DE3247000A1 - Device for producing plastic moulded articles - Google Patents
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Abstract
Description
Vorrichtung ZLu# Herstellung von Kunststoff-FormkOrpernDevice ZLu # Manufacture of plastic moldings
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formkörpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an apparatus for producing Plastic moldings according to the preamble of claim 1.
Aus dem DE-Gm 80 34 325 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formkörpeni mit einer kompakten Außenhaut aus treibmittelfreiem Kunststoff und einem porigen Kern aus treibmittelhaltigem Kunststoff bekannt. Diese Vorrichtung besteht aus einem Spritzkopf, der einerseits gegen eine Form zum Anliegen bringbar ist und dem andererseits zwei getrennte Spritzeinheiten zugeordnet sind. Die beiden Spritzeinheiten, die beispielsweise als Extruder ausgebildet sind, liefern die unterschiedlichen Kunststoffmassen, d.h. die eine Spritzeinheit fördert die plastifizierte, kompakte, also treibmittelfreie Kunststoffmasse, während die andere Spritzeinheit plastifizierte, treibmittelhaltige Kunststoffmasse abgibt. Der Spritzkopf besitzt einen in eine Ausspritzöffnung übergehendenKanal, in den mit axialem Abstand von der Ausspritzöffnung und voneinander zwei Zuführkanäle münden, die mit den beiden Spritzeinheiten verbunden sind. In dem Kanal ist eine axial verschiebbare Schließnadel angeordnet, mit der die beiden Zuführkanäle vom Kanal abtrennbar und die Ausspritzöffnung durch ein kegelförmiges Endstück absperrbar ist. Diese Spritzkopfausbildung gestattet es, beide Zuführkanäle und die Ausspritzöffnung gleichzeitig abzusperren, die Ausspritzöffnung und den derselben am nächsten liegenden Zuführkanal freizugeben sowie die Ausspritzöffnung und beide Zuführkanäle gleichzeitig freizugeben. Mit einer solchen Spritzkopfausbildung ist es jedoch nicht möglich, die Aussprltzöffnung und den am weitesten von derselben entfernten Zuführkanal freizugeben und gleichzeitig den der Ausspritzöffnung benachbarten Zuführkanal geschlossen zu halten. Dadurch ist es nicht möglich, einen kontinuierlichen übergang von der kompakten Kunststoffmasse auf die treibmittelhaitige Kunststoffmasse und umgekehrt zu erzielen. Um dies zu erreichen, müssen in die ~-führkanäle dieses Spritzkopfes besondere Absperreinrichtungen eingesetzt werden, durch die sich der Herstellungs#aufwand erheblich erhöht.DE-Gm 80 34 325 discloses a device for producing plastic molded bodies with a compact outer skin made of propellant-free plastic and a porous one Core made of propellant-containing plastic known. This device consists of one Spray head, which on the one hand can be brought to bear against a mold and on the other hand two separate injection units are assigned. The two injection units that are designed as an extruder, for example, deliver the different plastic masses, i.e. one injection unit conveys the plasticized, compact, i.e. propellant-free Plastic compound, while the other injection unit is plasticized, containing blowing agent Releases plastic mass. The spray head has a channel merging into an injection opening, in the two feed channels at an axial distance from the injection opening and from each other open, which are connected to the two injection units. There's one in the canal arranged axially displaceable closing needle, with which the two feed channels from Channel can be separated and the injection opening can be shut off by a conical end piece is. This spray head design allows both feed channels and the injection opening shut off at the same time, the injection opening and the one closest to it Release feed channel and the injection opening and both feed channels at the same time to release. With such a spray head design, however, it is not possible to clear the spray opening and the feed channel furthest from it and at the same time the supply channel adjacent to the injection opening is closed keep. As a result, it is not possible to have a continuous transition from the compact plastic compound on the propellant-containing plastic compound and vice versa to achieve. In order to achieve this, this spray head must be inserted into the ducts special shut-off devices are used, which reduce the manufacturing effort increased significantly.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Forrrkörpern mit einer kompakten Außenhaut aus treibmlttelfreiem Kunststoff und mit einem porigen Kern aus treibmittelhaltigem Kunststoff so auszubilden, daß unter gleichzeitiger Verringerung des Herstellungsaufwandes beim Spritzvorgang ein kontinuierlicher uebergang von der einen Kunststoffmasse auf die andere Kunststoffmasse und umgekehrt möglich ist.The invention is therefore based on the object of a device for the production of plastic moldings with a compact outer skin made from propellant-free Plastic and with a porous core made of propellant-containing plastic in such a way that that while reducing the manufacturing cost in the injection molding process a continuous transition from one plastic compound to the other plastic compound and vice versa is possible.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale vorgeschlagen. Durch diese Ausbildung der Vorrichtung ist ein kontinuierlicher übergang von koakter Kunststoffmasse zu treibmittelhaltiger Kunststoffmasse ohne Anordnung von besonderen Absperrvorrichtungen möglich. Zusätzlich wird hier erreicht, daß ohne besondere Absperrvorrichtungen sowohl treibmittelfreie Kunststoffmasse als auch treibmittelhaltige Kunststoffmasse getrennt in die Form eingespritzt werden können.To solve this problem, the characteristics of the claim 1 proposed features listed. This design of the device is a continuous transition from coact plastic to those containing propellant Plastic compound possible without the arrangement of special shut-off devices. Additionally is achieved here that both propellant-free without special shut-off devices Plastic compound and propellant-containing plastic compound separately in the mold can be injected.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und Fig. 2 bis 4 den die Schließnadel aufnehmenden Kanal mit der Schließnadel in unterschiedlichen Stellungen.The invention is illustrated below with reference to a drawing Embodiment explained in more detail. 1 shows a section through a Device according to the invention and FIGS. 2 to 4 which receive the closing needle Channel with the closing needle in different positions.
Von einer Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formkörpern mit einer kompakten Außenhaut aus treibmittelfreiem Kunststoff und mit einem porigen Kern aus treibmittelhaltigem Kunststoff ist in der Fig. 2 der Zeichnung nur ein Spritzkopf 1 in vereinfachter Weise dargestellt, der über ein Mundstück 2 an einer Angußbuchse 3 einer vereinfacht gezeichneten Form 4 mit Formhohlraum 5 anliegt. Von dem Mundstück 2 erstreckt sich ein Kanal 6 durch den Spritzkopf 1 der eine axial verschiebbare Schließnadel 7 aufnimmt. An seinem dem mundstück 2 abgewandten Ende ist die Schließnadel 7 mit einem nur angedeuteten, bspw. hydraulisch beaufschlagbaren Verschiebeantrieb 8 verbunden. Mit Abstand vom Mundstück 2, das eine Ausspritzöffnung 9 besitzt, mündet unter einem Winkel von etwa 500 ein Zuführkanal 10 in den Kanal 6, wobei der Zuführkanal 10 an seinem aus dem Spritzkopf 1 herausgeführten Ende mit einer nicht gezeichneten Spritzeinheit verbunden ist. Über den Zuführkanal 10 wird treibmittelhaltiger Kunststoff "B" dem Spritzkopf 1 zugeführt. Mit axialem Abstand von dem Zuführkanal 10 mündet ein weiterer Zuführkanal 11, ebenfalls unter einem Winkel von etwa 450, in den Kanal 6. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Zuführkanal 11 um 1800 gegenüber dem Zuführkanal 10 versetzt angeordnet. An den Zuführkanal 11 ist ebenfalls eine nicht gezeichnete Spritzeinheit angeschlossen, über die treibmittelfreier Kunststoff "A" in den Spritzkopf 1 gelangt.From a device for the production of plastic moldings with a compact outer skin made of propellant-free plastic and with a porous Core made of propellant-containing plastic is only one in FIG. 2 of the drawing Spray head 1 shown in a simplified manner, which has a mouthpiece 2 on a Sprue bushing 3 of a simplified form 4 with mold cavity 5 is applied. From the mouthpiece 2, a channel 6 extends axially through the spray head 1 of the one slidable closing needle 7 receives. At its end facing away from the mouthpiece 2 the closing needle 7 is only indicated with a e.g. hydraulic actable displacement drive 8 connected. At a distance from the mouthpiece 2, the has an injection opening 9, a feed channel opens at an angle of approximately 500 10 into the channel 6, the feed channel 10 leading out of the spray head 1 at its End is connected to an injection unit, not shown. Via the feed channel 10, plastic "B" containing propellant is fed to the injection head 1. With axial At a distance from the feed channel 10, another feed channel 11 opens, also below an angle of about 450, in the channel 6. In the illustrated embodiment is the feed channel 11 is arranged offset by 1800 with respect to the feed channel 10. At the feed channel 11 is also connected to an injection unit, not shown, The plastic "A", which is free of propellant, enters the spray head 1.
In die Schließnadel 7 ist ein Verbindungskanal 12 eingearbeitet, der in diesem Ausführungsbeispiel über zwei winklig zueinander angeordnete Offnungen 13 derart in der freien kegelförmigen Stirnfläche 14 der Schließnadel 7 mündet, daß die öffnungen 13 in der Stellung der Schließnadel 7 gemäß Fig. 1 durch eine entsprechende schräge Fläche des Mundstücks 3 geschlossen sind. über diesen Verbindungskanal 12 kann der Zuführkanal 11 mit der Ausspritzöffnung 9 des Mundstückes 2 verbunden werden Dazu weist der im wesentlichen in axialer Richtung verlaufende Verbindungskanal 12 eine radial gerichtete Austrittsöffnung 15 auf, die sich bis zur Mantelfläche des Kanales 6 erstreckt. In der Schließstellung der Schließnadel 7 gemäß Fig. 1 ist die radiale Austrittsöffnung 15 so in der Schließnadel 7 eingearbeitet, daß sich deren vordere, der freien Stirnfläche 14 der Schließnadel 7 zugewandte Kante 16 im Bereich der Wandung des Kanales 6 zwischen dem Mundstück 2 und dem Zuführkanal 11 befindet. Während die hintere der Stirnfläche 14 abgewandte Kante 17 der radialen Austrittsöffnung 15 hinter der Vorderkante 18 des Zuführkanales 11 angeordnet ist, so daß sich in dieser Stellung der Schließnadel 7 die radiale Austrittsöffnung 15 zumindest geringfügig mit dem Zuführkanal 11 überdeckt. Der axiale Abstand der vorderen Kante 16 der radialen Austrittsöffnung 15 von der freien Stirnfläche 14 der Schließnadel 7 ist größer als der kleinste axiale Abstand zwischen der Vorderkante 20 des Zuführkanales 10 und der Vorderkante 18 des Zuführkanales 11 aber kleiner als der größte axiale Abstand zwischen der Vorderkante 20 des Zuführkanales 10 und der Hinterkante 21 des Zuführkanales 11 ausgebildet. Dadurch ist es, wie weiter unten erläutert, möglich, die beiden Zuführkanäle 10,11 sowohl getrennt als auch ge-.In the closing needle 7, a connecting channel 12 is incorporated, which in this exemplary embodiment via two openings arranged at an angle to one another 13 opens in such a way in the free conical end face 14 of the closing needle 7, that the openings 13 in the position of the closing needle 7 according to FIG. 1 by a corresponding inclined surface of the mouthpiece 3 are closed. via this connection channel 12, the feed channel 11 can be connected to the injection opening 9 of the mouthpiece 2 For this purpose, the connecting channel running essentially in the axial direction has 12 a radially directed outlet opening 15, which extends up to the lateral surface of the channel 6 extends. In the closed position of the closing needle 7 according to FIG. 1 the radial outlet opening 15 is incorporated in the closing needle 7 that their front edge facing the free end face 14 of the closing needle 7 16 in the area of the wall of the channel 6 between the mouthpiece 2 and the feed channel 11 is located. While the rear edge 17 facing away from the end face 14 is the radial The outlet opening 15 is arranged behind the front edge 18 of the feed channel 11, so that in this position of the closing needle 7 the radial outlet opening 15 covered at least slightly by the feed channel 11. The axial distance of the front Edge 16 of the radial outlet opening 15 from the free end face 14 of the closing needle 7 is greater than the smallest axial distance between the front edge 20 of the feed channel 10 and the leading edge 18 of the feed channel 11 but smaller than the largest axial one Distance between the front edge 20 of the feed channel 10 and the rear edge 21 of the feed channel 11 is formed. As a result, as explained below, possible, the two feed channels 10,11 both separately and ge.
meinsam mit der Ausspritzöffnung 9 in Strömungsverbindung zu bringen.to bring together with the ejection opening 9 in flow connection.
In der Fig. 1 befindet sich die Schließnadel 7 in ihrer Schließstellung, in der sie mit ihrer kegelförmigen Stirnfläche 14 am Mundstück 2 anliegt.In Fig. 1, the closing needle 7 is in its closed position, in which it rests with its conical end face 14 on the mouthpiece 2.
Die Öffnungen 13 sind geschlossen. Die Form 4 ist leer urd für einen neuen Spritzvosgang bereit. In dem Zuführkanal 10 befindet sich treibmittelhaltiger Kunststoff "B", und der Zuführkanal 11 ist mit treibmittelfreiem Kunststoff "A" gefüllt, wobei der treibmittelfreie Kunststoff "A" durch die geringfügige überdeckung des Zuführkanales 11 mit dem Verbindungskanal 12 auch denselben ausfüllt.The openings 13 are closed. Form 4 is empty and for one new spray process ready. In the feed channel 10 there is propellant-containing Plastic "B", and the feed channel 11 is made of propellant-free plastic "A" filled, the propellant-free plastic "A" due to the slight overlap of the feed channel 11 with the connecting channel 12 also fills the same.
Zur Einleitung des Spritzvorganves wird die Schließnadel 7 durch den Verschiebeantrieb 8 aus ihrer Stellung gemäß Fig. 1 in die Stellung der Fig. 2 bewegt. Dadurch werden die öffnungen 13 freigegeben und der Verbindungskanal 12 ist vollflächig an den Zuführkanal 11 angeschlossen, so daß treibmittelfreier Kunststoff "A" über den Verbindungskanal 12 und die öffnungen 13 in den Kanal 6 und von hier über die Ausspritzöffnung 9 in den Formhohlraum 5 der Form 4 gelangen kann. Nach der Einspritzung einer vorgegebenen Menge des Kunststoffes "A" in den Formhohlraum 5 wird die Schließnadel 7 allmählich in die Stellung gemäß Fig. 3 bewegt.To initiate the Spritzvorganves the closing needle 7 is through the Displacement drive 8 moved from its position according to FIG. 1 into the position of FIG. As a result, the openings 13 are released and the connecting channel 12 is over the entire area connected to the feed channel 11 so that propellant-free plastic "A" over the connecting channel 12 and the openings 13 in the channel 6 and from here via the Injection opening 9 can enter the mold cavity 5 of the mold 4. After the injection A predetermined amount of the plastic "A" in the mold cavity 5 becomes the closing needle 7 gradually moved into the position shown in FIG.
Unter gleichzeitiger Einspritzung von kompaktem Kunststoff "A" dringt nun treibmittelhaltiger Kunststoff "B" aus dem Zuführkanal 10 in das Zentrum des kompakten Kunststoffes "A" und strömt mit diesem aus dem Kanal 6 über die Ausspritzöffnung 9 in den Formhohlraum 5 der Form 4.With simultaneous injection of compact plastic "A" penetrates Now propellant-containing plastic "B" from the feed channel 10 into the center of the compact plastic "A" and flows with this out of the channel 6 via the injection opening 9 into the mold cavity 5 of the mold 4.
Da in dieser Stellung der Schließnadel 7 der Zuführkanal 11 den Verbindungskanal 12 nur teilweise überdeckt, ist der Anteil an kompaktem Kunststoff "A" gering. Mit der weiteren Bewegung der Schließnadel 7 wird der Zuführkanal 11 vollständig geschlossen, so daß jetzt nur treibmittelhaltiger Kunststoff "B" in den Formhohlraum 5 strömt, wobei sich an der Wandung des Formhohlraumes 5 eine düle Schicht aus kompaktem Kunststoff "A" ausbildet. Dies wird dadurch erreicht, daß sich im normalerweise drucklosen Formhohlraum 5 der treibmittelhaltige Kunststoff "B" ausdehnen bzw. aufschäumen kann.Since in this position of the closing needle 7 of the feed channel 11 is the connecting channel 12 is only partially covered, the proportion of compact plastic "A" is low. With the further movement of the closing needle 7, the feed channel 11 is completely closed, so that now only plastic "B" containing blowing agent flows into the mold cavity 5, with a thin layer of compact plastic on the wall of the mold cavity 5 "A" trains. This is achieved in that the normally pressureless Expand or foam the mold cavity 5 of the blowing agent-containing plastic "B" can.
Sobald sich eine vorgegebene Menge des Kunststoffes "B" im Formhohlraum 5 befindet, wird die Schließnadel wieder allmählich über die Stellungen der Fig. 3 und 2 in die Stellung gemäß Fig. 1 bewegt. Dabei nimmt der Anteil an treibmittelhaltigem Kunststoff "B" ab, während die Menge des treibmittelfreien Kunststoffes "A" zunimmt. In der Stellung der Schließnadel 7 gemäß Fig. 1 sind die öffnungen 13 und damit der zanal 12 wieder verschlossen. Nach dem Aushärten und Entfernen des im Formhohlraum 5 gebildeten Formkörpers kann die Form 4 entleert werden, die danach wieder zur Bildung eines neuen Formkörpers in der beschriebenen Weise zur Verfügung steht. Die einzelnen Stellungen der Schließnadel 7 gemäß den Fig. 1 bis 4 können in an sich bekannter Weise durch den hydraulischen Verschiebeantrieb 8 vorgegeben werden. In Abänderung des gezeichneten Ausführungsbeispieles ist es möglich, den Kanal 12 zentrisch im kegelförmigen Endstück der Schließnadel 7 münden zu lassen, wobei jedoch in der Stellung der Schließnadel 7 gemäß Fig. 1 keine überdeckung zwischen dem Zuführkanal 11 und dem Verbindungskanal 12 vorhanden sein darf. Der Kanal 12 ist im Bereich der kegelförmigen Stirnfläche 14 dann entweder offen ausgebildet oder mit einem Rückschlagventil versehen.As soon as there is a predetermined amount of plastic "B" in the mold cavity 5 is located, the closing needle is again gradually over the positions of Fig. 3 and 2 moved into the position shown in FIG. The proportion of propellant-containing Plastic "B" decreases while the amount of propellant-free plastic "A" increases. In the position of the closing needle 7 according to FIG. 1, the openings 13 and thus the zanal 12 closed again. After curing and removing the in the mold cavity 5 formed body can be emptied the mold 4, which is then back to Formation of a new molded body is available in the manner described. The individual positions of the closing needle 7 according to FIGS. 1 to 4 can in an can be predetermined by the hydraulic displacement drive 8 in a known manner. In a modification of the illustrated embodiment, it is possible to use the channel 12 to open centrally in the conical end piece of the closing needle 7, however in the position of the closing needle 7 according to FIG. 1, there is no overlap between the feed channel 11 and the connecting channel 12 may be present. Channel 12 is in the area the conical end face 14 is then either open or with a Check valve provided.
Wenn die beiden Zuführkanäle 10, 11 nicht oder nicht ausreichend winkelversetzt gegeneinander angeordnet sind, muß der kleinste axiale Abstand zwischen den Kanten 18, 19 derselben größer als die axiale Ausdehnung der radialen Austrittsöffnung 15 ausgebildet sein.If the two feed channels 10, 11 are not angularly offset or not offset sufficiently are arranged against one another, the smallest axial distance between the edges must 18, 19 of the same greater than the axial extent of the radial outlet opening 15 be formed.
Durch Wahl einer entsprechenden Querschnittsform der Austrittsöffnung 15 und/oder des Zuführkanales 11 kann die Zunahme oder Abnahme des freien Strömungsquerschnitts beim öffnen oder beim Schließen des Zuführkanales 11 beeinflußt werden. Dies kann sich vorteilhaft beim Übergang von treibmittelfreiem Kunststoff "A" auf treibmittelhaltigen Kunststoff "B" auswirken.By choosing an appropriate cross-sectional shape for the outlet opening 15 and / or the feed channel 11 can increase or decrease the free flow cross-section be influenced when opening or closing the feed channel 11. This can advantageous when changing from plastic "A" free of propellant to propellant-containing plastic Impact plastic "B".
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