DE8711336U1

DE8711336U1 - Formkern zur Herstellung von Hohlkörpern

Info

Publication number: DE8711336U1
Application number: DE8711336U
Authority: DE
Original assignee: EMS Inventa AG
Current assignee: Uhde Inventa Fischer AG
Priority date: 1987-08-20
Filing date: 1987-08-20
Publication date: 1987-10-22

Description

Die Erfindung betrifft einen Formkern zur Herstellung von Hohlkörpern aus Kunststoffen*

Die Herstellung von Hohlkörpern beispielsweise für Behälter, ° Leitungen oder Bauelemente mit sogenannten verlorenen Kernen ist aus der Gießereitechnik bekannt. Diese Kerne werden unter Zusatz eines Bindemittels beispielsweise aus Sand hergestellt und nach dem Erstarren des Gußstückes zerstört und entfernt* Es ist bekannt, in der Kunststoffverarbeitung schmelzbare Kerne aus niedrig schmelzenden Legierungen zu verwenden, die unterhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffes geschmolzen werden, aus welchem die Gegenstände bestehen. Die dafür erforderlichen Installationen sind jedoch sehr aufwendig, erfordern eir.e hohe Energie und erbringen Abfälle, die entsorgt werden müssen. Formkerne, die aus einer Hülle bestehen, die entweder mit Gas oder einem löslichen Feststoff wie beispielsweise einem Salz gefüllt sind, werden für Wickelverfahren mit Kunststoffen eingesetzt» Derartige Formkerne sind aber auf durch den

2Ö innendruck nach außen gewölbte Flächen beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Formkern zur Herstellung von Hohlkörpern aus Kunststoffen zu schaffen, welcher verwendet werden kann zur Herstellung von Hohlkörpern irgendwelcher Form, d.h. auch von Hohlkörpern mit nach innen ausgebauchten Bereichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Außenhaut mit darin enthaltenem rieselfähigen, bindemittelfreien, verdichteten Füllmaterial. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Füllmaterial des Formkerns entgast*

i &Lgr; · ' · t

* Das Füllmaterial/ dessen Schmelzpunkt weit höher liegt als der Schmelzpunkt des zu verarbeitenden Kunststoffes, ist in jeder möglichen Formgebung herzustellen, d.h. äöWohl mit nach innen als auch nach außen ausgebauchten Bereichen. Der Füllstoff des Formkerns ist vollständig wiederverwendbar, so daß keine Entsorgung einmal benutzten Füllmaterials erforderlich ist. Die Herstellung der Formkerne kann den Produktions2yklen der herzustellenden Hohlkörper angepaßt werden. Die Investitionen für die Herstellung der Formkerne in geeigneter Anzahl sind sehr niedrig, so daß das Herstellungsverfahren der Hohlkörper insgesamt öehr wirtschaftlich wird. Neben dem rieselfähigen Füllmaterial ist kein Bindemittel erforderlich, was sich ebenfalls in den

Kosten niederschlägt.
15

Vorzugsweise besteht das Füllmaterial aus einem Gemisch aus körnigem und stäbchenförmigen Teilchen, insbesondere aus Teilchen mit einem Schlankheitsgfad von 1:2 bis 1:20, insbesondere von 1:2 bis 1:10 und bevorzugt von 1:3 bis 1:7.

Die Art des Füllmaterials, die Form der Teilchen und die Größe der Teilchen des Füllmaterials können den Anforderungen entsprechend ausgewählt werden. Wie bereits ausgeführt, ist das Füllmaterial hitzebeständig oder zumindest deutlich hoher schmelzend als der zu verbeitende Kunststoff. Bevorzugt sind Mineralien, Metallteilchen oder auch thermostabile Kunststoffe. Durch eine Mischung aus kugelähnlichen und/oder stäbchenförmigen Teilchen und einem geeigneten Verdichten dieser Teilchen sind hervorragende Druckfestigkeiten und Formstäbilitäten des Formkerns erreichbar, da die Teilchen sich ineinander verkeilen.

Die Festigkeit des Formkerns kann verbessert werden, wenn vorzugsweise im Inneren wenigstens ein Profilkörper oder ein Band angeordnet ist, wobei der Profilkörper stangenförrnig mit oder ohne Stacheln, korkenzieherförmig oder dgl.

* ausgebildet sein kann. Derartige Prof ükörpef oder Bänder Weisen den Weiteren Vorteil auf, daß die Entfofmüng erleichtert Wird/ da durch Herausziehen der Profilkofper oder Bänder das verdichtete Füllmaterial aufgelockert wird/

^ so daß es leichter aus der Außenhaut heraüsrieseln kann.

Die Außenhaut besteht vorzugsweise aus Kunststoff und kann durch Blasen geformt oder aus Folie geschweißt sein* zur Herstellung des Formkerns wird beispielsweise in eine

*^ Kernform als Außenhaut des Kerns eine für das Füllmaterial Und Gase undurchlässige Hülle, die bevorzugt die Form dös gewünschten Formkerns aufweist, eingelegt. Die Außenhaut besteht vorzugsweise aus Polymeren. Die Außenhaut wird anschließend mit Füllstoff gefüllt und nach eventueller

¹^ Entgasung verschlossen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsförm kann die Außenhaut »eine innere Sperrschicht des Hohlkörpers bilden, d.h. die Außenhaut kann sich mit dem auf dem Formkern aufgebrachten Kunststoff verbinden. Die Außenhaut kann als Sperrschicht für spezielle Medien ausgelegt werden*

In einer modellierbaren Außenhaut aus Kunststoff wird ein Füllmaterial unter Verdichtungsarbeit und gegebenenfalls Entgasen eingebracht, der modellierte Füllkern wird verschlossen, und nach dem Aufbringen des Kunststoffes auf •den Formkern wird die Außenhaut des Formkerns geöffnet, das Füllmaterial rieselfähig gemacht und aus der Außenhaut geschüttet wird. Die Außenhaut des Formkerns kann dabei mit

3Ö dem Hohlkörper verbunden werden.

Wenn auf die Außenhaut des Formkerns ein Trennmittel aufgebracht wird, kann die Außenhaut nach dem Entleeren des Füllmaterials aus dem Hohlkörper herausgezogen werden. 35

" 6 ^Ä

Der Hohlkörper kann diiröh Gießen/ Spritzen oder Wickeln hergestellt; werden*

Die mit dem Füllmaterial gefüllte modellierte Hülle wird beispielsweise durch Vibration verdichtet und gasdicht Verschlössen, wonach der in der Schüttung befindliche Porehfäüm durch Evakuieren verringert und der Füllstoff damit weiter verdichtet wird. Für größere volumen erfolgt dies vorteilhaft durch Beilegen eines siebähnlichen eingelegten Hohlprofils. Zur Verfestigung des Füllmaterials des Formkerns sind keine Bindemittel erforderlich. Der von der Atmosphäre aufgebrachte Druck erlaubt die Ausformung aller Arten von Formkernen mit beliebigen konkaven und konvexen Flar-hen. Der derart verfestigte Formkern wird in eine Gußform eingelegt und kann mit Hilfe der bekannten Verfahren, beispielsweise Gießen, Spritzen oder Wickeln, mit Kunststoff umhüllt werden. Bevorzugt dabei sind KunststoffSpritzguß und Reaktionsspritzguß. Die durch die Verarbeitung bedingte Kontraktion des umhüllenden Kunststoffs wirkt sich als zusätzliche Verfestigung auf den Kern aus.

Die Entnahme des Füllmaterials aus dem Formkern erfolgt nach Erstarrung des Hohlkörpers aus Kunststoff. Das Füllmaterial wird dazu aufgelockert und damit rieselfähig gemacht. Dabei können in den Kerr; eingelegte Profilkörper oder Bänder zuerst entfernt werden, um durch Hohlraumbildung das nötige Volumen zur Fluidisierung des Füllmaterial zu schaffen.

Die Außenhaut des Formkerns soll dessen Formgebung unterstützen. Vorteilhafterweise kann die Außenhaut mit dem umhüllenden Kunststoff fest verbunden werden und sonrtt -^e Innenfläche des Hohlkörpers bilden. Durch geeignete Materialienkombination lassen sich so Sperrschichten bzw. MehrSchichtenkörper herstellen. Bei Verwendung von Formtrennmitteln auf der Außenhaut des Formkerns kann die Außenhaut aus dem hergestellten Hohlkörper entfernt werden.

In'··*'··¹*·· itt k

Das Füllmaterial des Formkerns sowie die Profilstäbe und eingelegte Bänder können zur Herstellung eines neuen Formkerns wiederverwendet werden. In speziellen Fällen kann auch die Außenhaut des Formkerns die Außenhaut eines neuen ^ Formkerns bilden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Bs zeigt:

Fig. 1 schematisch die Außenhaut eines Formkerns, Fig. 2 den Formkern während der Herstellung, Fig. 3 einen Formkern mit eingelegter Hilfe zum

Stabilisieren und Entfernen des Füllmaterials, Fig. 4 einen in eine Spritzgußform eingelegten Formkern !5 während des Spritzgusses,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines Formkerns während

eines Spritzgußvorganges,
Fig. 6 einen ausgebildeten Hohlkörper mit noch darin angeordnetem Formkern,
Fig. 7 einen Hohlkörper mit einer abgewandelten Ausführungsform eines Formkerns, und

Fig. 8 einen Hohlkörper, aus welchem der Formkern entfernt wird.

Fig. l zeigt in schematischer Darstellung die Außenhaut 10 eines Formkerns 12. Die Außenhaut 10 kann durch Extrusionsblasen, Thermoformen oder Verschweißen von Folien hergestellt werden. Die Außenhaut sollte nach Möglichkeit bereits vor dem Ausfüllen die Form des herzustellenden Kerns aufweisen. Die Außenhaut 10 kann direkt oder eingelegt in eine Form 14, wie in Fig. 2 gezeigt ist, mit einem Füllmaterial 16 gefüllt werden. Das Verdichten des Füllmaterials 16 in der Außenhaut 10 kann beispielsweise durch Vibration erfolgen. Anschließend wird der Porenraufri der Püllmafceriäisdhüttuncj 16 evakuiert und die Außenhaut 1Ö gasdicht verschlössen. Der Formkern 12 kann der Form 14 entnommen werden und ist zur Herstellung eines Hohlkörpers einsatzbereit.

• ■ ■ &igr; · ■

Bei komplizierten Formkernformen kann eine Enfcformungshilfe, beispielsweise ein Profil 18 (Fig. 3) oder ein Entf ormungsband 2C (Fig. 6) in die Füllmaterialschiittung eingelegt werden. Der Formkern kann auch mit geeigneten ^ Profilen 22 armiert werden (Fig. 7).

Der Formkern 12 wird anschließend in eine Spritzgußform 24 eingelegt, um dort eine Umhüllung 26 aus einem Kunststoff zu erhalten, wobei der Kunststoff durch einen Kanal 28 in die Form 24 eingespritzt wird. Im Idealfall wird der Hohlraum 30/ der von er Form 24 und dem Formkern 12 begrenzt wird, so gefüllt, daß keine allzu hohen Formkernversatzkräfte wirksam werden, d.h. es wird versucht, den Formkern in der beabsichtigten anfänglichen Stellung zu halten, wenn der Kunststoff eingespritzt wird, so daß die gewünschten Wandstärken des Hohlkörpers erreicht werden.

Fig. 5 zeigt eine Spritzgußform 32 mit einem Einspritzkanal 34 im unteren Bereich. Der im Inneren der Form 32 angeordnete Formkern 12 mit Außenhaut 10 und Füllmaterial 16 weist ein Profil 18 auf, das den Formkern verstärkt und gleichzeitig die Entnahme des Füllmaterials erleichtert. Der Formkern 12 weist im unteren Bereich einen Zapfen 36 auf, der in einer geeigneten Ausnehmung in der Spritzgußform 32 aufgenommen ist. Ein oberer Ansatz 38 des Formkerns 12 ist in einer oberen Ausnehmung in der Spritzgußform 32 aufgenommen, so daß der Formkern unverrückbar in der Form 32 gehalten wird. Der Kunststoff 40 rfird derart in die Form eingespritzt, daß er von unten nach oben aufsteigend den Hohlraum zwischen dem Formkern und der Spritzgußform ausfüllt, wobei im oberen Bereich vorzugsweise eine Entlüftung in der Spritzgußform 32 vorgesehen ist.

Der fertiggestellte Hohlkörper 42 wird zusammen mit dem öS Formkern 12 aus der Form 24 oder 32 entnommen, Je nach herzustellender Stückzähl der Höhlkörper ist ein

MM * f * III

• ·

ro r ·

• * ■

Transferwerkzeug angebracht. Es kann dann ein Formkern in eine Form eingelegt werden, während ein Hohlkörper gespritzt wird.

^ Nach Entnahme des hergestellten Hohlkörpers 42 wird dieser zusammen mit dem Formkern 12 aus der Form 24 bzw. 32
entnommen und in eine Halterung 44 gebracht (Fig. 8). Mit einem geeigneten Werkzeug wird die Außenhaut des Formkerns geöffnet und, falls notwendig, eine Teilmenge des

¹^ Füllmaterials mechanisch aus der Außenhaut ausgeräumt. Der Rest des Füllmaterials ist dann rieselfähig und kann durch Druckluft oder Vibration fluidisiert werden und entleert
sich aus der in dem Hohlkörper 42 enthaltenen Außenhaut 10. An Stelle einer mechanischen Entleerung des Formkerns kann das Füllmaterial 16 mit Hilfe des Bandes 20 oder eines
eingelegten Profils gelockert werden. Das Band 20 ist
beispielsweise Cjeflochten und besteht aus hochfestem
Material, welche in ungeordneter Weise zusammen mit dem
Füllmaterial in die Außenhaut eingelegt wurde. Wenn das Band herausgezogen wird, so lockert sich örtlich das verfestigte Formkernmaterial bis zur Rieselfähigkeit. Das Füllmaterial 16 wird aufgefangen und einer erneuten Form zur Herstellung zugeführt. Auch die Profile 18, 22 oder Bänder 20 können
wieder verwendet werden.

i i t I I I I I I Il

* t I ti

* I I < I I

# * I I i

I · I Il it ti

Claims

-a t »

* a

European Patent Attorneys Deutsche Patentanwälte

f Dr. W. Müller-Bore t

I Dr. Paui Deufel

I Dipl.-Chem., Dipl.-Wirtsch.-Ing.

i * Dr. Mallcr-Borc und Partner. POB &Mgr;&Ogr;&udigr;-&Pgr; . D-SOOO Manchen 16 * Dr. Alfred Schon

I Dipl.-Chem.

f Werner Hertel

! Dipl.-Phys.

1 Dietrich Lewald

I- Dipl.-Ing.

I Dr. Ing. Dieter Otto

^Kf Dipl.-Ing.

I Brit. Chartered Patent Agent

\ ' · Peter B. Tunnicliffe

? M.A. (Oxon) Chem. ·

20 AUG.

Ot/pp I 2197 G

Formkern zur Herstellung von Hohlkörpern

EHS-INVENTA AG CH-7013 Domat/Ems

Ansprüche

1. Formkern zur Herstellung von Hohlkörpern aus Kunststoffen/ gekennzeichnet durch eine Außenhaut (10) mit darin enthaltendem rieselfähigen, bindemittelfreien, verdichteten Füllmaterial (16).
2. Formkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß das Füllmaterial (16) entgast ist.
3. Formkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Füllmaterial (16) aus einem Gemisch aug körnigen Und stäbchenförmigen Teilchen besteht,

D'ÖDOfl Mönttei, 2 POD 25 OZ 47.-· .' Kjobolii \ ifiUtdfi ""Teteäöpiei Ifl/oteo 64ÖÖ B Tolex

&diams;sarlofjjlatii 0 D^BOOO München ZG: Müebopfit · ' ·&Ogr;&Bgr;<)/22&iacgr;4&Bgr;3'7 CJII + IH (ÖB9) Z2 9B43 5^4205

*
4. Formkern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Füllmaterial (16) aus Teilchen mit einem Schlankheitsgrad von 1:2 bis 1:20, insbesondere von 1:2 bis 1:10 und bevorzugt von 1:3 bis 1:7 besteht.
5. Formkern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g ekennzeichnet , daß im Inneren wenigstens

ein Profilkörper (18, 22) angeordnet ist. 10
6. Formkern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Prof ilkörpe«; (18) stangenförmig mit oder ohne Stacheln, korkenzieherformig oder dgl. ausgebildet ist.
7. Formkern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß im Inneren wenigstens ein Band (20) angeordnet ist.
8. Formkern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet _t daß die Außenhaut (10) aus Kunststoff besteht.
9. Formkern nach Anspruch 8, dadurch g e k e &eegr; &eegr; zeichnet , daß die Außenhaut (10) durch Blasen geformt oder aus Folien geschweißt ist.
10. Formkern nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Außenhaut (10) gasdicht ist.
11. Formkern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e kennzeichnet , daß die Außenhaut (10) eine innere Sperrschicht des Hohlkörpers (42) bildet.