DE3736046C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus flüssigem, jedoch aushärtbarem Material, insbesondere Kunststoff, in einem Hohlraum, indem vor und/oder während der Be­ schickung ein Unterdruck und in der Angußöffnung ein Druckgradient erzeugt wird, bestehend aus einer aus wenigstens zwei lösbar miteinander verbundenen Teilen gebildete Form, die im Inneren einen Hohl­ raum aufweist, der mit einer nach außen führenden Angußöffnung in Verbindung steht und die durch die Teile definierte Trennfläche durch den Hohlraum verläuft und der außenseitig mit einem Unterdruck­ erzeuger in Verbindung steht.

Eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art ist durch die DE-AS 12 02 966 bekanntgeworden, aus der bereits entnehmbar ist, neben einer Angußöffnung einen wei­ teren, über einen seichten Schlitz mit dem Hohl­ raum in Verbindung stehenden Kanal nach außen zu führen und mit dem Unterdruckerzeuger in Verbin­ dung zu setzen. Die dort offenbarte Vorrichtung wird u. a. auch zum Gießen niedrig schmelzender Me­ talle eingesetzt, so daß aufgrund der Temperatur­ verhältnisse keine Abdichtungsmöglichkeiten gege­ ben sind. Vielmehr werden zur Erzeugung und Auf­ rechterhaltung des erforderlichen Vakuums im Hohl­ raum durch diesen ringförmig umgebenden, der Er­ zeugung eines Stützvakuums dienende Vakuumkammer vorgesehen. Sie stehen ihrerseits mit einem Unter­ druckerzeuger in Verbindung und erzeugen deshalb mittelbar den Unterdruck im Hohlraum. Als nachtei­ lig ist anzusehen, daß aufgrund der zusätzlichen Vakuumkammern deren Herstellung mit erheblichem Aufwand verbunden sind. Gleiches gilt für die Evakuierung, da der Hohlraum nur mittelbar, d. h. über die ringförmig umgebenen Vakuumkammern und damit ein vergleichsweise großes Gesamtvolumen zu evakuieren ist, welches ein entsprechender Zeit­ aufwand erfordert.

Aus der DE-AS 12 07 604 ist es bekannt, die Form als ganzes in einem zum Teil durch eine Haube be­ grenzten Raum anzuordnen und durch Anschluß an ei­ nen Unterdruckerzeuger über die Angußöffnung auch den Hohlraum in der Form zu evakuieren. Anschlie­ ßend wird eine Spritzdüse in üblicher Weise auf die Angußöffnung angesetzt und das Formteil her­ gestellt. Bei dieser Lösung ist als nachteilig an­ zusehen, daß ein großes aus dem die Form umgeben­ den sowie den im Inneren der Form befindlichen Hohlraum zusammengesetztes Volumen zu evakuieren ist, was entsprechenden Zeitaufwand bedeutet. Des weiteren muß bei jedem Arbeitstakt die Form selbst relativ zur Beschickungseinrichtung verschoben werden.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaf­ fung einer Vorrichtung zur Aufgabe gemacht, die bei geringem technischem Aufwand herstellbar ist und einen kurzen Arbeitstakt erreichbar macht.

Hierzu schlägt die Erfindung zwei unabhängig oder gleichzeitig realisierbare Lösungen vor.

Die erste ist dadurch gekennzeichnet, daß der wei­ tere Kanal eine direkt nach außen geführte Bohrung ist und daß in der Trennfläche verlaufende, mit Dichtungen versehene Nuten angeordnet sind.

Durch die nach außen geführte Bohrung läßt sich vor und/oder während der Beschickung unmittelbar im Hohlraum ein Unterdruck und in der Angußöffnung ein Druckgradient erzeugen. Die Abdichtung gegen den Atmosphärendruck erfolgt über in der Trennflä­ che verlaufende und mit Dichtungen ausgelegte Nu­ ten. Dies ist insofern möglich, da die während des Beschickungsvorganges in der Form befindliche Luft nicht mehr über die Trennfläche nach außen gepreßt werden muß sondern über die Bohrung abgeleitet wer­ den kann.

Der im Hohlraum herrschende Unterdruck ist in zwei­ erlei Hinsicht entscheidend: Zum einen wird beim Evakuieren die Luft nahezu vollständig entfernt, so daß die Ausbildung von Gas- und Luftsäcken mit Sicherheit ausgeschlossen ist und zum anderen wird das über die Angußöffnung einzubringende Material über den dort herrschenden Druckgradient angesaugt, beschleunigt in den Hohlraum eingebracht und folg­ lich der Arbeitstakt verkürzt. Der nach außen füh­ rende Kanal steht mit dem das fertige Formteil be­ stimmenden Hohlraum über einen seichten Schlitz in Verbindung. Um ein Eindringen des zunächst flüs­ sigen Materials zu unterbinden, ist der Schlitz seicht, d. h. hohlraumseitig hinreichend eng zu wählen.

Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, eine hohe Produktqua­ lität bei kürzestem Arbeitstakt und demzufolge ei­ ne Erhöhung der Schußfolge und eine Verbesserung des Wirkungsgrades zu erreichen.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird vorge­ schlagen, den oder die Kanäle in bezug auf die Angußöffnung peripher, d. h. möglichst weit ent­ fernt von der Angußöffnung anzuordnen. Sinn und Zweck dieser Maßnahme bestehen in der Tatsache, daß sich das flüssige Material im Hohlraum aus­ gehend von der Angußöffnung ausbreitet, die darin befindliche Luft in die peripheren, d. h. anguß­ fernen Bereiche des Hohlraumes verdrängt und erst zuletzt diese Bereiche ausfüllt. Wenn nun der oder die Kanäle von diesen Stellen ausgehen, wer­ den einerseits die evtl. vorhandenen Luftblasen optimal erfaßt und andererseits ist ein Evaku­ ieren nahezu während des gesamten Beschickungs­ vorganges möglich, da erst gegen Ende der Kanal hohlraumseitig verschlossen wird. Im Hinblick auf die Anordnung der Kanäle wird weiter vorge­ schlagen, daß sie zumindest teilweise in der Trennfläche verlaufen.

Eine wesentliche Konsequenz des Erfindungsgedan­ kens ist, daß die Einbringung von Material mit Hilfe von Druckkammern überflüssig wird, da der im Hohlraum herrschende Unterdruck bzw. Druckgra­ dient alleine schon vollständig für das Einbringen des Materiales ausreicht. Das bedeutet allerdings nicht, daß die Verwendung von Druckkammern bzw. Spritzdruckkammern deshalb ausgeschlossen ist. In einer zweckmäßigen Ausführungsform wird deshalb die Anbringung einer drucklosen Beschickungsein­ richtung auf der Angußöffnung vorgesehen.

Unabhängig oder gleichzeitig zur eben beschriebe­ nen Vorrichtung geht ein Vorschlag dahin, die Ab­ saugung der Luft im Hohlraum einzig oder zusätz­ lich über die Angußöffnung vorzunehmen. Hierzu wird die der Evakuierung dienende und die Spritz­ düse umgebende Haube als Adapterdüse geformt auf die Angußöffnung aufgesetzt, mit einem Unterdruck­ erzeuger verbunden und hierdurch der Hohlraum und der i. d. R. minimale Innenraum der Adapterdüse eva­ kuiert. Zur Einbringung des flüssigen Materials wird die sich zunächst im gewissen Abstand zur An­ gußöffnung befindende Spritzdüse verschoben und dann das Material eingebracht. Sie wird dann in aller Regel unmittelbar an der Angußöffnung auf­ liegen und nach außen, d. h. auch zur Adapterdüse hin, abgedichtet sein, damit das ausgebrachte Ma­ terial vollständig in die Form einfließt.

Auch hier ist aufgrund des bei der Anbringung im Hohlraum herrschenden Unterdruckes bzw. Druckgra­ dienten die Verwendung einer auf die Adapterdüse aufzusetzenden drucklosen Beschickungseinrichtung grundsätzlich möglich. Trotzdem können nach wie vor Druckkammern bzw. Spritzdruckkammern einge­ setzt und verwendet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläu­ tert werden. Es zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung mit Adapter- und Spritzdüse,

Fig. 2 die Vorrichtung mit druckloser Beschickungseinrichtung.

Fig. 1 zeigt teilweise in Querschnittsdarstellung und teilweise in Seitenansicht die Vorrichtung, bei der eine aus einem Ober- und Unterteil bestehende Form 1, 2 schraffiert wieder­ gegeben ist, in deren Inneren ein Hohlraum 5 ausge­ bildet ist. Für die Erfindung entscheidend ist, daß von dort Kanäle 3 ausgehen, die über Bohrungen 6, 7 zu einem Anschluß 8 geführt sind. Am gegenüber­ liegenden Ende dieses Kanalsystemes 3, 6, 7 auf Seiten des Hohlraumes 5 befindet sich ein Schlitz, dessen Aufgabe darin besteht, das einzufüllende Ma­ terial vor dem Eindringen in das Kanalsystem 3, 6, 7 abzuhalten. Der Hohlraum 5 ist über eine vertikal nach oben führende Angußöffnung 20 zugänglich. Die beiden Teile 1, 2 der Form definieren eine durch den Hohlraum 5 verlaufende Trennfläche 32. An diese Ebene angrenzend finden sich im Unter­ teil 2 der Form mit Dichtungen 4 versehene Nuten 25. Die Form 1, 2 ist im Spanntisch 21, 23 be­ festigt.

Nach oben zu schließt sich an die Angußöffnungen 20 koaxial eine Adapterdüse 16 an, in welcher eine Spritzdüse 15 verschieblich befestigt ist. Deren vorderes Ende befindet sich im Innenraum 19 des Adapters 16 und kann nach vorne zu bis in Auflageposition an die Form 1 verbracht werden, um dann über die Angußöffnung 20 unmittelbar den Hohlraum 5 mit dem flüssigen Material beaufschla­ gen zu können. Der Innenraum 19 ist zur Spritzdü­ se 15 hin über eine Dichtung 17 und nach außen über eine Dichtung 18 abgeschlossen und steht le­ diglich über eine entsprechende Bohrung mit dem Anschluß 11 in Verbindung. Die Relativbewegung zwischen Spritzdüse 15 und der Adapterdüse 16 er­ folgt über Bewegungselemente 24. Die Abdichtung zur Form 1 hin erfolgt über Dichtungen 18.

Die Anschlüsse 8, 11 stehen über Rohrleitungen 12, 14 und einem Ventil 9 mit einem Unterdruckerzeuger 10 in Verbindung. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit den Innenraum 19 der Adapterdüse 16 und gleichzeitig unabhängig über die Kanäle 3 bzw. Bohrungen 6, 7 den Hohlraum 5 mit Unterdruck zu beaufschlagen. Erst bei entsprechendem Unter­ druck sollte der eigentliche Arbeitstakt, nämlich die Beschickung eines Hohlraums 5 mit dem zunächst flüssigen Material erfolgen.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform stimmt mit der in Fig. 1 dargestellten im Hinblick auf die Form 1, 2, den darin befindlichen Hohlraum 5, den entsprechenden Bohrungen und Kanäle 3, 6, 7 und im Hinblick auf den Anschluß an den Unter­ druckerzeuger 10 sowie der Befestigung der Form überein. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die dortigen Ausführungen verwiesen.

An Stelle der Adapterdüse schließt sich an die An­ gußöffnung 20 nach oben zu über einen Schnellver­ schluß 33 eine drucklose Beschickungseinrichtung an bestehend aus Mengenregelventil 29, welches in einem Auslaufstutzen 31 angeordnet ist, Behäl­ ter 25 mit darin befindlicher Füllmasse 28 sowie einem außenseitig im Bereich des Behälters 26 an­ geordneten Heizungsmantel 27. Die Dichtung 30 be­ wirkt einen gasdichten Anschluß an die Angußöff­ nung 20. Die gezeigte Vorrichtung erlaubt allein unter Ausnutzung des Atmosphärendruckes den Hohl­ raum 5 zu befüllen. Die Zufuhrregelung und Dosie­ rung der Füllmasse 28 erfolgt über das Mengenre­ gelventil 29.

Um das einzufüllende Material, z. B. bei Thermo­ plast, in fließfähigen Zustand zu bringen bzw. zu halten, dient der den Behälter 26 umgebende Heizmantel 27, welche auf beliebige Weise z. B. elektrisch, mit Heizwasser oder Dampf oder Ther­ moöl beheizbar ist.

Im Ergebnis erhält man die Möglichkeit bei letztlich beliebiger Form der Hohlräume 5 und folglich des herzustellenden Formteiles eine qualitative Verbesserung des Er­ gebnisses und eine Verkürzung des Arbeitstaktes zu erreichen. Eine Erhöhung der Wirtschaftlich­ keit ist die Folge.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus flüssigem, jedoch aushärtbarem Material, insbe­ sondere Kunststoff, in einem Hohlraum, indem vor und/oder während der Beschickung ein Unterdruck und in der Angußöffnung ein Druckgradient er­ zeugt wird, bestehend aus einer aus wenigstens zwei lösbar miteinander verbundenen Teile gebil­ dete Form, die im Inneren einen Hohlraum auf­ weist, der mit einer nach außen führenden Anguß­ öffnung in Verbindung steht und die durch die Teile definierte Trennfläche durch den Hohlraum verläuft und wenigstens ein weiterer Kanal vom Hohlraum wegführt, der über einen seichten Schlitz im Hohlraum und außenseitig mit einem Unterdruckerzeuger in Verbindung steht, da­ durch gekennzeichnet, daß der weitere Kanal (3) eine direkt nach außen ge­ führte Bohrung ist und daß in der Trennfläche (32) verlaufende, mit Dichtungen (4) versehenen Nu­ ten (25) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (5) bezüglich der Angußöffnung (20) peripher angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kanal (5) zumindest teilweise in der Trennflä­ che (32) verläuft.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Angußöffnung (20) eine drucklose Be­ schickungseinrichtung befestigt ist.

5. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus flüssigem, jedoch aushärtbarem Material, insbe­ sondere Kunststoff, in einem Hohlraum, in dem vor der Beschickung ein Unterdruck und in der Anguß­ öffnung ein Druckgradient erzeugt wird, bestehend aus einer aus wenigstens zwei lösbar miteinander verbundenen Teilen gebildeten Form, die im Inneren einen Hohlraum aufweist, der mit einer nach außen führenden Angußöffnung in Verbindung steht und die durch die Teile definierten Trennfläche durch den Hohlraum verläuft und einer Spritzdüse und einer diese umgebende Haube, deren Innenraum mit einem Unterdruckerzeuger verbunden und die relativ gegen die Spritzdüse verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube und Spritzdüse (15) zu einer Adapterdüse (16) zusammenge­ faßt sind und daß die Adapterdüse (16) auf die An­ gußöffnung (20) unmittelbar aufsetzbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Adap­ terdüse (16) eine drucklose Beschickungseinrichtung befestigt ist.