-
-
Formvorrichtung für Kunststoffe
-
Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Formvorrichtung zur Erzeugung
angußfreier geformter Teile an einer von Form zu Form vorliegenden Verbindungsfläche
beim Formen hochmolekularer chemischer Verbindungen, beispielsweise Plastikmaterial,
Gummi und dergleichen.
-
Es sind bereits Formvorrichtungen der erwahnten Art bekannt, welche
kein Beschneiden der erzeugten Gegenstände erfordern, nämlich aus der US-PS 2,883,704,
der US-PS 3,070,843, der US-PS 3,121,918 und der Japanischen OS 48-72258.
-
Aus der US-PS 2,883,704 ergibt sich eine Übergabe-Formvorrichtung,
bei welcher mehrere Hohlräume auf einer elastischen Platte angeordnet sind, wobei
in jeden Hohlraum eine Verbindung, welche die Füllkapazität å jedes Hohlraums genügend
übersteigt, eingeführt und erhärten gelassen werden kann. Bei dieser Formvorrichtung
ist es indessen schwer möglich, angußfreie geformte Teile in -wirksamer Weise zu
erzeugen, weil ein gewisser Anteil des in der Übergabeeinrichtung verbleibenden
formbaren Materials zwangsläufig erhärtet. Demgemäß ergibt sich ein beträchtlicher
Verlust an formbarem Material.
-
Die US-PS 3,070,843 beinhaltet eine Verbesserung der vorangehend abgehandelten
Formvorrichtung, welche darin besteht, daß nach Einfüllung einer gewissen Menge
formbaren Materials in einen Hohlraum lediglich der Hohlraum selbst in eine Beheizungs-
und Warmebehandlungseinrichtung jibergeben sowie das Material abschließend darin
gehärtet wird. Jedoch ist es auch bei dieser
Formvorrichtung nicht
möglich, angußfreie geformte Teile in wirksamer Weise zu erzeugen, weil das verbleibende
formbare Material zwar nicht aushärtet, jedoch erforderlich ist, um zumindest zwei
Druck aufgabeeinrichtungen einzurichten. Dem zufolge werden die Formungskosten sehr
hoch.
-
Aus der US-PS 3,121,918 (entsprechend der Japanischen AS 41-4837)
ist eine Formvorrichtung bekannt, bei welcher eine Kammer auf einer oberen Fläche
einer unteren Heizplatte angeordnet ist. Eine obere Fläche der Kammer ist durch
eine Membran überdeckt. Eine wärmebeständige Flüssigkeit wird in die Kammer eingefüllt
und unter Druckaufgabe gehalten. Die Membran wird durch unter Druck stehendes Fluid
ausgelenkt und hält auf diese Weise eine sehr dichte Berührung zwischen benachbarten
Formen. Eine solche Formvorrichtung ist denjenigen nach den beiden vorangehend abgehandelten
Druckschriften insofern überlegen, als lediglich ein einziger Hohlraum oder mehrere
Hohlräume in der Formvorrichtung vorgesehen sind und damit die Erzeugung angußfrei
geformter Teile besser möglich ist. Jedoch ist die Erzeugung solcher angußfreier
Teile dann nicht möglich, wenn in der Form vorrichtung viele Hohlräume vorgesehen
sind.
-
Gemäß der Japanischen 0S 48-72258 ist eine Formvorrichtung für Elastomermaterial
bekannt, bei welcher eine isolierende Platte aus wärmebeständigem Material zwischen
ein Ubergabeelement und einen entsprechenden Behandlungshohlraum eingefüllt wird.
Es wird eine ausreichende Menge formbaren Materials, welches die Kapazität des Hohlraumes
übersteigt, in diesen eingefüllt. Ohne Trennung der isolierenden Platte wird lediglich
das formbare Material innerhalb des Hohlraumes ausgehärtet, so daß eine Aushärtung
des in dem Übergabeelement verbleibenden Anteils des formbaren Materials vermieden
wird. Gemäß einer Durchfübrungs-
form eines zugehörigen Betriebsverfahrens
werden die Beheizung und die Wärmeaushärtung kontinuierlich in einem Arbeitsgang
durchgeführt. Jedoch ergibt sich hierbei eine längere Aushärtezeit bzw. eine verkürzte
Aushärtung. Zusätzlich muß eine besonders angeordnete Wärmeisolationspiatte hergestellt
werden.
-
Auf diese Weise ergibt sich eine Anzahl von Fehlermöglichkeiten und
eine unzweckmäßige Verfahrensdurchführung.
-
Die vorangehend erwähnten bekannten Vorrichtungen und Betriebsverfahren
werden derzeit in der industriellen Praxis noch nicht genützt, und zwar deshalb,
weil eine Berührung benachbarter Formen von Oberfläche zu Oberfläche eine sehr hohe
Bearbeitungsgenauigkeit erfordert, d.h. Abweichungen paralleler Ebenen von nicht
mehr als ein Mikron.
-
Es ist zwar technisch möglich, lediglich ein einziges angußfrei geformtes
Werkstück herzustellen, jedoch ist es bei der Herstellung mehrerer gleichzeitig
geformter angußfreier Werkstücke erforderlich, eine Oberflächenberührung der Formen
gegenüber entsprechenden Hohlräumen sehr genau und exakt zu überwachen, und es ist
dies technisch derzeit mit vertretbarem Aufwand nicht durchführbar.
-
Demgemäß ergeben sich für den vorangehend aufgeführten Stand der Technik
folgende Nachteile: 1) Das formbare Material wird gezwungen, in dem Ubergabeelement
zu verbleiben, so daß es dort unter Wärmeeinwirkung erhärtet.
-
2) Im Felle einer Spritzgußformung verbleibt wird Teil des formbaren
Materials in .indem Anguß#ini#uf?.
-
3) Um Verluste an formbarem Material zu vermeiden, das in dem Ubergabeelement
verbleibt, wurden verschiedene Einrichtungen entwickelt, beispielsweise der Einbau
eines Elementes zur Verhinderung eines Rückflusses des formbaren Materials. Jedoch
sind die Einrichtungskosten sehr hoch.
-
4) Um einen Verlust an verbleibendem formbaren Material zu vermeiden,
kann ein flexibles wara*-isolierendes Material zwischen dem Ubergabeelement und
einem Hohlraum angebracht werden. Jedoch wird hierbei die Wärmeleitfähj#eit im wesentlichen
beseitigt und die Wirtschaftlichkeit des Betriebes herabgemindert. Da das wärmeisolierende
Material besonders hergestellt werden muß, ergeben sich gesteigerte Kosten für die
Form.
-
5) Jegliche Deformation der Formen als auch von Klemmelementen als
Folge der Einwirkung hoher Temperaturen oder hohen Druckes zum Zeitpunkt -des Formvorganges
kann durch das verbleibende formbare Material nicht abgebaut werden.
-
6) Um die Deformation abzubauen, wird jede Form so hergestellt, daß
~ie eine gewisse Elastizität aufweist. Jedoch wird dadurch lediglich die Deformation
einer solchen starren Form abgebaut.
-
7) Eine durch eine Membran überdeckte Kammer ist in einem unteren
Formenklemmelement enthalten Nach der bereits vorangehend abgehandelten US-PS 3,121,918
wird eine wärmeisolierende Flüssigkeit in die obige Kammer eingefüllt, um jegliche
Deformation der Formen und der Klemmelemente zu vermeiden. Jedoch ist es unmöglich,
mit dieser Maßnahme einen gleichförmigen Druck auf den Hohlraum zu übertragen, und
zwar aus
den nachfolgend angegebenen Griindcn.
-
I) Die Membran muß eine beträchtliche Festigkeit aufweisen, um die
zum Verklemmen einer Form erforderliche Kraft auszuhalten. Auch muß die Membran
aus Metall bestehen. Dadurch ergibt sich wiederum eine ungenügende Flexibilität
Es ist auch unmöglich, eine Kontrolle in der Größenordnung von 1 Mikron bei einer
Verbindung eines Paares von Formen von Oberfläche zu Oberfläche durchzufu1ir#en.
-
II) Sofern irgendeine der Formen eine größere Abmessungsabweichung
aufweist oder die Paralleleinstellung der Formenoberfläche nicht stimmt, ist es
unmöglich, eine vollständige -Verbindung benachbarter Formen von Oberfläche zu Oberfläche
zu gewährleisten.
-
III) Da eine Metallmembran keine ausreichende Flexibilität aufweist,
ist es unmöglich, eine große Anzahl von Formen auf der Membran ¢nzuordnen. Die Anwendung
ist daher auf wenige Formen beschränkt, Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung
einer gegenüber dem vorangehend abgehandelten Stand der Technik verbesserten Spritzgußform'
welche die Erzeugung angußfrei geformter Teile ermöglicht, indem eine präzise Verbindung
eines Paares von Formen von Oberfläche zu Oberfläche erreicht wird. Dies ergibt
sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Die erfindungsgemä#e Formvorrichtung umfaßt ein oberes Halteelement
zum Festhalten zumindest einer
oberen Form mit einem Kanal, durch
welchen formbares Material hindurchtreten kann, sowie ein unteres Halteelement zum
Festhalten zumindest einer unteren Form mit einem Hohlraum, wobei eine gewisse Menge
an Fluid zwischen eine Bodenfläche der unteren Form and das untere Halteelement
eingefüllt wird. Auf diese Weise schwimmt die untere Form auf dem Fluid und ist
längs des unteren Halteelementes beweglich, so daß infolgedessen eine Verbindung
zwischen der Bodenfläche der oberen Form sowie der oberen Fläche der unteren Form
genau herstellbar ist weil das Fluid eine Rückdruckwirkung ausübt. Selbst wenn die
Höhe jeder Form bei einer großen Ansr.hi von Formpaaren unterschiedlich ist, wird
der Rückdruck des Fluids gleichförmig auf die einzelnen unteren Formen verteilt,
und zwar infolge der Bewegung des Fluids.
-
Auf diese Weise wird eine präzise Verbindung eines Paares von Formen
von Oberfläche zu Oberfläche erhalten.
-
Die Erfindung schafft auch eine Formvorrichtung1 bei welcher eine
präzise Verbindung eines Paares von Formen von Oberfläche zu Oberfläche ermöglicht
wird, selbst wenn eine Formklemmkraft in der Genauigkeit nicht ausreicht oder eine
Lagerplatte zur Auflagerung jeder Form hinsichtlich der Planparallelität ungenügend
ist. Die untere Form, welche schwimmfahig auf dem Fluid gehalten wird, weist nämlich
Mittel zur Kontrolle der Parallelität auf, indem in der unteren Form ein Dichtelement
vorgesehen ist. Ferner wird ein ausreichen(ler Raum unterhalb der unteren Formen
gebildet, so daß das Fluid frc-i bew>glich ist Gemäß einem Merkmal der Erfindung
muß lediglich eine Berührung eines Paares von Formen von Oberfläche zu
Oberfläche
genau sein. Selbst wenn andere Abschnitte entsprechend er Formen beispielsweise
in Bezug auf die Höhe, Breite und dergleichen ungenau sind oder eine größere Anzahl
von Paaren von Formen sorge sehen ist, wird der Rückdruck des Fluids infolge seiner
Bewegung gleichförmig auf die einzelnen unteren Formen übertragen. Auf diese Weise
können angußfrei geformte Teile in der Pormvorrichtung nach der Erfindung erzeugt
werden.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es bei einer abfalifreien
Formung nicht notwendig, eine besondere Wärmeisolationspiatte anzubringen.
-
Es können auch normale wärmeisolierende Platten verwendet werden.
Demgemäß wird die Formvorrichtung verhältnismäßig billig.
-
Der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Ausfiihrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Formvorrichtung
in Schnittdarstellung, Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 abgewandeltes Ausfthrungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Formvorrichtung in einer Darstellung analog Fig. 1, Fig.
3 die Formvorrichtung von Fig. 1, wobei eine dichte Verbindung von zwei in der Vorrichtung
enthaltenen Formen veranschaulicht ist, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Spritzgußform nach der Erfindung, ebenfalls in Schnittdarstellung, Gemäß Fig.
1 umfaßt ein Paar von Formen 1A (oder IB
oder 1C) eine untere Form
3 mit einem Hohlraum 2 und eine obere Form 4, welche eine obere Fläche 3a der unteren
Form 3 dicht berührt. Die untere Form 3 ist an ihrem unteren Teil mit einem kreisförmigen
Flansch 3b versehen, um dessen Umfang ein Dichtglied 5 verläuft. Ein unteres Halteelement
(oder ein Halter) 6 zum Halten der unteren Form 3 weist eine Führung 7 auf, längs
welcher die untere Form 3 aufgenommen werden kann, wobei eine Erweiterung 8 vorgesehen
ist, in welche das Dichtglied 5 eingeführt werden kann. Nachdem die untere Form
3 in die Führung 7 sowie in die Erweiterung 8 eingesetzt wurde, erfolgt die Anbringung
einer Platte 9 an dem Boden jedes Halteelementes mittels eines Dichtgliedes 10.
Die Platte 9 ist mit einer Anzahl von Durohtritten 11 versehen, durch welche ein
Fluid 16 zu treten vermag. Ferner ist die Platte 9 an einer weiteren Platte 12 mittels
eines Dichtgliedes 13 befestigt. Es wird ein Durchtritt 11' zwischen den Platten
9 und 12 gebildet, wobei das Fluid 16 diesen Durchtritt ausfüllt. Wie sich aus Fig.
1 ergibt, sind das untere Halteelement 6 und die beiden Platten 9, 12 an jeder Seite
durch einen Bolzen 30 lösbar befestigt.
-
Ferner ist zwischen einer Bodenfläche der unteren Form 3 sowie einer
oberen Fläche der Platte 9 ein Raum 14 gebildet. Die Höhe dieses Raumes 14 kann
eingestOllt werden; Der untere Teil 3b der unteren Form 3 kann innerhalb der Erweiterung
8 nach oben oder unttn bewegt werden. Die nach oben gerichtete Bewegung ist durch
eine Schulter 15 begrenzt.
-
Eine gewisse Menge des Fluids 16, beispielsweise Öl, wird in den Raum
14 eingefüllt. Bei dem Beispiel von Fig. 1 sind drei untere Formen 3 parallel zueinander
angeordnet.
Das in den Raum 14 eingefüllte Fluid 16 unterhalb jeder der unteren Formen 3 fließt
in die Durchtritte 11, 11'. Das Fluid 16 kann eine solche Viskosität aufweisen,
daß es unter Druckeinwirkung beweglich ist.
-
Die obere Form 4 ist an einem oberen Halteelement 17 befestigt und
steht der unteren Form 3 gegenüber. Der Hohlraum 2 in der unteren Form 3 steht mit
einer Öffnung eines Zwischenraumes in Verbindung, in welchen formbares Material
18, beispielsweise Gummi, Plastikmaterial und dergleichen einfüllbar ist.
-
Mittels eines Kolbens 19 ist es möglich, das formbare Material 18
in entsprechende Paare von Formen 1A, 1B, 1C unter Druckaufgabe einzufüllen. Ein
Topf 20 umgibt den Kolben 19. Der Kolben 19 ist mit einem oberen Lager 21 v'erbu##.
Die unterste Platte 12 ist mit einer Grundauf lage 22 verbunden.
-
Eine Gesamthöhe h eines Paares von Formen 13 im Mittelpunkt von Fig.
1 ist etwas geringer als diejenige der anderen Paare von Formen 1A, 10. Dies bedeutet,
daß eine Höhe h' der oberen Form 4 in dem Paar von Formen 1B etwas geringer ist
als bei der linksseitigen und rechtsseitigen oberen Form.
-
Wenn die entsprechenden oberen Formen 4 durch den Kolben 19 nach unten
gedrückt werden, liegt dessen Druck gleichförmig auf den Formen. Danach wird ein
Rückdruck des Fluids 16 vorzugsweise auf den linken und rechten Boden 3C der unteren
Form 3 übertragen.
-
Das nach unten gedrückte Fluid 16 überträgt sich als Rückdruck auf
den Boden 3C der unteren Form 3, welche sich in der. Mittelpunkt von Fig. 1 befindet.
Auf diese Weise verteilt sich der Rückdruck des Fluids 16
gleichförmig
auf die entsprechenden unteren Formen 3.
-
Trotz des Vorliegens einer Abmessungsdifferenz zwischen den einzelnen
Formen wird also infolge des Rückdruckes des Fluids 16 eine präzise Berührung von
Oberfläche zu Oberfläche innerhalb eines Paares von Formen Ii (oder 13 oder 1C)
bewirkt.
-
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist es notwendig,
lediglich die Genauigkeit einer Berührungsfläche benachbarter Formen zu steigern.
-
Dies ist sehr vorteilhaft für die Herstellung der Formvorrichtung.
Wie vorangehend erläutert wurde, war es bisher schwierig, angußfrei geformte Teile
zu erzeugen, wenn hochmolekulare chemische Verbindungen geformt wurden, indem eine
Anzahl von Formen verwendet wurde. Diese Schwierigkeit wird durch die vorliegende
Erfindung völlig beseitigt.
-
Gemäß Fig. 2 und 3 ist eine obere Fläche 3a1 einer unteren Form 3'
in einem Paar von Formen 1A' leicht abgo r; eneigt. geneigt. Ferner ist die Höhe
der unteren Form 3' in einem Paar von Formen 1C' geringer als bei anderen Formen,
d.h. daß eine obere Fläche 3a3 der unteren Form 3' abgesenkt ist. In dem vorangehend
abgehandelten Fall ist ein Innendurchmesser des Führungsteiles 7 genügend größer
als derjenige der unteren Form 3' ausgebildet. Unter diesen Voraussetzungen kann
die etwas geneigte obere Fläche 3a1 der unteren Form in dichte Berührung mit einer
Bodenfläche einer oberen Form 4' gebracht werden.
-
Selbst wenn eine untere Form 3' geneigt ist, kann diese demnach in
dichte Berührung mit der Bodenfläche der oberen Form 4' gebracht werden, und zwar
infolge des Rückdruckes des Fluids 16. Selbst wenn die Höhe einer unteren Form 3'
verringert wird, kann ein Paar
von Formen 1C' in dichte Berührung
miteinander gebracht werden, ebenfalls infolge des Rückdruckes des Fluids 16.
-
Fig. 3 zeigt ein Beispiel, bei welchem entsprechende Paare 1A', 1B'
und fC' in dichter und fester Berührung miteinander stehen.
-
Bei dem Ausfü.1irungsbei#piel gemäß Fig. 4, welche eine Spritzgußform
veranschaulicht, sind mehrere Paare von Formen in der Formvorrichtung enthalten.
-
Um einen Rückdruck auf entsprechende Bodenflächen von unteren Formen
Sw zu übertragen, ist Fluid in einen Raum unterhalb den entsprechenden Formenböden
eingefüllt. Wenn obere Formen 4" durch einen Druck einer Formplatte 23 angedrückt
werden, ergibt sich eine präzise Oberflächenberübrung entsprechend der Paare von
Formen infolge des Rückdruckes des Fluids 16. In der Formvorrichtung sind auch noch
eine Einspritzdüse 24 und ein Bauelement 25 aus wärmeisolierendem Material vorgesehen.
-
Bei jedem der vorangehend beschriebenen Beispiele ist das Fluid beweglich.
Wenn jedoch die Formen dauernd in der Formvorrichtung verbleiben, ohne daß sie durch
eine neue Form ersetzt werden, kann das Fluid nach der ersten Oberflächenberührung
eines Paares von Formen erhärten. In diesem Fall wird eine Stellung des Rückdruckes
des Fluids 16 dauernd unter dem Zustand aufrechterhalten, daß eine Oberfläch#nberührung
eines Paares von Formen in dichter und genauer Beziehung aufrechterhalten wird.
Es ist somit unnötig, die Dichtungsglieder vorzusehen Das Fluid, welches zum abschließenden
Erhärten vorgesehen ist, kann beispielsweise aus Silikongummi oder einem heißhärtendem
Harz bestehen.
-
Da gemäß der vorangehenden Beschreibung eine gewisse Menge von Fluid
in einen Raum unter entsprechenden Bodenflächen mehrerer Formen eingefüllt wird,
ergibt sich eine Ob erflächenb erührung entsprechender Paare von Formen in wirksamer
Weise und schnell, jeweils infolge des Rückdruckes des Fluids. Dem zufolge muß lediglich
eine Berührungsfläche der oberen Form und der unteren Form eben gestaltet sein.
Selbst wenn eine Höhenabmessung oder Dängenabmessung entsprechender Formen nicht
gleichförmig ist oder die Berührungsfläche eines Paares von Formen gegeneinander
geneigt ist kann eine dichte Berührung der Paare von Formen ersielt werden. Aus
diesem Grund wird es möglich, das Auftreten von geformten Teilen mit unerwünschten
Angüssen völlig zu vermeiden.
-
Die vorangehend erläuterten Betriebsverfahren und Vorrichtungen sind
entweder für Ubergabeformvorrichtungen oder Einspritzformvorrichtungen anwendbar.
-
Da der Rückdruck des Fluids ausgenützt wird, läßt sich eine genaue
Oberflächenberührung eines Paares von Formen leicht erzielen, so daß es nicht erforderlich
ist, einen Sonderwerkstoff in Betracht zu ziehen.
-
Leer seite