DE3047191C2

DE3047191C2 - Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus Polyamid

Info

Publication number: DE3047191C2
Application number: DE19803047191
Authority: DE
Inventors: Hans-Erich 8501 Heroldsberg Wagner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-15
Filing date: 1980-12-15
Publication date: 1983-08-18
Also published as: DE3047191A1

Description

dadurch gekennzeichnet.

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— daß als Kern ein Metallkörper vertikal in die Form eingesetzt wird,

— daß die Schmelze von unten mit einer Temperatur in die Form eingebracht wird und eine Temperaturdifferenz von höchstens 30⁰C unterhalb der Temperatur von Form und Metallkörper aufweist,

— daß das Formteil gesteuert so abgekühlt wird, daß sich innerhalb des Formteils keine Temperaturdifferenz von mehr als 15° C ergibt,

— und daß das Verhältnis der Außenabmessungen von Formteil und Metallkörper größer oder gleich 1,9 gewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallkörper mit äußerer Profilierung verwendet wird.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einen inneren Hohlraum aufweisenden Formteils aus Polyamid durch anionische Blockpolymerisation, bei welchem in eine die äußere Gestalt des Formteils bestimmende Form zunächst ein Kern eingesetzt wird, danach Form und Kern auf die gleiche Temperatur erwärmt werden, anschließend eine aus mindestens zwei Polyamidtypen bestehende Schmelze, deren Temperatur niedriger als die Temperatur von Form und Kern ist, in die Form eingebracht wird und abschließend das Formteil in der Form abgekühlt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DD-PS 78 877 bekannt. Es sollen mit dem in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahren die Schwierigkeiten umgangen werden, die sich bei der Herstellung von Gießkörpern aus Polyamid ergeben, wenn die Schmelze beispielsweise direkt an einen aus Metall bestehenden Kern gegossen wird. Ein Gießkörper aus Polyamid unierliegt nämlich während di-r Polymerisation und W beim Abkühlen einem Schwund, der eine Volumenkontraktion von etwa 15% im Gießkörper bedeutet. Es werden daher im Gießkörper erhebliche Spannungen erzeugt, die dazu führen können, daß der Gießkörper beschädigt wird oder sogar zerspringt. Um diese Gefahr auszuschließen, wird bei diesem bekannten Verfahren ein Kern verwendet, der aus einem Metallkörper und einer denselben umgebenden elastischen Schicht aus Silikonkautschuk besteht. Dieser beschichtete Kern wird in eine Form eingebracht und gemeinsam mit derselben erwärmt. Danach wird die eine niedrigere Temperatur als Kern und Form aufweisende Schmelze in die Form eingebracht. Die Schmelze kann dabei bis zu 20⁰C kälter als Kern und Form sein. Der Gießkörper drückt dann durch seine bei Polymerisation und Abkühlung auftretende Volumenkontraktion die elastische Schicht auf dem Kern fest zusammen und der fertige Polyamidkörper sitzt ohne Beschädigungsgefahr fest auf dem Kern. Dieses bekannte Verfahren ist wegen der auf den Kern aufzubringenden elastischen Schicht aufwendig und teuer, da zusätzliches Material und ein zusätzlicher Arbeitsgang benötigt werden. Außerdem verbleibt das Material dieser Schicht im fertigen Bauteil als Zwischenschicht Axial und in Umfangsrichtung auf den Polyamidkörper einwirkende Kräfte turnen daher leicht zu einer Lösung des Kerns aus dem Polyamidkörper führen, so daß das gesamte Formteil unbrauchbar wird.

Die DE-OS 19 10 175 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Polyamid durch Gießen einer Schmelze in eine Form. Es sollen hier aber nur homogene Polyamidkörper ohne einen eingegossenen Kern aus einem anderen Material hergestellt werden. Die beim Eingießen derartiger Kerne entstehenden Schwierigkeiten, wie sie aus der obenerwähnten DD-PS 78 877 hervorgehen, treten hier nicht auf. Es wird in dieser Druckschrift erwähnt, daß die Temperatur der Masse (Schmelze) in jedem Polymerisationsstadium in jedem Volumenteil gleich sein sollte, um Lunker und Spannungen zu vermeiden. Dieser Hinweis bezieht sich nur auf die Polymerisationsphase der Schmelze und dabei insbesondere auf die Teile in der Nähe der Formwand, die zur Vermeidung von Temperaturunterschieden in der Schmelze beheizt werden kann. Weiterhin ist in dieser Druckschrift angegeben, daß die Temperatur der Form auf das arithmetische Mittel zwischen Anfangs- und Endtemperatur der reagierenden Schmelze eingestellt werden kann, die sich während der Polymerisation durch chemische Reaktion um 50 bis 55° C erhöht. Die Form hat dann also auf jeden Fall eine höhere Temperatur als die Schmelze.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein durch Gießen hergestelltes Formteil aus Polyamid ohne zusätzlichen Aufwand und insbesondere ohne den Einsatz einer Zwischenschicht mechanisch fest nv.i einem Metallkörper verbunden werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

— daß als Kern ein Metallkörper vertikal in die Form eingesetzt wird.

— daß die Schmelze von unten mit einer Temperatur in die Form eingebracht wird und eine Temperaturdifferenz von höchstens 30⁰C unterhalb der Temperatur von Form und Metallkörper aufweist.

— daß das Formteil gesteuert so abgekühlt wird, daß sich innerhalb des Formteils keine Temperaturdifferenz von mehr als 15° C ergibt

— und daß das Verhältnis der Außenabmcssungen von Formteil und Metallkörper größer oder gleich 1.9 gewählt wird.

Mit diesem Verfahren ist auf einfache Weise und ohne

Einsatz zusatzlicher Teile sichergestellt, daß zwischen dem Metallkörper und dem Polyamidkörper ein so fester Verbund besteht, daß auch große Kräfte, die axial oder in Umfangsrichtung auf den Polyamidkörper einwirken, voll auf den Metallkörper übertragen werden. Erreicht wird dies einerseits durch die gezielte Erwärmung der Schmelze im Verhältnis zur Temperatur von Form und Metallkörper und andererseits durch die genau gesteuerte Abkühlung des Formteils nach Beendigung der Polymerisationsphase. Von Bedeutung ist dabei auch, daß die Außenabmessungen von Formteil und Metallkörper so aufeinander abgestimmt werden, daß ein Mindestmaß für die Wandstärke des gegossenen Polyamid-Formteils nicht unterschritten wird. Der feste Verbund zwischen dem Polyamid-Formteil und dem Metallkörper ist so ohne vermittelnde Zwischenschicht direkt hergestellt

In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Metallkörper verwendet, der eine Profilierung aufweist. Neben dem festen Verbund von Formteil und Metallkörper ergibt sich dadurch zusätzlich noch der Effekt einer Verklammerung zwischen beiden Teilen.

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden als Ausführungsbeispiel erläutert. Es ist beispielsweise

bei der Herstellung von Walzen und Transportschnekken anwendbar, bei denen hohe Querkräfte aufgenommen oder Schwingungen abgebaut werden müssen.

In eine Standguß-Form, deren Höhe im Verhältnis zu ihrem lichten Durchmesser relativ groß ist, wird ein Metallkörper, zum Beispiel eine Spindel oder ein Rohr, zentrisch eingebracht und fixiert. Form und Metallkörper werden gemeinsam auf Arbeitstemperatur erwärmt, beispielsweise auf eine Temperatur von 120 bis 135° C. Nach Erreichen der Arbeitstemperatur wird ein Copolymerisat des Polyamids langsam von unten in die Form eingefüllt Bei dem Copolymerisat handelt es sich um ein Gemisch aus zwei Guß-Polyamidtypen, wobei jede Type eine unterschiedliche Anzahl von CH2-Gruppen aufweist.

Beim Ausfüllen des ringförmigen Spalts zwischen Form und Metallkörper sollte die Steiggeschwindigkeit der Schmelze zwei Meter pro Minute nicht überschreiten. Die Temperatur der Schmelze liegt hier ca. 20⁰C unterhalb der Temperatur von Form und Metallkörper. Nach Beendigung des Gießvorganges wird das gefertigte Formteil in der eigenen Wärme langsam abgekühlt, und zwar so, daß an keiner Stelle des Formteils eine Temperaturdifferenz von mehr als 15°C auftritt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines einen inneren Hohlraum aufweisenden Formteils aus Polyamid durch anionische Blockpolymerisation, bei welchem

— in eine die äußere Gestalt des Formteils bestimmende Form zunächst ein Kern eingesetzt wird,

— danach Form und Kern auf die gleiche Temperatur erwärmt werden,

— anschließend eine aus mindestens zwei Poiyamidtypen bestehende Schmelze, deren Temperatur niedriger als die Temperatur von Form und Kern ist, in die Form eingebracht wird

— und abschließend das Formteil in der Form abgekühlt wird.