DE3247000C2

DE3247000C2 -

Info

Publication number: DE3247000C2
Application number: DE19823247000
Authority: DE
Inventors: Juergen 5912 Hilchenbach De Ehritt
Original assignee: Battenfeld GmbH
Current assignee: Battenfeld GmbH
Priority date: 1982-12-18
Filing date: 1982-12-18
Publication date: 1991-05-29
Also published as: DE3247000A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formkörpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for producing Plastic moldings according to the preamble of claim 1.

Aus dem DE-Gm 34 352 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunst stoff-Formkörpern mit einer kompakten Außenhaut aus treibmittelfreiem Kunststoff und einem porigen Kern aus treibmittelhaltigem Kunststoff bekannt. Diese Vorrichtung besteht aus einem Spritzkopf, der einer seits gegen eine Form zum Anliegen bringbar ist und dem andererseits zwei getrennte Spritzeinheiten zugeordnet sind. Die beiden Spritzein heiten, die beispielsweise als Extruder ausgebildet sind, liefern die unterschiedlichen Kunststoffmassen, d. h. die eine Spritzeinheit fördert die plastifizierte, kompakte, also treibmittelfreie Kunststoffmasse, wäh rend die andere Spritzeinheit plastifizierte, treibmittelhaltige Kunst stoffmasse abgibt. Der Spritzkopf besitzt einen in eine Ausspritzöffnung übergehender Kanal, 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 Ausspritz öffnung gleichzeitig abzusperren, die Ausspritzöffnung und den derselben am nächsten liegenden Zuführkanal freizugeben sowie die Ausspritzöffnung und beide Zuführkanäle gleichzeitig freizugeben. Mit einer solchen Spritz kopfausbildung ist es jedoch nicht möglich, die Ausspritzöffnung und den am weitesten von derselben entfernten Zuführkanal freizugeben und gleich zeitig den der Ausspritzöffnung benachbarten Zuführkanal geschlossen zu halten. Dadurch ist es nicht möglich, einen kontinuierlichen Übergang von der kompakten Kunststoffmasse auf die treibmittelhaltige Kunststoff masse und umgekehrt zu erzielen. Um dies zu erreichen, müssen in die Zu führkanäle dieses Spritzkopfes besondere Absperreinrichtungen eingesetzt werden, durch die sich der Herstellungsaufwand erheblich erhöht.DE-Gm 34 352 is a device for the production of art fabric molded bodies with a compact outer skin made of propellant-free Plastic and a porous core made of plastic containing blowing agents known. This device consists of a spray head, the one on the one hand can be brought to bear against a form and on the other hand two separate injection units are assigned. The two syringes Units, which are designed for example as extruders, deliver the different plastic masses, d. H. which promotes an injection unit the plasticized, compact, i.e. blowing agent-free plastic mass, wäh rend the other injection unit plasticized, blowing agent containing art emits mass. The spray head has one in an ejection opening merging channel, in the axial distance from the ejection opening and from each other two feed channels open, which with the two injection units are connected. There is an axially displaceable closing needle in the channel arranged with which the two feed channels can be separated from the channel and the Ejection opening can be shut off by a conical end piece. These Spray head design allows both feed channels and the ejection to shut off the opening at the same time, the ejection opening and the same to release the closest feed channel and the ejection opening and release both feed channels at the same time. With such a spray head training, however, it is not possible to the ejection opening and the most distant feed channel and equal closed in time the feed channel adjacent to the ejection opening hold. This makes it impossible to make a continuous transition from the compact plastic mass on the plastic containing blowing agent mass and vice versa. In order to achieve this, the guide channels of this spray head used special shut-off devices be, through which the manufacturing cost increases significantly.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formkörpern mit einer kompakten Außenhaut aus treibmittelfreiem Kunststoff und mit einem porigen Kern aus treib mittelhaltigem Kunststoff so auszubilden, daß unter gleichzeitiger Ver ringerung des Herstellungsaufwandes beim Spritzvorgang ein kontinuierlicher Übergang von der einen Kunststoffmasse auf die andere Kunststoffmasse und umgekehrt möglich ist.The invention is therefore based on the object of a device for Manufacture of plastic moldings with a compact outer skin made of blowing agent-free plastic and with a porous core made of blowing agent training medium-containing plastic so that with simultaneous Ver Reduction of the manufacturing effort during the spraying process is a continuous Transition from one plastic mass to the other plastic mass and vice versa is possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch diese Ausbildung der Vorrichtung ist ein kontinuierlicher Übergang von kompakter Kunststoffmasse zu treibmittel haltiger Kunststoffmasse ohne Anordnung von besonderen Absperrvorrichtungen möglich. Zusätzlich wird hier erreicht, daß ohne besondere Absperrvorrich tungen sowohl treibmittelfreie Kunststoffmasse als auch treibmittelhaltige Kunststoffmasse getrennt in die Form eingespritzt werden können.This task is accomplished by a device with the Features of claim 1 solved. This design of the device is a continuous transition from compact plastic mass to blowing agent containing plastic mass without arrangement of special shut-off devices possible. In addition, it is achieved here that no special shut-off device both plasticizer-free blowing agent and blowing agent-containing Plastic mass can be injected separately into the mold.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Dabei zeigtThe invention is based on the drawing of a Exemplary embodiment explained. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung, Fig. 1 shows a section through a device,

Fig. 2 bis 4 den die Schließnadel aufnehmenden Kanal mit der Schließnadel in unterschiedlichen Stellungen. Fig. 2 to 4 to the closed needle-receiving 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. 1 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 Formhohl raum 5 anliegt. Von dem Mundstück 2 erstreckt sich ein Kanal 6 durch den Spritzkopf 1 der eine axial verschiebbare Schließnadel 7 aufnimmt. An ihrem dem Mundstück 2 abgewandten Ende ist die Schließnadel 7 mit einem nur an gedeuteten, bspw. hydraulisch beaufschlagbaren Verschiebeantrieb 8 verbunden. Mit Abstand vom Mundstück 2, das eine Ausspritzöffnung 9 besitzt, mündet unter einem Winkel von etwa 50° ein Zuführkanal 10 in den Kanal 6, wobei der Zuführkanal 10 an seinem aus dem Spritzkopf 1 herausgeführten Ende mit einer nicht gezeichneten Spritzeinheit ver bunden ist. Über den Zuführkanal 10 wird treibmittelhaltiger Kunst stoff "B" dem Spritzkopf 1 zugeführt. Mit axialem Abstand von dem Zu führkanal 10 mündet ein weiterer Zuführkanal 11, ebenfalls unter einem Winkel von etwa 45°, in den Kanal 6. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Zuführkanal 11 um 180° gegenüber dem Zuführkanal 10 versetzt an geordnet. An den Zuführkanal 11 ist ebenfalls eine nicht gezeichnete Spritzeinheit angeschlossen, über die treibmittelfreier Kunststoff "A" in den Spritzkopf 1 gelangt.Of a device for the production of plastic moldings with a compact outer skin made of blowing agent-free plastic and with a porous core made of plastic containing blowing agent, only one spray head 1 is shown in a simplified manner in FIG. 1 of the drawing, which is connected via a mouthpiece 2 to a sprue bushing 3 a simplified drawn shape 4 with cavity 5 abuts. A channel 6 extends from the mouthpiece 2 through the spray head 1 and receives an axially displaceable closing needle 7 . At its end facing away from the mouthpiece 2 , the closing needle 7 is connected to a displacement drive 8 which can only be interpreted, for example hydraulically actuated. At a distance from the mouthpiece 2 , which has an ejection opening 9 , a supply channel 10 opens into the channel 6 at an angle of approximately 50 °, the supply channel 10 being connected at its end led out of the spray head 1 to an injection unit (not shown). Plastic "B" containing blowing agent is supplied to the spray head 1 via the feed channel 10 . At an axial distance from the feed channel 10 , another feed channel 11 opens into the channel 6 , also at an angle of approximately 45 °. In the illustrated embodiment, the feed channel 11 is arranged offset by 180 ° with respect to the feed channel 10 . An injection unit (not shown) is also connected to the feed channel 11 , via which plastic "A" free of blowing agent arrives in the injection head 1 .

In die Schließnadel 7 ist ein Verbindungskanal 12 eingearbeitet, der in diesem Ausführungsbeispiel über zwei winklig zueinander angeordnete Öff nungen 13 derart in der freien kegelförmigen Stirnfläche 14 der Schließ nadel 7 mündet, daß die Öffnungen 13 in der Stellung der Schließnadel 7 gemäß Fig. 1 durch eine entsprechende schräge Fläche des Mundstücks 2 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 Verbindungs kanal 12 eine radial gerichtete Austrittsöffnung 15 auf, die sich bis zur Mantelfläche des Kanales 6 erstreckt. In der Schließstellung der Schließ nadel 7 gemäß Fig. 1 ist die radiale Austrittsöffnung 15 so in der Schließ nadel 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 Austritts öffnung 15 hinter der Vorderkante 18 des Zuführkanales 11 angeordnet ist, so daß sich in dieser Stellung der Schließnadel 7 die radiale Austrittsöff nung 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 Vor derkante 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 meinsam mit der Ausspritzöffnung 9 in Strömungsverbindung zu bringen.In the closing needle 7 , a connecting channel 12 is incorporated, which in this embodiment has two openings 13 arranged at an angle to one another 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 a corresponding inclined surface of the mouthpiece 2 are closed. The feed channel 11 can be connected to the ejection opening 9 of the mouthpiece 2 via this connecting channel 12 . For this purpose, the connecting channel 12, which runs essentially in the axial direction, has a radially directed outlet opening 15 which extends up to the lateral surface of the channel 6 . In the closed position of the closure needle 7 in FIG. 1, the radial outlet opening 15 needle so in the closed 7 incorporated that their front, the free end face 14 of the closure needle 7 facing edge 16 in the region of the wall of the channel 6 between the mouthpiece 2 and the feed channel 11 is located. While the rear of the end face 14 facing away from edge 17 of the radial outlet opening 15 behind the leading edge 18 of the feed channel 11 is arranged so that at least slightly covers in this position of the closure needle 7, the radial Austrittsöff voltage 15 to 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 front edge 18 of the feed channel 11 but smaller than the largest axial distance between the front derkante 20 of the feed channel 10 and the rear edge 21 of the feed channel 11 is formed. This makes it possible, as explained further below, to bring the two feed channels 10 , 11 both separately and together with the ejection opening 9 into 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. Die Öffnungen 13 sind geschlossen. Die Form 4 ist leer und für einen neuen Spritzvorgang bereit. In dem Zuführkanal 10 befindet sich treibmittelhal tiger 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 Verbindungs kanal 12 auch denselben ausfüllt.In Fig. 1, the locking needle 7 is in its closed position, in which it rests with its conical end face 14 on the mouthpiece 2 . The openings 13 are closed. Form 4 is empty and ready for a new spraying process. In the feed channel 10 is treibmittelhal term plastic "B", and the feed channel 11 is filled with blowing agent-free plastic "A", the blowing agent-free plastic "A" by the slight overlap of the feed channel 11 with the connecting channel 12 also fills the same.

Zur Einleitung des Spritzvorganges wird die Schließnadel 7 durch den Ver schiebeantrieb 8 aus ihrer Stellung gemäß Fig. 1 in die Stellung der Fig. 2 bewegt. Dadurch werden die Öffnungen 13 freigegeben und der Ver bindungskanal 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 Ausspritzöff nung 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. 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. Da in dieser Stellung der Schließnadel 7 der Zuführkanal 11 den Ver bindungskanal 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 treib mittelhaltiger Kunststoff "B" in den Formhohlraum 5 strömt, wobei sich an der Wandung des Formhohlraumes 5 eine dünne Schicht aus kompaktem Kunststoff "A" ausbildet. Dies wird dadurch erreicht, daß sich im nor malerweise drucklosen Formhohlraum 5 der treibmittelhaltige Kunststoff "B" ausdehnen bzw. aufschäumen kann. To initiate the spraying process, the closing needle 7 is moved by the sliding actuator 8 from its position according to FIG. 1 into the position of FIG. 2. As a result, the openings 13 are released and the Ver connection channel 12 is connected over the full area to the feed channel 11 , so that blowing agent-free plastic "A" via the connecting channel 12 and the openings 13 in the channel 6 and from here via the opening 9 in the mold cavity 5th the form 4 can arrive. After a predetermined amount of the plastic "A" has been injected into the mold cavity 5 , the closing needle 7 is gradually moved into the position according to FIG. 3. With simultaneous injection of compact plastic "A", plastic "B" containing blowing agent now penetrates from the feed channel 10 into the center of the compact plastic "A" and flows with it from the channel 6 via the ejection opening 9 into the mold cavity 5 of the mold 4 . Since in this position the closing needle 7 of the supply channel 11 covers the connecting channel 12 only partially, the proportion of compact plastic "A" is low. With the further movement of the closure needle 7 of the feed channel is completely closed 11 so that now only blowing mittelhaltiger plastic "B" flows into the mold cavity 5, with 5 a thin layer of compact plastic "A" is formed on the wall of the mold cavity. This is achieved in that the blowing agent-containing plastic "B" can expand or foam in the normally pressureless mold cavity 5 .

Sobald sich eine vorgegebene Menge des Kunststoffes "B" im Formhohl raum 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 Kanal 12 wieder verschlossen. Nach dem Erkalten und Entfernen des im Form hohlraum 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 zen trisch 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 vor handen sein darf. Der Kanal 12 ist im Bereich der kegelförmigen Stirn fläche 14 dann entweder offen ausgebildet oder mit einem Rückschlagventil versehen.As soon as a predetermined amount of the plastic "B" is in the cavity 5 , the closing needle is gradually moved again over the positions of FIGS. 3 and 2 into the position shown in FIG. 1. The proportion of plastic "B" containing blowing agent decreases, while the amount of plastic "A" free of blowing agent increases. In the position of the closing needle 7 according to FIG. 1, the openings 13 and thus the channel 12 are closed again. After cooling and removal of the molded body formed in the mold cavity 5 , the mold 4 can be emptied, which is then available again for the formation of a new molded body in the manner described. The individual positions of the closing needle 7 according to FIGS. 1 to 4 can be predetermined in a manner known per se by the hydraulic displacement drive 8 . In a modification of the illustrated embodiment, it is possible to let the channel 12 open in the conical end piece of the closing needle 7 , but in the position of the closing needle 7 according to FIG. 1 there must be no overlap between the feed channel 11 and the connecting channel 12 . The channel 12 is then in the region of the conical end face 14 either open or provided with a check valve.

Wenn die beiden Zuführkanäle 10, 11 nicht oder nicht ausreichend win kelversetzt gegeneinander angeordnet sind, muß der kleinste axiale Ab stand zwischen den Kanten 18, 19 derselben größer als die axiale Aus dehnung der radialen Austrittsöffnung 15 ausgebildet sein.If the two feed channels 10 , 11 are not offset or not sufficiently offset against each other, the smallest axial distance from the edges 18 , 19 of the same must be greater than the axial extension from the radial outlet opening 15 .

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 treibmit telfreiem Kunststoff "A" auf treibmittelhaltigen Kunststoff "B" auswirken.By choosing a corresponding cross-sectional shape of the outlet opening 15 and / or the feed channel 11 , the increase or decrease in the free flow cross section when opening or closing the feed channel 11 can be influenced. This can have an advantageous effect on the transition from blowing agent-free plastic "A" to blowing agent-containing plastic "B".

Claims

1.Device for the production of plastic moldings with a compact outer skin made of blowing agent-free plastic and with a porous core made of plastic containing blowing agent, consisting of a spray head which can be brought into contact with a mold and has a passage which merges into an ejection opening, two at an axial distance from the ejection opening and feed channels for the two plastics opening into the channel as well as a closing needle which can be moved axially in the channel and with which the two feed channels can be separated from the channel and the ejection opening can be shut off by an end face, characterized in that in the closing needle ( 7 ) an essentially in Axial direction connecting channel ( 12 ) is arranged, on the one hand from the end face ( 14 ) and on the other hand - in the closed position of the closing needle ( 7 ) in the axial direction from the spray opening ( 9 ) radially in front of the more distant feed channel ( 11 ) from the Close needle (7) exits and that the front edge (16) of the inner radial exit opening (15) of the closure needle (7) of the connecting channel (12) from the free end face (14) at a distance, on the one hand greater than the minimum axial distance between the front edge ( 20 ) of the feed channel ( 10 ) and the front edge ( 18 ) of the feed channel ( 11 ) and on the other hand smaller than the greatest axial distance between the front edge ( 20 ) of the feed channel ( 10 ) and the rear edge ( 21 ) of the feed channel ( 11 ) is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two feed channels ( 10 and 11 ) are arranged at an angle to one another.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the axial extent of the outlet opening ( 15 ) is smaller than the smallest distance between the edges ( 18 , 19 ) of the two feed channels ( 10 and 11 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rear edge ( 17 ) of the inner radial outlet opening ( 15 ) of the connecting channel ( 12 ) in the closed position of the closing needle ( 7 ) a distance from the free end face ( 14 ) the closing needle ( 7 ), which is greater than the distance between the front edge ( 18 ) of the feed channel ( 11 ) from the free end face ( 14 ) of the closing needle ( 7 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connecting channel ( 12 ) via at least two openings ( 13 ) in the free end face ( 14 ) of the closing needle ( 7 ) opens.