Rahmen 31, 32 besteht aus einem Block aus wärmedämmendem Harz, wie z. B. Araldit.

Ein Versorgungs- oder Zuführsammler für Dampf, Heißwasser oder Gas mündet im Rahmen in eine Eingangsleitung 36, die sich in Leitungen 37 verzweigt, die jeweils ein (nicht dargestelltes) Kanal-Netz versorgen, das in einem Raum bzw. einer Vertiefung 38, 38' (vgl. Fig. 3) ausgebildet ist, die zwischen dem Harz-Block und dem Stempel 20 bzw. 30 vorgesehen ist.

Zu den Leitungen 37 identische Leitungen 39 sind vorgesehen am Austritt der Vertiefungen 38, 38' und stehen mit einer Austrittsleitung Mo in Verbindung, die in einen Austrittssammler mündet.

Wie sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt, tritt ein durch die Leitung 36 eingetretenes Fluid durch die Leitung 39 nur aus, nachdem es die Außenfläche des entsprechenden Stempels 20 bzw. 30 bespült hat, und da dieser geringe Masse besitzt, ist zum Aufheizen und zum Abkühlen lediglich geringe Energie erforderlich. Es sei auf die Nachgiebigkeit zum Zusammenbau und zum Auseinanderbau bzw. zum Ein- und Ausbau der Stempel 20, 30 hingewiesen,

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deren Basen 4l, 42 kegelstumpfförmig oder geneigt ausgeführt sind, mit einer Neigung, die umgekehrt zu der Neigung der ebenfalls kegelstumpfförmigen öffnungen in den Platten 33 bzw. 35 ist. Dadurch kann ggf. jeder der Stempel 20, 30»und zwar unabhängig von den anderen ausgetauscht bzw. ersetzt werden.

In Fig. 3 ist das Innere der Vertiefung 38, 38· dargestellt, die Rinnen oder Furchen, wie Kanäle 43, aufweist, die parallel zueinander sind und deren Profil z. B. in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Kanäle 43 stellen eine gleichmäßige Verteilung des verwendeten Fluids sicher sowie dessen enge Berührung mit der Gießform vor dessen Austritt durch die Austrittsleitung 39· Darüber hinaus verstärken diese Kanäle 43 an ihrer jeweiligen Wand den mechanischen Widerstand der Stempel 20 bzw. 30.

Gemäß einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Verwendung einer Gesamtheit von Versorgungskanälen verhindert werden, die das Harz furchenartig durchsetze^dadurch, daß ein poröses Harz verwendet wird, das leicht von einem Fluid durchsetzbar ist.

Gemäß einem weiteren in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Wände der Stempel 20, 30 zwei Kanal-Netze auf, die übereinander angeordnet sind und die im Werkstoff des Stempels 20, 30 eingebettet sind. Ein erstes Kanal-Netz 44 zur Umwälzung von Kühlwasser ist vorgesehen, dessen Wand 45 nicht gelocht ist, um den Eintritt von Wasser in das Polystyrol zu verhindern während des Kühlens und während der Ejektion,und ein zweites Kanal-Netz 46 ist vorgesehen zum Umwälzen von Wasser während des

des
Formgießens und von Luft während/Ablösens. Der Werkstoff 47, in dem die beiden Kanal-Netze 44, 46 vorgesehen sind, ist mit vielen Löchern 48 durchsetzt, damit Dampf während

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des Pormgießens und damit Luft während der Ejektion der formgegossenen Stücke hindurchtreten kann.

Durch diese Anordnung und insbesondere durch die zwischen den Netzen vorgesehenen Löcher wird die Notwendigkeit der Evakuierung von Luft während der Zufuhr von Polystyrol vermieden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das Formgießen von Polystyrol beschränkt, sondern ist auch auf das Formgießen von allen Werkstoffen anwendbar, deren Umbildungstemperatur mit dem Widerstand des die Stempel bildenden Werkstoffs kompatibel oder verträglich ist.

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Claims

Ansprüche

1. Formgieß-Vorrichtung für dehnbare Produkte, insbesondere für Polystyrole,

gekennzeichnet durch mehrere Gießformen, deren jede zwei Stempel (20, 30) geringer Masse und geringer Wärmekapazitätaiiweist , wobei die Stempel (20, 30) von einer Vielzahl von öffnungen durchsetzt oder perforiert sind zum Durchtritt von Dampf oder eines anderen Gases, wobei die Stempel (20, 30) einzeln entfernbar an den beiden einander gegenüberliegenden Flächen oder Seiten zweier Rahmen (31» 32) befestigt sind, die gegeneinander längs einer Verbindungslinie anlegbar sind und deren Inneres durch einen wärmedämmenden Werkstoff "gebildet ist, in dem zumindest ein Eintritt und ein Austritt für das Gas oder den Dampf und ein Eintritt und ein Austritt für Wasser angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (20, 30) aus Aluminium oder einem anderen Metall oder einem eine gute Wärmeübertragung gewährleistenden Harz bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (20, 30) eine Dicke der Größenordnung 2 mm besitzen und von vielen Löchern mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm durchsetzt sind.

¹I. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (20, 30) an ihrem jeweiligen Rahmen (31» 32) durch Einsetzen in öffnungen befestigbar sind, die in einer auf dem Rahmen befestigten Platte (33» 35)

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vorgesehen sind und die so eine Wand des Rahmens (31, 32) bilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der das Innere des Rahmens (31, 32) bildende wärmedämmende Werkstoff ein hartes Harz ist, das von einem geschlossenen Zellen-Harz umgeben ist, das sehr isolierend ist und großen mechanischen Widerstand besitzt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisolierende Werkstoff von Kanälen (36, 37; 39, 40) durchsetzt ist, die in eine jeden der Stempel (20, 30) umgebende Zone münden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Stempel (20, 30) zwei Kanal-Netze (44, 46) aufweisen, die übereinander angeordnet im Werkstoff der Stempel (20, 30) vorgesehen sind, deren erstes Kanal-Netz (44) zum Umwälzen des Kühlwassers und dessen zweites Kanal-Netz (46) unter dem ersten Kanal-Netz (44) angeordnet zum Umwälzen von Dampf oder von Luft vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (45) des ersten Kanal-Netzes (44) nicht perforiert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch Löcher (48), die den Werkstoff zwischen den Kanälen des ersten Kanal-Netzes (44) durchsetzen und in die Kanäle des zweiten Kanal-Netzes (46) münden.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der wärmedämmende Werkstoff so ausreichend porös ist, daß er von den zum Pormgießen notwendigen Fluiden durchsetzbar ist, um so das Vorsehen von Kanälen zu vermeiden.

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