DE2259818A1

DE2259818A1 - Vorrichtung zur diskontinuierlichen herstellung von formkoerpern mit einem schaumstoffkern und einer huelle aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE2259818A1
Application number: DE19722259818
Authority: DE
Inventors: Robert Melcher
Original assignee: Siemag Siegener Maschinenbau GmbH
Current assignee: Siemag Siegener Maschinenbau GmbH
Priority date: 1972-12-07
Filing date: 1972-12-07
Publication date: 1974-07-18
Also published as: DE2259818B2; DE2259818C3

Description

Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Formkörpern mit einem Schaumstoffkern und einer Hülle aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Formkörpern mit einem Schaumstoffkern und einer Hülle aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einem mit zwei Schnekkenzylindern verbundenen Spritzkopf mit einer zentralen Düse für den Schaumkunststoff und einer dieselbe umgebenden Ringdüse für den thermoplastischen Kunststoff, wobei die zentrale Düse und die Ringdüse unabhängig voneinander zu öffnen und zu schlieBen-sind.
Aus der deutschen Patentschrift 1 154 264 ist eine Vorrichtung zum -kontinuierlichen Strangpressen von endlosen Formkörpern oder von plattenförmigen Bauelementen mit einem Schaumstoffkern und einem Mantel aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, bei der die im Spritzkopf der Strangpresse zentral angeordnete Düse für den Austritt des Schaumkunststoffes von einer Düse umgeben ist, aus der gleichzeitig mit dem Schaumkunststoff der thermoplastische Kunststoff austritt. Durch die Arbeitsweise dieser Vorrichtung bedingt, weisen diese Formkörper oder plattenförmigen Bauelemente Stirnflächen auf, die nicht mit einer Schicht aus thermoplastischem Kunststoff versehen sind, d. h., es lassen sich keine Formkörper oder plattenförmige Bauelemente herstellen, deren Schaumstoffkern von einer geschlossenen Hülle aus thermoplastischem Kunststoff umgeben ist.
Gemäß einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren zum Spritzgießen von insbesondere dickwandigen Kunststoffteilen mit glatter Oberfläche und porigem Kern, bei welchem zuerst das die glatte Oberfläche bildende Material und anschließend treibmittelhaltiger Kunststoff in die Form eingespritzt wird, wurde vorgeschlagen, daß zunächst ein Teil des die glatte Oberfläche bildenden Materials und anschließend der treibmittelhaltige Kunststoff mit weiterem, eine glatte Oberfläche bildendem Material gleichzeitig eingespritzt werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist zwei getrennt betätigbare Absperrschieber auf, von denen der eine Absperrschieber in dem Zuführungskanal für das die glatte Oberfläche bildende Material angeordnet ist, während der andere Absperrschieber in dem Zuführkanal für den treibmittelhaltigen Kunststoff eingesetzt ist. Mit diesem Verfahren und der Vorrichtung ist es möglich, mit einem Anguß versehene Formkörper herzustellen, deren Schaumstoffkern - ausgenommen die freie Stirnfläche des Angusses - mit einer geschlossenen Hülle aus thermoplastischem Kunststoff umgeben ist.
Nach der Aushärtung des Formkörpers muß dann der Anguß entweder abgeschlagen oder abgeschnitten werden. Dies ist mit einem nicht unerheblichen Arbeitsaufwand verbunden. Neben diesem Arbeitsaufwand wird aber auch am Fuß des Angusses die Oberfläche des Formkörpers verletzt und die Struktur des Schaumstoffkernes sichtbar.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 044 583 ist eine Düse für Spritzgußmaschinen zum Einspritzen von thermoplastischem Kunststoff in eine Spritzgußform, bestehend aus einem an der Spritzgußform zum Anliegen bringbaren Düsenkopf mit einer den Düsenmund freigebenden Düsennadel bekannt, bei der zur Vermeidung eines Angusses die Düsennadel eine in ihrer Sperrstellung mit der Stirnfläche des Düsenkopfes abschließende Stirnfläche aufweist und die Stirnflächen von Düsennadel und Düsenkopf einen Teil der Innenwandung der Spritzgußform bilden. Eine derartige Düse ist für die Herstellung von Formkörpern mit einem Schaumstoffkern und einer Hülle aus thermoplastischem Kunststoff ungeeignet.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Formkörpern mit einem Schaumstoffkern und einer Hülle aus thermoplastischem Kunststoff so auszubilden, daß das Entstehen von Angüssen verhindert und die damit verbundenen Nachteile vermieden werden. Dies wird gemäß der Erfindung bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung dadurch erreicht, daß die Ringdüse durch den Spritzkopf und eine axial verschiebbar im Spritzkopf geführte die Ringdüse verschließende Hülse begrenzt ist, deren Bohrung die zentrale Düse bildet und mit einer verschiebbaren Schließnadel versehen ist, daß die Hülse und die Schließnadel je eine in ihrer Sperrstellung mit der Stirnfläche des Spritzkopfes abschließende Stirnfläche aufweisen und die Stirnflächen von Hülse, Schließnadel und Spritzkopf einen Teil der Innenwandung der Spritzgußform bilden. Durch diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsteht an dem Formkörper kein Anguß, so daß der mit der Entfernung des Angusses bisher erforderliche Arbeitsaufwand vermieden wlrd*. Darüber hinaus weist der Schaumstoffkern des Formkörpers eine vollkommen geschlossene Hülle aus thermoplastischem Kunststoff auf.
Der Hülse und der Schließnadel sind getrennte oder ein gemeinsamer Verschiebeantrieb zugeordnet. Bei der Verwendung eines gemeinsamen Verschiebeantriebes ist die Hülse entgegen der Kraft einer Feder durch die Schließnadel in ihre Sperrstellung bringbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen Spritzkopf einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit geöffneter zentraler Düse und geöffneter Ringdüse im Schnitt, Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit geschlossener zentraler Düse und geöffneter Ringdüse und Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit geschlossener zentraler Düse und geschlossener Ringdüse.
In der Zeichnung ist ein Spritzkopf 1 einer Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Formkörpern mit einem Schaumstoffkern und einer Hülle aus thermoplastischem Kunststoff in vereinfachter Weise gezeigt, der von einer plattenartigen Spritzkopfhalterung 2 aufgenommen wird und an den zwei Schneckenzylinder 3, 4 angeschlossen sind. Von dem Schneckenzylinder 4 wird dabei treibmittelhaltiger Kunststoff, im nachfolgenden nur als Kernmaterial 5 bezeichnet, abgegeben, das zur Bildung des Schaumstoffkernes eines Formkörpers dient.
Der Schneckenzylinder 3 gibt seinerseits thermoplastischen Kunststoff ohne Treibmittelzusatz, im nachfolgenden als Hüllenmaterial 6 bezeichnet, ab, durch den um das Kernmaterial des Formkörpers eine geschlossene Hülle gebildet wird, so daß der Formkörper eine glatte Oberfläche aufweist.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Spritzkopf 1 in der Zentrieröffnung 7 eines Spritzgußwerkzeuges 8 an, das mit einem. Formnest 9 zur Bildung eines Formkörpers 10 mit einen .Schaumstoffkern und einer geschlossenen Hülle aus thermoplastischem Kunststoff versehen ist. Die freie Ring-Stirnfläche 11 des Spritzkopfes 1 bildet dabei einen Teil der Innenwandung des Formwerkzeuges 8. Der Spritzkopf 1 ist mit einer zentrischen Bohrung 12 ausgerüstet, die über den größten Teil ihrer Länge eine gleichbleibende zylindrische Form besitzt und nahe dem Formwerkzeug 8 in einen sich verengenden Konus 13 übergeht, an den sich noch ein kurzes zylindrisches Teil 14 ansclließt. In dieser Bohrung 12 ist eine Hülse 15 axial verschiebbar gelagert, die an ihrem aus dem Spritzkopf 1 herausragenden Ende einen umlaufenden Kragen 16 besitzt. An ihrem dem Formwerkzeug 8 zugewandten Ende ist die Hülse 15 mit einem Absatz 17 geringeren Durchmessers versehen, so daß hier zwischen der Hülse 15 und der Wandung der Bohrung 12 ein Ringraum 18 gebildet ist. An ihrem dem Kragen 16 abgewandten Ende besitzt die Hülse 15 ein hohlzylindrisches Teil 19, dessen Außendurchmesser genau dem Innendurchmesser des zylindrischen Teiles 14 der Bohrung 12 entspricht. Auch hier ist zwischen dem hohlzylindrischen Teil 19 und dem Absatz 17 der Hülse 15 ein Konus 20 vorgesehen.
Von dem Schneckenzylinder 3 erstreckt sich ein Kanal 21 bis zur Bohrung 12. Im Bereich des Überganges des Kanales 21 in die Bohrung 12 weist die Hülse 15 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung einen als sogenannte Herzkurve ausgebildeten Kanal 22 auf, der den Kanal 21 mit dem Ringraum 18 verbindet und somit die Zufuhr des Hüllenmaterials 6 von den Schneckenzylinder 3 in das Formnest 9 ermöglicht.
Die Bohrung 23 der Hülse 15 dient zur Aufnahme einer axial verschiebbaren Nadel 24, die mit ihrem einen Ende aus der Hülse 15 herausragt und hier mit einem Bund 25 versehen ist. Der Durchmesser des anderen Endes der Nadel 24 ist derart gewählt, daß damit das dem Formwerkzeug 8 zugewandte Ende der Bohrung 23 in der Hülse 15 geschlossen werden kann. Zwischen dem eigentlichen Schließteil 26 der Nadel 24 und dem zylindrischen Teil der Nadel 24 ist ein Konus 27 angeordnet. Weiterhin weist die Hülse 15 eine zylindrische Ausdrehung 28 auf, so daß zwischen der Innenwandung der Hülse 15 und der Nadel 24 ein Ringraum 29 entsteht. An diesen Ringraum 29 schließt sich ein radial in der Hülse 15 eingearbeiteter Kanal 30 an, der in der in der Fig. 1 gezeigten Stellung der Hülse 15 in einen Kanal 31 im Spritzkopf 1 übergeht. Über diesen Kanal 31, den Kanal 30, den Ringraum 29 und die Austrittsöffnung der Hülse 15 kann das Kernmaterial Svon dem Schneckenzylinder 4 in das Formnest 9 des Werkzeuges 8 gelangen.
An seinem dem Formwerkzeug 8 abgewandten Ende sind in den Spritzkopf 1 bspw. drei um 1200 gegeneinander versetzte Führungsstangen 32 eingeschraubt, von denen zur besseren Klarheit nur eine Führungsstange 32 in der Zeichnung gezeigt ist. Diese Führungsstangen 32 ragen durch Bohrungen 33, die im Kragen 16 der Hülse 15 vorgesehen sind, und tragen an ihrem freien Ende eine an sich bekannte, zweistufig wirkende Kolben-Zylinder-Einheit 34. Zwischen dem Kragen 16 der Hülse 15 und der Kolben-Zylinder-Einheit 34 sind auf den Führungsstangen 32 Distanzhülsen 35 vorgesehen, gegen die der Kragen 16 der Hülse 15 von Druckfedern 36 gedrückt wird.
Diese Druckfedern 36 umschließen ebenfalls die Führungsstangen 32 und stützen sich in einer Aussparung 37 des Spritzkopfes 1 ab. In der unwirksamen Stellung der Kolben-Zylinder-Einheit 34 gemäß Fig, 1 fixieren die Distanzhülsen 35 die geöffnete Stellung der Hülse 15. Durch entsprechende Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 34 bewegt deren Kolben 38, an dem der Bund 25 der Nadel 24 anliegt, die Nadel 24 so weit in die Hülse 15, bis der Bund 25 an der Oberfläche des Kragens 16 anliegt.
Damit ist die erste Bewegungsstufe der Kolben-Zylinder-Einheit 34 beendet. In dieser Stellung ist die durch die Hülse 15 gebildete Ringdüse noch geöffnet, während die zentrale Düse in der Hülse 15 durch die Nadel 24 geschlossen ist. (Fig. 2). Sobald nun die Kolben-Zylinder-Einheit 34 weiter beaufschlagt wird, bewegt sich der Kolben 38 we#iter in Richtung auf den Spritzkopf 1. Diese Bewegung des Kolbens 38 hat nun zur Folge, daß eine weitere Verschiebung der Nadel 24 in Richtung auf das Formweukzeug 8 stattfindet. Da die Nadel 24 mit ihrem Bund 25 an der Oberfläche des Kragens 16 anliegt, wird dabei zwangsläufig die Hülse 15 entgegen der Kraft der Druckfedern 36 verschoben, und zwar so weit, bis die Hülse 15 und die Nadel 24 ihre in der Fig. 3 gezeigte Stellung einnehmen. In dieser Stellung schließt einerseits die freie Stirnfläche 39 der Hülse 15 und andererseits die freie Stirnfläche 40 der Nadel 24 mit der Stirnfläche 11 des Spritzkopfes 1 ab. Die Stirnflächen 11, 39, 40 bilden dabei einen Teil der Innenwandung des Formwerkzeuges (Fig. 3).
Bei der Fertigung eines Formkörpers 10 mit einem Schaumstoffkern und einer Hülle aus thermoplastischem Kunststoff nehmen die Hülse 15 und die Nadel 24 zuerst ihre Stellung gemäß Fig. 3 ein, in der die Ringdüse und die zentrale Düse geschlossen sind. Durch entsprechende Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 34 wird der Kolben 38 in die Stellung gemäß Fig. 2 bewegt. Durch die Kraft der Druckfedern 36 wird nun die Hülse 15 und damit die Nadel 24 so weit in Richtung auf die Kolben- Zylinder-Einheit 34 bewegt, bis dieselben ihre Stellung gemäß Fig. 2 einnehmen. Dabei kommt der die Herzkurve aufweisende Kanal 22 in der Hülse 15 mit dem Kanal 21 im Spritzkopf in Verbindung, so daß das Hüllenmaterial 6 in das Formwerkzeug 8 strömen kann. Diese Stellungen von Hülse 15 und Nadel 24 werden nur kurzzeitig beibehalten. Sobald eine vorgegebene Menge des Hüllenmateri als 6 sich im Formnest 9 befindet, wird die Kolben-Zylinder-Einheit 34 wieder beaufschlagt und der Kolben 38 in seine Lage gemäß Fig. 1 gebracht. Durch die bereits zuvor durchgeführte Verschiebung der Hülse 15 befindet sich der Ringraum 19 mit dem Zuführkanal des Schneckenzylinders 4 in Verbindung, so daß in dem Ringraum 29 ein Staudruck herrscht. Dieser Staudruck wirkt auf die Konusfläche 28 und bewirkt ein Verschieben der Nadel 24 in Richtung auf die Kolben-Zylinder-Einheit 34. Damit wird aber die zentrale Düse in der Hülse 15 geöffnet, so daß nunmehr auch das Kernmaterial 5, das von dem Hüllenmaterial 6 umgeben ist, in das Formnest 9 strömen kann.
Kurz vor Beendigung des Einspritzvorganges wird die Nadel 24 wieder durch entsprechende Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 34 in ihre Stellung gemäß Fig. 2 gebracht und damit die Zufuhr des Kernmaterials 5 unterbrochen. Nachdem noch eine geringe Menge des Hüllenmaterials 6 in das Formnest 9 eingeströmt ist, wird die Kolben-Zylinder-Einheit 34 abermals beaufschlagt, was eine Verschiebung der Nadel 24 mit der Hülse 15 und damit ein Verschließen des Spritzkopfes 1 zur Folge hat. Die in dem Formnest 9 befindliche Formmasse besteht nun aus einem Schaumstoffkern, der mit einer vollkommen geschlossenen Hülle aus thermoplastischem Kunststoff umgeben ist. Die Stirnflächen 11, 39 und 40 bilden dabei einen Teil der Innenwandung der Form 8, so daß der fertige Formkörper 10 keinen Anguß aufweist.
Nach Ablauf der Reaktionszeit des Kernmaterials 5 wiederholt sich der oben beschriebene Vorgang. Die Zeit, die die Ringdüse vor der zentralen Düse geöffnet bzw.
später geschlossen wird und damit die zusätzliche Menge Kernmaterial 5 kann in einfacher Weise über die Kolben-Zylinder-Einheit 34 gesteuert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur diskontinuierlichen Herstellung von Formkörpern mit einem Schaumstoffkern und einer Hülle aus thermoplastischem Kunststoff, bestehend aus einem mit zwei Schneckenzylindern verbundenen Spritzkopf mit einer zentralen Düse für den Schaumkunststoff und einer dieselbe umgebenden Ringdüse für den thermoplastischen Kunststoff, wobei die zentrale Düse und die Ringdüse unabhängig voneinander zu öffnen und zu schließen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdüse durch den Spritzkopf (1) und eine axial verschiebbar im Spritzkopf geführte, die Ringdüse verschließende Hülse (15) begrenzt ist, deren Bohrung (23) die zentrale Düse bildet und mit einer verschiebbaren Schließnadel (24) versehen ist, daß die Hülse (15) und die Schließnadel (24) je eine in ihrer Sperrstellung mit der Stirnfläche (11) des Spritzkopfes (1) abschließende Stirnfläche (39, 40) aufweisen und die Stirnflächen (11, 39, 40) von Hülse (15), Schließnadel (24) und Spritzkopf (1) einen Teil der Innenwandung der Spritzgußform (8) bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülse (15) und der Schließnadel (24) getrennte Verschiebeantriebe zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülse (15) und der Schließnadel (24) ein gemeinsamer Verschiebeantrieb (34) zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (15) entgegen der Kraft einer Feder (36) durch die Schließnadel (24) in ihre Sperrstellung bringbar ist.

Leerseite rs te