DE3705470A1 - Verfahren zum herstellen von formteilen aus kunststoff und vorrichtung zur durchfuehrung desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, bei dem die mit vornehmlich gleichgerichteten Molekülen oder Füllstoffen versehene plastifizierte Kunststoffmasse einer offenen Formkavität eines Formwerkzeuges zugeführt und gepresst wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Verarbeitung erweist sich die Kunststoffmasse auf­ grund ihres breiartigen bzw. teigförmigen Zustandes als anspruchsvoll in bezug auf Festigkeit und Form- sowie Mass­ haltigkeit - beispielsweise wegen Verzug und Schwindung - der Formteile.

Beim Spritzgiessen und Pressen von Formlingen aus Kunst­ stoff orientieren sich die Moleküle und bei gefüllten Kunst­ stoffmassen ebenso die Füllstoffteilchen oder Verstärkungs­ fasern aufgrund der Verengung in der Spritzdüse nach einer Richtung, vornehmlich in der Richtung des Masseflusses. Insbesondere fliessen bei grossflächigen Teilen die Mas­ sen über grössere Wegstrecken und breiten sich beim Pres­ sen in der Formkavität aus, wobei durch diesen Vorgang rippenartig in die Formkavität hineinragende Erhebungen oder Wände schädliche Auswirkungen (Bruch etc.) an den faserigen Füllstoffen verursachen.

Die die Festigkeitseigenschaften sowie Form- und Masshal­ tigkeit der Formlinge ungünstig beeinflussende Orientierung der Moleküle oder Füllstoffe und deren schadhafte Beanspru­ chung beim Pressen, erweisen sich als Unzulänglichkeit in der Verarbeitung von Kunststoffen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird die Beseitigung der angegebenen Nachteile angestrebt.

Es stellt sich somit die Aufgabe, ein Verfahren zur Her­ stellung von Formteilen aus Kunststoff nach der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem auf wirtschaftli­ che Weise eine hochwertige Teilequalität erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Kunststoffmasse in wenigstens zwei Strängen voneinan­ der abweichender Richtungen in die Formkavität eingelegt wird.

Dadurch können eine gleichgerichtete Orientierung der Mole­ küle und Füllstoffteile und die damit verbundenen Nachteile weitgehend aufgehoben werden.

Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die ein­ zelnen Massestränge einander nachfolgend in die Formkavi­ tät eingelegt werden, sodass eine wirtschaftliche Arbeits­ weise entstehen kann.

Als besonders günstig zeigt sich eine Anordnungsweise, bei der wenigstens einer der Massestränge zumindest an­ nähernd quer zu dem wenigstens einen parallel zur Antriebs­ richtung des Spritzaggregates einlegbaren Massestrang vor gesehen ist, um auf diese Weise eine Orientierung der Mo­ leküle oder Füllstoffe vermeiden zu können.

Als mögliche Einlegeform kann wenigstens einer der quer gerichteten Massestränge sinusförmig verlaufen, was sich auf den Arbeitsablauf günstig auswirkt.

Alternativ können im Sinne einer Optimalisierung die Masse­ stränge in unterbrochener Folge in die Formkavität einge­ legt werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass bei einer antreib­ baren Spritzeinrichtung und einem zum Pressen der einer offenen Formkavität zugeführten Kunststoffmasse vorgese­ henen Formwerkzeug wenigstens zwei Spritzaggregate ange­ ordnet sind, die zu ihrer seitlichen Versetzbarkeit mit einer Steuervorrichtung antriebsverbunden sind. Dadurch kann auf rationelle Weise die Herstellung von hoch­ wertigen Kunststoffteilen gewährleistet werden.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Spritzaggregate unabhängig steuerbar angetrieben sind, sodass die Masse­ stränge nach der vorbestimmten Lage und Ausrichtung zuge­ führt werden können.

Im Sinne einer günstigen Anordnungsweise können die Spritz­ aggregate als Einheit zusammengebaut sein.

Zur seitlichen Versetzbarkeit der Einspritzdüsen sind die Spritzaggregate in Führungen angeordnet.

Zu diesem Zwecke kann eine Drehführung verwendet werden, welche wenigstens eines der Spritzaggregate um eine verti­ kale Achse verschwenkbar aufnimmt.

Dazu kann ein jeweils am unteren Spritzaggregat vorgesehe­ ner Support als Teil eines axialen Schwenklagers dienen.

Es erweist sich hinsichtlich der Massezuführung zu den Spritzaggregaten als vorteilhaft, wenn das Schwenklager mit einer konzentrischen Durchtrittsbohrung versehen ist, die die Spritzaggregate mit der Aufbereitungsvorrichtung verbindet.

Zweckmässigerweise ist zwischen den den Spritzaggregaten zugeordneten Teilen des Axiallagers eine Dichtung angeord­ net, die ein Austreten der Kunststoffmasse verhindert.

Im Sinne der verfahrensmässigen Arbeitsweise sind die Spritz­ düsen der Spritzaggregate jeweils versetzt zueinander ange­ ordnet, wodurch die Herstellung der Formteile in rationeller Weise durchgeführt werden kann. Es lässt sich dadurch ein kontinuierlicher Einlegevorgang verwirklichen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele darstellen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine offene Formka­ vität eines Formwerkzeuges mit dem Ver­ lauf der eingelegten Massesträngen in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Draufsicht einer alternativen Aus­ führungsform der eingelegten Massesträn­ ge,

Fig. 3 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungs­ form der eingelegten Massestränge,

Fig. 4 eine Ansicht einer Spritzgiessmaschine,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die erfindungs­ gemässe Vorrichtung nach der Linie V- V in Fig. 4 und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach der Linie VI-VI in Fig. 5.

In Fig. 1 ist ein Teil 1 eines Formwerkzeuges 2 dargestellt, dessen Formkavität 3 zum Einlegen von teigförmigen Kunststoff­ massen vorgesehen ist.

Im vorliegenden Fall ist in strichpunktierter Linienfüh­ rung der Verlauf zweier Massestränge 4 und 5 angedeutet, wobei Massestrang 4 in der offenen Formkavität sich zu einer flachen Einlage ausgebreitet hat und der andere Mas­ sestrang 5 eine andere, von der Erstreckungsrichtung des Massestranges 4 abweichende Lage einnimmt.

Nach der Darstellung in Fig. 1 verläuft Massestrang 5, der sowohl über als auch unter dem Massestrang 4 ausgelegt wer­ den kann - in einer geschwungenen (sinusförmigen) Linien­ form in Längsrichtung der Kavität und bildet so den gewünsch­ ten Querverlauf der aus dem Spritzaggregat orientiert austre­ tenden Moleküle oder Füllstoffe, wobei nach Beendigung des Einlegens der Pressvorgang erfolgt. Es können selbstverständ­ lich mehr als zwei Massestränge in unterschiedlicher oder gleicher Ausrichtung gepresst werden, mit dem Ziel, die Mole­ küle oder Füllstoffe richtungsungezwungen zu verteilen.

Fig. 2 zeigt eine alternative Anordnungsweise der Masse­ stränge in der Formkavität, die durch den in Abschnitten sich quer zum längs erstreckenden Massestrang 4 verlegten Massestrang 5 auszeichnet. Auffallend sind die gestrichelt erscheinenden Moleküle oder Füllstoffe, die nach dem Pres­ sen innerhalb des Formlings verteilt in alle Richtungen vorkommen.

Fig. 3 soll die Möglichkeit eines universell verwendbaren Verfahrensablaufs vermitteln, wonach im Bedarsfalle jede sich als optimal erweisende Anordnungsform der Massestränge oder Teile davon in die Formkavität verlegen lässt.

Eine Spritzgiessmaschine 6, welcher eine Presse 7 zur Form­ gebung der Kunststoffmassen nachgeschaltet ist, ist in Fig. 4 gezeichnet. Die Spritzgiessmaschine 6 weist zwei Spritzaggregate 8, 9 auf, die an ihrer Rückseite mit einer Antriebsvorrichtung 10 versehen sind. Die translatorische Fortbewegung der vorzugsweise zu einer Einheit zusammen­ gebauten Spritzaggregate 8, 9 erfolgt über eine Kolben- Zylinder-Kombination 11. Die für eine teigförmige Masse verwendete Stopfeinrichtung 12 ist mit den Spritzaggrega­ ten 8, 9 leitungsverbunden und sorgt für die Zufuhr der zu verarbeitenden Kunststoffmassen. Selbstverständlich könnte auch eine sog. Füllvorrichtung für granulatförmi­ ges Material eingesetzt werden. Die Aufbereitung zur spritz­ fähigen Masse erfolgt in den Plastifizierzylindern 8, 9, an deren freien Enden jeweils eine Spritzdüse 13, 14 ange­ ordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Spritzdüsen 13, 14 so positioniert, dass ihre Austritts­ öffnungen in Antriebsrichtung der Spritzeinheit 15 betrach­ tet einen Abstand zueinander aufweisen. Die Austrittsöff­ nungen der Spritzdüsen 13, 14 können nach beliebigen Rich­ tungen versetzt zueinander angeordnet sein, jedoch so, dass sie einen wirtschaftlichen Zweck erfüllen. Ausschlag­ gebend können die Anordnungsweise der Form, ihre geometri­ sche Gestalt und/oder ein rationeller Arbeitsablauf beim Einlegen der Kunststoffmassen sein, wobei die gewünschte Anordnungsweise der auszulegenden Massen entscheidend dazu beitragen kann. In den Fig. 4 bis 6 ist beispielsweise eine Spritzeinheit 15, bestehend aus zwei übereinander vorgesehener Spritzaggregate 8, 9 veranschaulicht, wobei das untere Spritzaggregat 9 nur durch die Antriebsbewegun­ gen der Spritzeinheit 15 verschiebbar ist, während das obere Spritzaggregat 8 aus der Längsachse versetzbar ist. Die Bewegungen der Spritzeinheit 15 wie auch der Spritz­ aggregate 8, 9, die auch einzeln antreibbar ausgebildet werden können, werden durch eine nicht ersichtliche Steuer­ vorrichtung, mit der sie verbunden sind, verwirklicht. Gemäss den Fig. 5 und 6 erfolgt die seitliche Auslenkung des oberen Spritzaggregates 8 mittels eines Schwenklagers 16, für welches an dem unteren Spritzaggregat ein Support 17 mit einer drehkranzähnlichen Führung 18 vorgesehen ist. Das eine vertikale Achse 19 aufweisende Schwenklager 16 dient gleichzeitig der Ausbildung der die Spritzaggrega­ te 8, 9 mit dem Stopfer 12 oder dem Fülltrichter verbin­ denden koaxialen Durchtrittsbohrung 21 der Masse. Zur Be­ festigung des Stopfers 12 oder des Fülltrichters ist am oberen Spritzaggregat 8 eine flanschähnliche Platte 22 vorgesehen. Um die Verbindungsstelle zwischen den Spritz­ aggregaten 8, 9 im Schwenklager 16 dicht zu halten, ist zwischen den den Spritzaggregaten 8, 9 zugeordneten Tei­ len des Schwenklagers 16 eine Dichtung 23 angeordnet. Der vollständigkeitshalber sind die in den Schnittdarstellun­ gen der Fig. 5 und 6 erkennbaren Teile der Spritzaggregate 8, 9, wie Plasitifizierzylinder 24, 25 und die Schnecken­ kolben 26, 27 hier vermerkt.

Claims (16)

1. Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Kunst­ stoff, bei dem die mit vornehmlich gleichgerichteten Molekülen oder Füllstoffen versehene plastifizierte Kunststoffmasse einer offenen Formkavität eines Formwerkzeuges zugeführt und gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmasse in wenigstens zwei Strängen (4, 5) voneinander abweichenden Richtun­ gen in die Formkavität (3) eingelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Massestränge (4, 5) einander nach­ folgend in die Formkavität (3) eingelegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Massestränge (4 oder 5) zumindest annähernd quer zu dem wenigstens einen parallel zur Antriebsrichtung des Spritzaggregates (8, 9) einlegbaren Massestrang (5 oder 4) angeordnet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der quer ge­ richteten Massestränge (4, 5) sinusförmig verläuft.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Massestränge in unterbroche­ ner Folge in die Formkavität (3) eingelegt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Massestränge (4, 5) wenigstens teilweise übereinander angeordnet sind.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer antreibbaren Spritzeinrichtung und einem zum Pressen der einer offenen Formkavität zugeführten Kunststoffmasse vorgesehenen Formwerk­ zeug, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei seitlich versetzbar angetriebene Spritzaggregate (8, 9) vorgesehen und mit einer Steuervorrichtung verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzaggregate (8, 9) unabhängig steuerbar angetrieben sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzaggregate (8, 9) als Spritzeinheit (15) ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Spritz­ aggregate (8, 9) in Führungen (18) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, dass die Spritzaggregate (8, 9) übereinander angeordnet und um eine vertikale Achse (19) schwenk­ bar gelagert sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, dass das jeweils untere Spritzaggregat (9) mit einem Support (17) als Teil eines axialen Schwenk­ lagers (16) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (16) eine konzentrische Durchtrittsbohrung (21) aufweist, die die Spritzaggregate (8, 9) mit der Aufbereitungs­ vorrichtung (12) verbindet.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den den Spritzaggre­ gaten (8, 9) zugeordneten Teilen des Schwenklagers (16) eine Dichtung (23) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüsen (13, 14) der Spritzaggregate (8, 9) jeweils versetzt zueinander angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, dass die Spritzdüsen (13, 14) in Antriebsrich­ tung der Spritzaggregate (8, 9) gesehen hintereinan­ der angeordnet sind.