DE3335442C2

DE3335442C2 - Spritzgießform zum Herstellen von Formkörpern aus vulkanisierbarem Material

Info

Publication number: DE3335442C2
Application number: DE3335442A
Authority: DE
Inventors: Bernhard 2807 Achim Jelinski; Otto 2811 Blender Paul; Lothar 2817 Dörverden Stuwe
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-11-14
Also published as: DE3335442A1

Abstract

Die Spritzgießform zum Herstellen von Formkörpern aus vulkanisierbarem Material, wobei zunächst Formkörperhälften hergestellt und anschließend zwei Formkörperhälften in ihrer Berührungsebene durch Ausvulkanisieren miteinander vernetzt werden, weist in den Bereichen, in denen die Berührungszonen der Formkörperhälften gebildet werden, Einsätze aus am nicht ausvulkanisiertem Material nichthaftenden Werkstoff mit einer niedrigen Wärmeleitzahl auf.

Description

Die Erfindurj betrifft eine Spritzgießform zum Herstellen von Formkörpern aus vulkanisierbarem Material, bestehend aus zwei Formhälhen, die mit einem zwischen bzw. in die Formhältten brir>gbaren Kern Formhohlräume für mindestens zwei Formkörperhälften bilden, wobei die Formhälften nach der Entnahme des Kerns zürn Verbinden der Formkörperhälften in deren Berührungsebene aneinander zur Anlage bringbar sind.

Eine derartige Spritzgießform ist aus der DE-OS 29 35 603 bekannt.

Unter vulkanisicrbaixm Material ist im Sinne der Erfindung ein Material zu verstehen, das plastifizierbar, im plastifizierten Zustand in eine Spritzgießform einspritzbar und dann ausvulkanisierbar ist. Derartige Materialien sind z. B. jegliche Elastomere mit unterschiedlichen Eigenschaften.

Unter Formkörpern aus vulkanisierbarem Material sind beispielsweise die Rohlinge für Tennisbälle zu verstehen, die abschließend mit einer üblichen Filzauflage versehen werden, d. h. aus jeweils zwei Halbschalen bestehende Hohlkugeln. Unter Formkörpern sind jedoch nicht nur hohle Formkörper zu verstehen, sondern auch solche aus vollem Material. Ein Beispiel hierfür sind Vollgummibälle, die aus zwei vollen Halbkugeln unterschiedlicher Farbgebung bestehen.

Zum Herstellen von Rohlingen für Tennisbälle sind Spritzgießformen bekannt (DE-OS 29 35 603), deren Formhälften während des ersten Arbeitstaktes mit einem zwischen ihnen angeordneten Kern zusammenarbeiten. Jeweils eine Formhälfte und eine Hälfte des Kerns begrenzen ein Formnest für eine Rohlingshälfte. Der Kern weist Kanäle zum Einspritzen des plastifizierten Materials in die Formnester auf. Der Kern und/oder die Formhälften sind derart beheizt bzw. gekühlt, daß die Rohlingshälften nur außerhalb der später miteinander zu verbindenden Berührungszonen ausvulkanisieren können. Während des zweiten Arbeitstaktes wird der Kern aus der Spritzgießform entnommen und nach Schließen der Spritzgießform werden die Formkörper in der Berührungsebene ihrer Randzonen durch Ausvulkanisieren miteinander vernetzt Hierbei wird beispielsweise von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß eine Erhöhung bzw. Verminderung der Temperatur in der plastifizierten Gummimasse eine Verkürzung bzw. Verlängerung der Vulkanisationszeit, d. h. der Zeit, in der Gummintaterial vollständig vernetzt, mit sich bringt

ίο Aus diesem Grunde ist es möglich, durch eint entsprechende Temperaturverteilung in der Spritzgießform das Vernetzen des Gummimaterials zu steuern. Dies gilt entsprechend auch für andere Elastomere.

Es ist auch bekannt (US-PS 41 30 619), zur Bildung

Ii von Kühlkanälen Einsätze am Formkern im Bereich der Berührungszonen vorzusehen.

Es zeigte sich jedoch, daß ein hinreichend genaues Einhalten einer vorgegebenen Temperaturverteilung bzw. scharfes Trennen der beheizten zur gekehlten Zone des Kerns bzw. der Spritzgießform in der Praxis nicht möglich ist, um nach dem zweiten Arbeitstakt die Formkörperhälften stets in der gleichen Weise miteinander zu vernetzen. Ideal wäre es, wenn am Ende des zweiten Arbeitstaktes beispielsweise der Rohling eines Tennisballes hinsichtlich seiner Eigenschaften sich so verhalten würde, als ob er in einem einzigen Arbeitstakt in allen Bereichen gleichmäßig ausvuikanisiert worden wäre, was jedoch in der ?raxis kaum erreichbar ist. Abgesehen davon, ist eine kostenintensive Ausschußquote nicht zu vermeiden.

Ein weiterer schwerwiegender Nachteil dieser mit Heizeinrichtungen und/oder mit Kühlkanälen versehenen Spritzgießformen besteht darin, daß die Unterbringung ihrer Formnester konstruktiv auf erhebliche Schwierigkeiten stößt und im Hinblick auf die Abmessungen der herzustellenden Formkörper in vielen Fällen nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spritzgießformen der eingangs erwähnten Art derart auszubilden, daß eine vorgegebene bzw. vorgebbare Temperaturverteilung mit Heiz- und/oder Kühleinrichtungen für die Spritzgießform erzielt wird und die vorgegebene Temperaturverteilung während des Betriebes sich mit hinreichender Genauigkeit stationär einstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens der Kern in den an die Berührungszonen der Formkörperhälften angrenzenden Bereichen Einsätze aus einem am nicht ausvulkanisierten Material nichthaftenden Werkstoff mit einer niedrigen Wärmeso leitzahl aufweist.

Überraschenderweise zeigte es sich, daß aufgrund einer mittleren Betriebstemperatur der Spritzgießform von etwa 160°C beim Verarbeiten von plastifiziertem Gummi und einer üblichen Temperatur von etwa 100⁰C des einzuspritzenden, plastifizierten Gummimaterials und der Materialpaarung Für den Kern und die Einsätze sich eine stationäre Temperaturabsenkung von etwa 30°C in den im zweiten Arbeitstakt zu vernetzenden Berührungszonen der Formlingshälften erreichen läßt.

Hierbei wird von der seit langem bekannten Tatsache Gebrauch gemacht, daß ein Material mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten nach einer viel längeren Zeit die gleiche Endtemperatur erreicht als ein Material mit einem vergleichsweise niedrigen Wärmeleitkoeffizienten. Vermutlich wird durch das Zusammenspiel dieses Effektes der relativ niedrigen Einspritztemperatur des plastifizierten Materials sowie auch durch die relativ kurzen Taktzeiten für die Arbeitstakte dieser überra-

sehende Effekt bewirkt.

Ein besonderer Vorteil ist der, daß bereits nach einer relativ kurzen Betriebszeit der Spritzgießform sich eine stationäre Temperaturverteilung einstellt, so daß die mit der erfindungsgemäßen Spritzgießform hergestellten Formkörper in der Berührungszone ihrer Hälften stets im gleichen Grade, und zwar in sämtlichen Bereichen, vernetzt sind.

Erfindungswe£'?ntlich ist, daß das Material der Einsätze nicht nur aus einem Werkstoff mit einer niedrigen Wärmeleitzahl besteht, sondern daß dieser Werkstoff darüber hinaus die Eigenschaft hat, daß das nicht ausvulkanisierte Material an den Berührungsflächen der Einsätze nicht haftet.

Unter einem Werkstoff mit einer niedrigen Wärmeleitzahl ist ein Werkstoff zu verstehen, dessen Wärmeleitzahl weitaus niedriger ist als der Werkstoff für die Spritzgießform und den Kern. Beispielsweise stellte es sich heraus, daß bei der Verwendung von Werkzeugstahl dafür die Spritzgießform und den Kern sowie von Pölyamidirnid für die Einsätze überraschend gute Ergebnisse erzielt werden. Darüber hinaus komrr>sn auch andere Werkstoffe, wie z. B. Keramik oder Glas, zum Einsatz, die ebenfalls eine entsprechend niedrige Wärmeleitzahl aufweisen. Wesentlich ist darüber hinaus, daß diese Werkstoffe temperatur- und formbeständig sowie auch druckstabil bei den auftretenden Betriebstemperaturen sind, d. h., ihre Beständigkeit und Stabilität sollte bis etwa 200° C gewährleistet sein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen auch die Formhälften in den an die Berührungszonen der Formkörperhälften angrenzenden Bereichen Einsätze aus einem am nicht ausvulkanisierten Material nichthaftenden Werkstoff mit. einer niedrigen Wärmeleitzahl auf.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung durch Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispie! und

F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel.

In den Fig. 1 und 2 ist im Schnitt eine Spritzgießvorrichtung zum Verarbeiten von Gummi dargestellt, die zwei Ständerplatten 1 und 2 aufweist. Diese sind horizontal übereinander angeordnet und durch Säulen 4 voneinander distanziert. Die Ständerplatten und die Säulen bilden zusammen einen Maschinenrahmen. Die Ständerplatt£ 1 bilde! gleichzeitig dii Formaufspannplatte für die feststehend angeordnete Hälfte 5 der Spritzgießform, deren ande-e, mit 6 bezeichnete Hälfte auf einer verschiebbaren oder drehbaren Aufspannplatte 7 aufgespannt ist. Diese verschiebbare bzw. drehbare Formaufspannplatte wird von den Säulen 4 geführt und ist auf ihrer von der Formhälfte 6 abgewandten Seite mit einer hydraulischen Schließeinheit 8 zum Auffahren und Zufahren der Spritzgießform gekoppelt. Derartige Schließeinheiten sind allgemein bei Spritzgießmaschinen an sich bekannt und deshalb nicht weiter erläutert. Die beiden Formhälften 5,6 sind derart ausgebildet, daß sie in der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung mit einem Kern 9 zusammenarbeiten, der im vorliegenden Fall ebenfalls aus zwei, mit 10 und 11 bezeichneten Hälften besteht. Die Formhäifte 6 und die Kernhälfte 10 begrenzen das Formnest für die eine Hälfte eines Formkörpers, während die Formhälfte 5 und die Kernhälfte 11 das Formnest für eine zweite Formkörperhälftc begrenzen. Beide Formhälften 5, 6 weisen Kanäle 12 auf. die in die Formnester münden und über die eine nicht dargestellte Plastifizier- und Einspritzvorrichtung das plasiifiziertc riiil. /.. B. Gummi, in die FormnoMcr einsDiit/l.

Nach dem Herstellen der Formkörperhälften wird die Spritzgießform geöffnet, der Kern wird entfernt, anschließend wird die Spritzgießform, wie aus Fig. 2 ersichtlich, zugefahren, so daß die beiden Formkörperhälften in der Trennebene der beiden Formhälften sich berühren, die gleichzeitig die Berührungsebene der Formkörperhälften definiert. In dieser Berührungsebene stehen die Formkörperhälften gegeneinander in jeweils einer Zone aus unvulkanisiertem bzw. noch nicht

ίο ausvulkanisiertem Material an, die als Berührungszonen bezeichnet sind. Die aus Fig. 2 ersichtliche Ausbildung der Spritzformhälften ist an sich bekannt und deshalb nicht weiter erläutert. Beim Herstellen der Formkörperhälften besteht das Problem darin, die während des Arbeitstaktes zu bildenden Berührungszonen der Formkörperhälften, entlang denen in der Berührungsebene, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Formkörperhälften im zweiten Arbeitstakt miteinander durch Aufvulkanisieren bzw. Vernetzen verbunden werden, am Ausvulkanisieren bzw. Durchvulkanisieren zu bindern. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, weisen die beiden k.c-.mhälften in den Bereichen der Berührungszone der Formi.örperhälften Einsätze 15 aus Polyamidimid auf, d. h. einem Material mit einer niedrigen Wärmeleitzahl, an dem zusätzlich der noch nicht ausvulkanisierte Gummi nicht haftet.

Fig.3 zeigt im Ausschnitt das zweite Ausführungsbeispiel. In F i g. 3 sind die Spritzformhälften 16' und die Kernhälfte 16, die in den Fi g. 1 und 2 den Spritzformhälften 6 und der Kernhälfte 10 entsprechen, lediglich im Ausschnitt dargestellt. Die ebenfalls im Ausschnitt dargestellte Formkörperhälfte ist mit 17 bezeichnet. Sowohl die Kernhälfte 16 als auch die Kernhälfte 10 weisen einen Einsatz aus Polyamidimid auf. der mit 18 bzw. 19 bezeichnet ist.

Die Einsätze 18,19 begrenzen einerseits die Stirnfläche der Formkörperhälfte 17 und andererseits seitlich beidseitig die Berührungszone der Formkörperhälften.

Die nicht dargestellte Kernhälite und die nicht dargestellte Spritzformhälfte sind in der gleichen Weise ausgebildet.

Dcch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in überraschender Weise eine exakte Einstellung des Temperaturgefälles im Bereich der Berührungszone der Formkörperhälften erreicht, ohne daß die Sch* ierigkeiten bzw. Nachteile der bekannten Kühl- b^'w. Heizkanäle auftreten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spritzgießform zum Herstellen von Formkörpern aus vulkanisierbarem Material, bestehend aus zwei Formhälften, die mit einem zwischen bzw. in die Formhälften bringbaren Kern Formhohlräume für mindestens zwei Formkörperhälften bilden, wobei die Formhälften nach der Entnahme des Kerns zum Verbinden der Formkörperhälften in deren Berührungsebene aneinander zur Anlage bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Kern (10,11) in den an die Berührungszonen der Formkörperhälften angrenzenden Bereichen Einsätze (15) aus einem am nicht ausvulkanisierten Material nichthaftenden Werkstoff mit einer niedrigen Wärmeleitzahl aufweist.

2. Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Formhälften (16) in den an die Berührungszonen der Formkörperhälfton angrenzende!» Bereichen Einsätze (18) aus einem am nicht ausvulkanisierten Maisria! nichthaftenden Werkstoff mit einer niedrigen Wärmeleitzahl aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Einsätze Polyamidimid ist.