DE2852458A1

DE2852458A1 - Kaltkanal-werkzeug fuer die verarbeitung von duroplasten

Info

Publication number: DE2852458A1
Application number: DE19782852458
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Bucher Guyer AG
Current assignee: Bucher Guyer AG
Priority date: 1978-01-25
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1979-07-26
Also published as: CH624603A5; GB2014080B; GB2014080A; FR2415531A1; FR2415531B1; DE7835987U1

Description

4.Dezember 1978

BUCHER-GUYER AG, Maschinenfabrik, CH-8166 Niederweningen Kaltkanal-Werkzeug für die Verarbeitung von Duroplasten.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kaltkanal-Werk'zeug für die Verarbeitung von Duroplasten mit auf Härtungstemperatur beheizten Formteilen und mit einem auf tieferer Temperatur gehaltenen Kaltkanaleinsatz mit wenigstens einem Kanal, der mit mindestens einem Formnest kommuniziert.

Da bei derartigen Kaltkanal-Werkzeugen der Kaltkanaleinsatz auf einer Temperatur gehalten wird, die tiefer ist als die Härtungstemperatur der duroplastischen Formmasse, behält die Masse in den Kanälen des Kaltkanaleinsatzes ihre Fliessfähigkeit bei. Auf diese Weise wird ein Aushärten' der Formmasse in den Angussvertex!kanälen und somit ein Materialverlust vermieden.

Bei bekannten Werkzeugen dieser Art münden die Verteilkanäle des Kaltkanaleinsatzes direkt in die Formhohlräume, was häufig zur Folge hat, dass die Formmasse in den Verteilkanälen im Bereich derer Mündungen zu einem Propfen erstarrt. Dieser Pfropfen verstopft vor allem bei verengt ausgebildeten Mündungen den Verteilkanal.

Es ist schon versucht worden, ein derartiges Verstopfen •der Verteilkanäle durch in den Enden derselben entstehende Pfropfen aus erstarrter Formmasse dadurch zu verhindern, dass die Kanäle in ihrem Mündungsbereich nicht düsenartig

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verengt wurden. Bei einer hinreichend grossen lichten Weite der Kanalmündung kommt es dann tatsächlich nicht zu einer Verstopfung durch erstarrte Formmasse. Es entsteht aber der weitere Nachteil, dass die Erstarrungsfront im Bereich der weiten Kanalmündung nicht notwendigerweise mit der Oberfläche des herzustellenden Werkstückes zusammenfällt, sondern sich mehr oder weniger in die weite Mündung des Verteilkanales hineinwölbt, so dass am Werkstück unerwünschte Vorsprünge entstehen. Diese Vorsprünge müssen durch Nachbearbeitung des Werkstückes entfernt werden, was entsprechend kostspielig ist und eine erhebliche Aus-' schussquote mit sich bringt. Dies bedeutet aber Materialverlust, was dem vorstehend erwähnten Bestreben, die durch die Verteilerangüsse verursachten Materialverluste zu vermeiden, entgegensteht.

Um diesem Uebelstand abzuhelfen, wurde ein Werkzeug entwickelt, bei welchem der Kaltkanaleinsatz als gegenüber den übrigen Formteilen bewegliche Einheit ausgebildet ist. Bei dieser Einheit münden die Verteilkanäle in vorstehende Angussdüsen, die beim Einbringen der Formmasse gegen die auf Härtungstemperatur geheizten Formteile gedrückt und unmittelbar anschliessend jedoch von denselben durch Zurückbewegen der ganzen Kaltkanaleinheit getrennt werden. Abgesehen vom erheblichen mechanischen Aufwand konnte mit diesem System das Problem der Aushärtung der Formmasse in den Angussdüsen nicht vollständig gelöst werden. Es entstanden sogar neue Probleme dadurch, dass aus den Angussdüsen in deren zurückgefahrenen Lage austretendes Material beim Heranführen der Kaltkanaleinheit an den betreffenden Formteil eingequetscht wurde.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, ein Werkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das diese Nachteile

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nicht aufweist und das bei automatischem Betrieb ein Herstellen von hochwertigen Werkstücken erlaubt, ohne dass Nacharbeiten am fertigen Werkstück notwendig sind. Es stellt sich somit die Aufgabe, zu verhindern, dass beim Bilden eines Propfens von erstarrter Formmasse im Mündungsbereich des Kanals im Kaltkanaleinsatz ein Verstopfen dieses Kanals auftritt oder am fertigen Werkstück ein ein Nachbearbeiten erfordernder Vorsprung gebildet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kanal mit dem Formnest durch wenigstens einen sich im wesentlichen in der Formtrennebene erstreckenden Durchlass verbunden ist und eine vollständig von Wandungen des Kaltkanaleinsatzes umschlossene Mündung aufweist, die rechtwinklig zur Formöffnungsrichtung oder gegenüber dieser geneigt verläuft.

Die sich im Durchlass befindliche Formmasse ist der Härtungstemperatur ausgesetzt und härtet somit aus. Dadurch entsteht am Werkstück ein definierter Anguss, der sich ohne Schwierigkeiten vom Werkstück trennen lässt. Der mit diesem Anguss verbundene Materialverlust ist unbedeutend, da der Durchlass nur ein geringes Volumen aufweisen muss. Da sich der Durchlass im wesentlichen in der Formtrennebene erstreckt, wird er beim Oeffnen der Form vom Kanal im Kaltkanaleinsatz getrennt. Die erstarrte Masse im Durchlass lässt sich einwandfrei von der noch fliessfähigen Masse im Kaltkanal lösen, da die vollständig von Wandungen des Kaltkanaleinsatzes umschlossene Mündung des Kaltkanales genau festgelegt ist und rechtwinklig zur Formöffnungsrichtung bzw. gegenüber dieser geneigt verläuft. Durch diese Ausbildung der Kaltkanalmündung wird ein sich in den Mündungsbereich des Kaltkanales hinein erstreckender Propfen aus erstarrter Formmasse beim Oeffnen der Form ein-

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wandfrei aus dem Kaltkanal herausgezogen. Dieser Propfen hat keinen Einfluss auf die Gestalt oder Qualität des fertigen Werkstückes, da er mit der im Durchlass erstarrten Masse, die ja vom Werkstück abgetrennt wird, verbunden ist.

Es ist von Vorteil, wenn die Mündung des Kanals zumindest annähernd in der Formtrennebene liegt, was zur bessern Trennung der erstarrten Masse von der noch fliessfähigen Masse im Kaltkanal beiträgt.

Vorzugsweise ist der Durchlass durch eine zur Formtrennebene hin offene Ausnehmung der einen Formhälfte gebildet. Durch diese Massnahme wird das Entfernen des Angusses erleichtert. Zu diesem Zweck ist es besonders vorteilhaft, wenn im Bereich des Durchlasses wenigstens ein Ausstosser vorgesehen ist, so dass beim Oeffnen der Form der Anguss gleichzeitig mit dem Werkstück, für das ebenfalls ein Ausstosser vorgesehen ist, abgestossen werden kann. Der Ausstosser für den Anguss und derjenige für das Werkstück können auch zeitlich gestaffelt betätigt werden, so dass der Anguss bereits beim Auswerfen vom Werkstück getrennt wird.

Der Durchlass kann eine enge, zur Bildung einer Sollbruchstelle bestimmte Mündung zum Formnest aufweisen, so dass ein einwandfreies Entfernen des Angusses vom Werkstück möglich ist.

Bei einem Werkzeug mit mehreren Formnestern ist im Kaltkanaleinsatz vorzugsweise ein Zuführkanal vorhanden, der sich in Verteilerkanäle verzweigt, deren Mündungen zu mit den Formnestern verbundenen Durchlässen hin gerichtet sind. Dabei erstrecken sich die Durchlässe im wesentlichen in der

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Formtrennebene, während die Mündung jedes Verteilerkanales vollständig von Wandungen des Kaltkanaleinsatzes umschlossen ist und rechtwinklig zur Pormöffnungsrichtung oder gegenüber dieser geneigt verläuft.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt: .

Fig. 1 : einen senkrecht zur Formtrennebene verlaufenden Schnitt eines Teils eines Kaltkanal-Werkzeuges, und

Fig. 2 : in zur Fig. 1 analoger Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Kaltkanal-Werkzeuges.

Die in den beiden Figuren dargestellten Werkzeuge weisen eine feststehende Formhälfte 101 und eine bewagliche Formhälfte 102 auf, welche in der gezeigten geschlossenen Stellung des Werkzeuges entlang der Formtrennebene 103 aneinander anliegen. Die beiden Formhälften 101 und 102 sind in Foxmschliessrichtung bzw. Formöffnungsrichtung A aufein-'anderzu und voneinanderweg bewegbar. Die Formtrennebene steht zu dieser Formschliess- bzw. Oeffnungsrichtung A rechtwinklig. Die Formhälften 101 und 102 werden auf nicht gezeigte, an sich bekannte Weise auf Härtungstemperatur beheizt. In der feststehenden Formhälfte 101 ist ein Kaltkanaleinsatz 104 vorhanden, der einen zentralen Zuführungskanal 105 aufweist, der sich in strahlenartig verlaufende Verteilerkanäle 106 verzweigt. Jeder Verteilerkanal 106 weist eine Mündung 107 auf, die vollständig von Wandungen 108 des Kaltkanaleinsatzes 104 umschlossen ist und die rechtwinklig zur Formöffnungsrichtung A verläuft (Fig. 1 und rechte Hälfte der Fig. 2) bzw. gegenüber dieser Form-

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öffnungsrichtung A geneigt ist (linke Seite der Fig. 2). In der Fig. 1 liegen diese Mündungen 107 in der Formtrennebene 103, während in Fig. 2 die eine Mündung 107 unterhalb der Formtrennebene 103 liegt. Im Bereich der Verzweigungsstelle 109 des Zuführkanales 105 ist ein Verteilkegel 110 angeordnet, der eine gleichmässige Aufteilung des Massestromes auf die verschiedenen Verteilerkanäle bewirkt. Der Kaltkanaleinsatz 104 wird von Kanälen 111 durchsetzt, durch die das zum Temperieren des Einsatzes 104 dienende Medium strömt. Der Kaltkanaleinsatz 104 wird auf einer gegenüber der Härtungstemperatur niedrigeren Temperatur gehalten, sodass die duroplastische Formmasse im zentralen Zuführungskanal 105 und in den Verteilerkanälen 106 nicht aushärtet. Durch Nuten 112 wird der Wärmeübergang von den wärmeren Formteilen auf den Kaltkanaleinsatz 104 verringert. Die bewegliche Formhälte 102 weist zwei Formnesteinsätze 113 und 114 auf, in denen je ein Formnest 115 ausgebildet ist. In diesen Formnesteinsätzen 113, 114 sind zur Formtrennebene 103 hin offene Ausnehmungen 116 vorhanden, welche Durchlässe zwischen den Verteilerkanälen 106 und den Formnestern 115 bilden. Der Anschaulichkeit halber weisen diese Ausnehmungen 116 auf der linken bzw. der rechten Hälfte jeder Figur eine andere Ausgestaltung auf, womit verdeutlicht werden soll, dass für die Ausbildung dieser Ausnehmungen 116 verschiedene Möglichkeiten offenstehen. Wesentlich ist nur, dass die durch die Ausnehmungen 116 gebildeten Durchlässe verengte Mündungen zu den Formnestern 115 aufweisen, um auf diese Weise eine Sollbruchstelle festzulegen. Auf der rechten Hälfte jeder Figur ist der Durchlass 116 als sogenannter Filmanguss mit bandartiger Form ausgebildet, der als solcher von sich aus eine verengte Mündung 117 aufweist. In der linken Hälfte jeder Figur ist ein Tunnelanguss dargestellt, der sich gegen seine Mündung 117 hin verengt. Im Bereich der Form-

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nester 115 sind auf bekannte Weise Ausstosser 118 vorgesehen. Weitere Ausstosser 119 befinden sich im Bereich der Durchlässe 116. Mittels der Ausstosser 118 können die sich in den Formnestern 115 befindlichen Werkstücke aus der beweglichen Formhälfte 102 entfernt werden, nachdem die Form geöffnet worden ist. Die Ausstosser 119 dienen dazu, die Angüsse zu entfernen, welche durch die sich in den Durchlässen 116 befindliche, ausgehärtete Masse gebildet werden.

Die beiden in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich durch die Ausgestaltung des Kaltkanaleinsatzes 104. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 befindet sich der gesamte Kaltkanaleinsatz 104 in der feststehenden Formhälfte 101. Bei der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist der Kaltkanaleinsatz 104 in einen Basisteil 104a und einen" Endteil 104b aufgeteilt, welche miteinander durch nicht dargestellte Verbindungselemente, z.B. Schrauben, lösbar verbunden sind. Die Verteilerkanäle 106 erstrecken sich in der Formtrennebene 103 zwischen Basisteil 104a und Endteil 104b. In der rechten Hälfte der Fig. 2 befindet sich der Verteilerkanal 106 vollständig oberhalb der Formtrennebene 103, während in der linken Figurenhälfte der Verteilerkanal 106 als beidseitig der Formtrennebene 103 verlaufend dargestellt ist. Der Basisteil 104a ist in der feststehenden Formhälfte 101 angeordnet, während der Endteil 104b in eine Ausnehmung 120 in der beweglichen Formhälfte 102 eingreift. Der Endteil 104b weist eine konische Mantelfläche 121 auf, die bei geschlossener Form an einer entsprechend ausgebildeten Dichtfläche 122 der Ausnehmung 120 anliegt. Die beiden Flächen 121 und 122 liegen insbesondere im Bereich der Mündungen 107 der Verteilerkanäle 106 dichtend aneinander an, um ein Austreten der fliessfähigen Formmasse zu vermeiden.

Bei geschlossener Form wird die duroplastische, fliess-

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fähige Formmasse durch den Zuführungskanal 105, die Verteilerkanäle 106 und die Durchlässe 116 in die Formnester

115 eingebracht. Infolge der Erwärmung der Formhälften 101 und 102 auf Härtungstemperatur, z.B. ca. 180 C, beginnt die Masse in den Formnestern 115 und in den Durchlässen

116 auszuhärten. Die Fliessfähigkeit der Formmasse bleibt jedoch in den Verteilerkanälen 106 und im Zuführkanal 105 erhalten, da ja der Kaltkanaleinsatz 104 auf einer niedrigen Temperatur, z.B. auf ca. 110 C₇ gehalten wird. Nach dem Aushärten wird die Form geöffnet. Durch gleichzeitiges oder zeitlich gestaffeltes Betätigen der Ausstosser 118 und 119 werden die sich in den Durchlässen 116 befindlichen Angüsse an ihrer Mündung 117, die eine Sollbruchstelle darstellt, vom Werkstück getrennt. Da die Angüsse sauber abgetrennt werden, wird die Qualität des fertigen Werkstücks nicht beeinträchtigt. Ein Nacharbeiten, d.h. ein Entfernen von Vorsprüngen, ist demzufolge nicht erforderlich. Greift die Erstarrungsfront von den Durchlässen 116 her in die Verteilerkanäle 106 ein, so bildet sich im Bereich der Mündungen 107 ein die Verteilerkanäle 106 verstopfender Pfropfen aus erstarrter Formmasse. Dieser Pfropfen, der ja mit dem erstarrten Material in den Durchlässen 116 verbunden ist, wird nun beim Oeffnen der Form, d.h. beim Wegfahren der beweglichen Formhälfte 102 in Formöffnungsrichtung A, problemlos aus den Verteilerkanälen 106 herausgezogen. Die Verteilerkanäle 106 werden auf diese Weise von einer Verstopfung durch erstarrte Formmasse verschont.

Obwohl in den Figuren Kaltkanal-Werkzeuge mit mehreren Formnestern 115 gezeigt sind/ ist die beschriebene Ausbildung der Mündung 107 jedes Verteilerkanales 106 und des Durchlasses 116 auch bei Werkzeugen mit nur einem Formnest denkbar, wobei der Zuleitungskanal im Kaltkanaleinsatz 104 über einen oder mehrere Durchlässe 116 mit dem Formnest 115 verbunden werden kann.

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Claims

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PAT EN TAN SPRU E C HE

Kaltkanal-Werkzeug für die Verarbeitung von Duroplasten mit auf Härtungstemperatur beheizten Formteilen und mit einem auf tieferer Temperatur gehaltenen Kaltkanaleinsatz mit wenigstens einem Kanal, der mit mindestens einem Formnest kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (106) mit dem Formnest (115) durch wenigstens einen sich im wesentlichen in der Formtrennebene (103) erstreckenden Durchlass (116) verbunden ist und eine vollständig von Wandungen (108) des Kaltkanaleinsatzes (104) umschlossene Mündung (107) aufweist, die rechtwinklig zur Formöffnungsrichtung (A) oder gegenüber dieser geneigt verläuft.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ dass die Mündung (107) des Kanals (106) zumindest annähernd in der Formtrennebene (103) liegt.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (116) durch eine zur Formtrcnnebene (103) hin offene Ausnehmung der einen Formhälfte (102) gebildet ist.
4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (116) eine enge, zur Bildung einer Sollbruchstelle bestimmte Mündung (117) zum Formnest (115) aufweist.

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5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Durchlasses (116) wenigstens ein Ausstosser (119) vorgesehen ist.
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit mehreren Formnestern, dadurch gekennzeichnet, dass im Kaltkanaleinsatz (104) ein Zuführkanal (105) vorhanden ist, der sich in Verteilerkanäle (106) verzweigt, deren Mündungen (107) zu mit den Formnestern (115). verbundenen Durchlässen (116) hin gerichtet sind.
7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verzweigungsstelle (109) des Zuführkanals (105) ein kegelförmiges Verteilorgan (110) vorhanden ist.
8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltkanaleinsatz (104) einen wegnehmbar an einem Basisteil (104a) befestigten Endteil (104b) aufweist, wobei die Verteilerkanäle (106) zwischen dem Endteil (104b) und dem Basisteil (104a) vorgesehen sind und die bewegliche Formhälfte (102) und der Endteil (104b) miteinander zusammenwirkende Dichtungsflächen (121, 122) aufweisen.
9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsflächen (121, 122) konisch oder pyramidenförmig ausgebildet sind.

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