DE2924061C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung technischer Kunststoffteile mit bela­ stungsgerechten Strukturen durch Extrusion oder Spritzgießen eines Vorformlings, bei dem der Vorform­ ling in einem Formnest gebildet und anschließend ver­ formt wird, wobei bestimmte Verfahrensmaßnahmen zur Verbesserung des Verfahrens und des Formteiles einge­ halten werden.

Aus der CH-PS 4 04 184 ist bereits bekannt, beim Ein­ spritzen des Vorformlings ein teilweises geöffnetes Formwerkzeug einzusetzen, das dann beim Verstreckvor­ gang geschlossen wird (vgl. Fig. 2 mit Fig. 3), wobei die Verstreckung bzw. Umformung des Vorformlings im gleichen Formnest erfolgt.

Die im wesentlichen aus Patrize, Matrize gebildete Hohlform samt Kernstempel ist jedoch nur für platten­ förmige Kunststoffkörper, vorzugsweise zur Erzielung solcher plattenförmigen Kunststoffkörper mit Oberflä­ chenprofilierungen geeignet. Insbesondere gelingt es nicht, mit dieser Vorrichtung Kunststoffteile mit hö­ herer Festigkeit zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem Kunststoffteile mit höheren Festigkeiten hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diese Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung technischer Kunststoff­ teile mit belastungsgerechten Strukturen durch Extru­ sion oder Spritzgießen eines Vorformlings gerecht wird, bei dem der Vorformling in einem Formnest gebil­ det und anschließend verformt wird. Gemäß der Erfin­ dung wird der Vorformling vor dem Verformen in ein neues Formnest unter Abscherung des Angusses in dem geschlossenen Werkzeug verschoben und in dem neuen Formnest unter der Verformung verstreckt, wobei das neue Formnest stärker gekühlt wird als das erste Form­ nest.

Durch das weitere Abkühlen nach dem Verstrecken in dem geschlossenen Werkzeug unter Verstreckdruck wird eine Fixierung der eingebrachten Orientierung erreicht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei die Verstreckung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit vorgenommen.

Die Umformkraft kann dabei unabhängig von den Maschi­ nenkräften zusätzlich eingegeben werden.

Durch die besondere Temperaturführung in den Verfor­ mungsräumen und Verstreckräumen (stärkere Kühlung im neuen Formnest) werden höhere Orientierungen erzielt.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit einer Ein­ spritz- bzw. Extrusionsrichtung und einer Ver­ streckrichtung, die in einem Winkel zueinander stehen.

Im Gegensatz zu den bisher üblichen Verfahren wird mittels eines besonderen Spritzgieß- bzw. Extrusions- Verstreckwerkzeugs die eigentliche Formgebung des zu fertigenden Teils nicht durch das Spritzen oder Extrudieren hervorgerufen, sondern durch Ver­ streckungsmaßnahmen, die in demselben Werkzeug durch­ geführt werden können.

In den Abb. 1-7 sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der nach dem Verfah­ ren hergestellten Formteile schematisch dargestellt. In den

Abb. 1-4 sind einzelne Verfahrens­ stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch abgebildet. In

Abb. 5 ist die Vorrichtung schematisch dargestellt, mit Hilfe der das Anspritzen und Ver­ strecken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch­ geführt wird. Die

Abb. 6 und 7 zeigen Kunst­ stoffteile vor und nach dem Verstrecken.

Im folgenden ist ein Beispiel in 4 Schritten siehe Abb. 1-4 dargestellt. Dabei ist der Winkel der von Spritzrichtung und Verstreckrichtung senkrecht zuein­ ander, da in diesem Fall die Spritzgießmaschine von oben einspritzt. In Abb. 1 ist der übliche Spritzgieß­ prozeß dargestellt. Es wird der Vorformling einge­ spritzt. In Abb. 2 ist der Vorformling durch Bewegung der Kolben nach links in die Verstrecklage gebracht worden. Dabei wurde der Anguß abgeschert. Abb. 3 zeigt das verstreckte Teil. Die Verstreckung wird durch Druck des Kolbens 2 erzeugt. Dabei ist der Kolben 1 fest blockiert. In Abb. 4 wird das verstreckte Teil und der Anguß ausgeworfen.

Bei der dargestellten Konstruktion (siehe Abb. 5), die die Durchführbarkeit des Prinzips beispielhaft veran­ schaulichen soll, handelt es sich um eine 2-Platten- Konstruktion, bei der der Vorformling (1) durch einen in der Trennebene verlaufenden Anguß (2) außerhalb der Trennebene angespritzt wird. Der gespritzte Vorform­ ling wird durch maschinenunabhängig oder maschinenab­ hängig gesteuerte Druckkolben in eine neue Lage ge­ bracht.

Durch das Verschieben des Spritzlings wird der Anguß­ punkt abgeschert. Befindet sich der Vorformling in der neuen Lage, kann der Verstreckvorgang durch zusätzli­ che Kolbenkraft vorgenommen werden, wenn der andere Kolben blockiert wird. Es fließt dabei das Plastomer in die neue Formhöhlung und es werden auf diese Weise orientierte, hochfeste Bereiche hergestellt (3).

Der Weg, den Kolben A aufbringt, wird z. B. durch die schiefe Ebene, gesteuert durch Kolben B, fixiert.

Prinzipiell ist daraus zu ersehen, daß während des ganzen Verstreckvorgangs das Werkzeug geschlossen bleibt. Sowohl das verstreckte Teil als auch der An­ guß, der noch in der Trennebene liegt, können auf ein­ fache Art beim Öffnen des Werkzeugs ausgestoßen wer­ den. Die Abkühlung des Teils wird dadurch beschleu­ nigt, weil das 2. Formnest kühler gehalten wird. Die Verstreckung wird bei einer vorher bestimmten und festgelegten Temperatur, festgelegt durch Verstreck­ zeit und Abkühlzeit des Spritzlings, so eingestellt, daß optimale Orientierungen erreicht werden.

Durch das weitere Abkühlen nach dem Verstrecken in dem geschlossenen Werkzeug unter Verstreckdruck wird eine Fixierung der eingebrachten Orientierungen erreicht.

Durch entsprechende Modifizierung des Werkzeugs und des Verstreckmechanismus können Kunststoffteile, z. B. Räder, hergestellt werden, bei denen nicht nur die Zähne hohe Orientierungen aufweisen, sondern es kann auch ein Teil der Scheibe durch Verstrecken orientiert und somit verfestigt sein. In Abb. 6 ist ein Teil dar­ gestellt, bei dem durch den konischen Innenstempel auch Orientierungen in der Scheibe entstehen.

Neben der Bildung neuer Oberflächen, wie in Abb. 6 beschrieben, ist es auch möglich, durch Verstrecken zusätzliche Hohlräume mit neuen Strukturen zu erzeu­ gen. Abb. 7 zeigt eine Nut, die durch einen Innenstem­ pel hergestellt worden ist. Es ist dabei das Teil von außen fest ins Format eingebettet, so daß sich der Außendurchmesser nicht verändern kann. Man erhält so­ mit ein insgesamt höher verdichetes Teil, das im Be­ reich der Nut Orientierungen aufweist.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung technischer Kunststoff­ teile mit belastungsgerechten Strukturen durch Ex­ trusion oder Spritzgießen eines Vorformlings, bei dem der Vorformling in einem Formnest gebildet und anschließend verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling vor dem Verformen in ein neues Formnest unter Abscherung des Angusses in dem ge­ schlossenen Werkzeug verschoben und in dem neuen Formnest unter der Verformung verstreckt wird, wo­ bei das neue Formnest stärker gekühlt wird als das erste Formnest.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstreckung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen in der Trennebene verlaufenden Anguß außerhalb der Trenn­ ebene angespritzt wird.

4. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Herstellung von rotationssymmetrischen Teilen mit partiell hohen Festigkeiten wie Zahn­ rädern oder dergleichen.