DE3417727A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von duennwandigen koerpern aus kunststoff - Google Patents

Description

"Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von dünnwandigen Körpern aus Kunststoff"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von dünnwandigen Körpern aus Kunststoff.

Es ist ein Verfahren zum Gießen von Hohlkörpern aus gießfähigem Kunststoff bekannt. Hierbei wird eine kalte, offene Gießform mit Plastisol gefüllt, entleert, erneut mit Plastisol gefüllt und wieder entleert und dabei durch Erwärmen der Gießform ein an ihrer Innenwand gebildeter Überzug zum Gelieren gebracht. Das Gelieren wird dadurch bewirkt, daß nach dem ersten Entleeren ein heißer Gasstrom auf die Außenwand der Gießform gelenkt wird und nach dem zweiten Entleeren der heiße Gasstrom auch direkt auf den Überzug einwirkt, und daß in beiden Erhitzungsstufen die Gießform dauernd bewegt wird.

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Dieses Verfahren hat insbesondere die Nachteile, daß es ein Zweistufen-Verfahren ist, daß es, bedingt durch das dauernde Bewegen der Gießform maschinenaufwendig ist und daß es wenig umweltfreundlich ist, weil es ein in allen Phasen offenes Verfahren ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres weniger aufwendiges Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß eine vorgewärmte Gießform auf einen mit Kunststoff gefüllten Gießbehälter aufgesetzt und beide um mindestens 18o° geschwenkt werden, wobei vor und während des Schwenkens ein Unterdruck in der Gießform gehalten wird, daß nach einer bestimmten Zeit der Unterdruck beendet und Gießform und Gießbehälter wieder in ihre Ausgangslage zurückgeschwenkt werden, anschließend die Gießform abgehoben und zum Aushärten der angelierten Haut die Gi eßform einer Wärmestation zugeführt und zum Entformen abgekühlt wird.

Die Gießform ist hierbei die eine Hälfte bzw. Formhälfte einer zweiteiligen Form, deren zweite Hälfte der flüssigkeits- und druckdicht verbindbare Gießbehälter ist. Beide Hälften bilden zusammen während des Herstellungsvorganges die Form, deren Inneres zumindest zeitweise unter Unterdruck steht.

Bei der Erfindung handelt es sich um ein einstufiges, geschlossenes Verfahren, das besonders umweltfreundlich ist

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Die Gießform wird nämlich erst dann von dem Gießbehälter abgenommen, wenn alles überflüssige Plastisol aus der Gießform abgetropft ist. Desweiteren ist der Aufwand an einzusetzenden Maschinen geringer, da das dauernde Bewegen de~r Gießform während des Geliervorganges entfällt.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren arbeitet also mit Unterdruck und mit einer erwärmten Gießform und liefert einen dünnwandigen Körper mit einer einwandfreien Oberfläche.

Venn die Gießform Hinterschneidungen aufweist, so können in diesen Bereichen jedoch Luftblasen verbleiben, die bis zur Oberfläche reichen.

In solchen Fällen wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung mit einer Ablenkplatte für den einfließenden Kunststoff im Hinterschneidungsbereich gearbeitet.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen, in denen die einzelnen Verfahrensschritte dargestellt sind,' näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1-6

Fig. 7

Fig. θ

rein schematisch eine Gießform jeweils in den einzelnen Verfahrensschritten;

rein schematisch anhand einer vereinfacht dargestellten Vorrichtung den Verfahrensablauf ;

eine Gießform für ein abgewandeltes Verfahren,

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Fig. 9 eine Gießform nach Fig. 8 in gekippter

Stellung,

Fig. 1o eine Einzelheit nach Fig. 9 und Fig. 11 eine schematische Ansicht ähnlich der Fig. von einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Fig. 7 zeigt rein schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erläuterung des Verfahrens.

Hierbei sind auf einer Transportbahn 1 mehrere Gießformen angeordnet, die beim Antrieb der Transportbahn einzelne, den Verfahrensschritten zugeordnete Arbeitsstationen I bis IX durchlaufen. Zum Füllen der Gießformen 2 sind Gießbehälter 3 vorgesehen, beide bilden zusammen eine zweiteilig druck- und flüssigkeitsdicht verbindbare Form.

Eine Steuervorrichtung 4 steuert Heizungen 5 von Durchlaufofen 6 und eine Kühlvorrichtung 7. Weiterhin werden von der Steuervorrichtung 4 über eine Steuerleitung 8 Ventile 24 in beweglichen Zuleitungen 25 zwischen einem Unterdruck-· erzeuger 9 und den Gießformen 2 bzw. den Gießbehältern 3 gesteuert. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Unterdruckerzeuger 9 handelt es sich um einen Windkessel und eine Vakuumpumpe. Ferner sind die Zuleitungen 25 vorzugsweise an den Gießbehälter 3 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeschlossen, wie ebenfalls aus Fig. 2 hervorgeht. Außerdem werden von der Steuervorrichtung 4 über Zuleitungen Klemmvorrichtungen 11 (Fig. 2) angesteuert, die weiter unten näher erläutert sind.

Fig. 1 zeigt eine Gießform 2 in Seitenansicht, die zur Herstellung einer Kraftfahrzeugkonsole dient. Bei der Gi eß-

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form 2 handelt es sich um einen Hohlkörper bzw. um eine schalenförmige Hälfte, deren Inneres bzw. deren innerer Formhohlraum 13 eine Kontur besitzt, die der Außenkontur des mit folienartigen Wandungen herzustellenden Gegenstandes entspricht. Dieser Gegenstand wird später als Überzug über einen Formgegenstand oder wiederum als Form verwendet, die in geeigneten Konturen mit einem Hartschaum o. dgl. ausgeschäumt werden kann.

Während eines Arbeitszyklus läuft die Gießform 2 zunächst in die Station I bzw. in den Ofen 6 ein, wo sie erwärmt wird. Nach dem Erwärmen verläßt die Gießform 2 den Ofen und gelangt in die Station II, wo sie über einen Gießbehälter 3 fährt. Die Gießform 2 weist einen umlaufenden Randflansch 15 auf. Der Gießbehälter 3 ist ebenfalls mit einem Randflansch 16 versehen, an den der Randflansch 15 ·. der Gießform 2 angepasst ist.

In dem Gießbehälter 3 befindet sich flüssige Gießmasse,, ("Plastisol ^a)t die mittels Temperierschlangen 17 auf einer konstanten Temperatur gehalten wird. Sie kann je nach den Erfordernissen gekühlt oder erwärmt werden.

Ein Füllstandsmesser 18 tastet das Niveau der Gießmasse in dem Gießbehälter 3 ab. Sobald dieses unter ein vorgegebenes Maß absinkt, wird Gießmasse aus einem Vorratsbehälter^ (Fig. 2) so lange nachgefüllt, bis das vorgegebene Niveau erreicht ist.

In der Station II wird nun in. einem ersten Verfahrensschritt der Randflansch 15 der Gießform 2 mit dem Randflansch des·Gießbehälters 3 abdichtend verbunden, wozu die Klemm-

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r -ölvorrichtungen 11 die mit Dichtungen versehenen Flansche 15, 16 gegeneinander preseen. Danach wird der Unterdruckerzeuger 9 durch öffnen des Ventils 24 an das Innere bzw. den Hohlraum in dem Gießbehälter 3 und somit der Gießform 2 angeschlossen, und dort ein Unterdruck erzeugt.

In dem nächsten Verfahrensschritt, der als Station III in Fig. 7 angedeutet ist, wird die Gießform 2 mit dem angeschlossenen Gießbehälter 3 um eine Achse 2o um 18o gekippt, so daß die Gießmasse in den Formhohlraum 13 der Gießform 2 einfließen kann. In dieser Lage, die auch in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, verbleibt die Gießform 2 mit dem Gießbehälter 3 bis zum Angelieren der Gießmasse an der Formwandung (Station IV in Fig. 7). Anschliessend wird durch Schließen des Ventils 24 der Unterdruck-■ erzeuger 9 von dem Hohlraum des Gießbehälters 3 abgetrennt, und die Gießform 2 und der Gießbehälter 3 werden in die Ausgangslage zurückgekippt. Nun kann die überschüssige Gießmasse aus dem Formhohlraum 13 zurücktropfen, was in Fig. 4 dargestellt ist und den Stationen V,=und VI in Fig. entspricht. Auf der Innenwandung des Formhohlraumes ist nun eine ausreichend dicke Kunststoffhaut 21 (Fig. 4) entstanden, die das herzustellende Werkstück bildet.

Nach ausreichendem Abtropfen wird im nächsten Verfahrensschritt in.der Station VI der Fig. 7 die Gießform 2 von dem Gießbehälter -3 abgetrennt und zum Ausgelieren des Werkstückes 21 einem weiteren Ofen 6 zugeführt (Station VII).

, Im nächsten Verfahrensschritt wird die Gießform 2 in der 3o

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Kühlvorrichtung 7 gemäß Station VIII in Fig. 7 gekühlt und danach zur Entnahmestation IX gefahren, in welcher das fertige Werkstück 21 entnommen wird. Dieses ist in Fig. 6 in einer Seitenansicht dargestellt.

Der Ofenraum ist zweckmäßig an eine Absauganlage 22 angeschlossen, der ein Abscheider 23 nachgeschaltet ist, welcher einen Teil der Abluft wieder dem Ofenraum zuführt, während die Abluft Je nach Reinigungsgrad entweder nach außen abgeführt oder in an sich bekannter Weise zur Verbrennung der Rückstände der Heizungsanlage zugeführt werden kann.

Wenn die Gießform 2 tiefere Hinterschneidungen aufweist, kann es vorkommen, daß in diesem Bereich Luftblasen bestehen bleiben, die an der Oberfläche des fertigen Werkstückes sichtbar sind. Eine Ausgestaltung der Erfindung schafft hier Abhilfe, die anhand der Figuren 8 - 1o erläutert wird.

In Fig. 8 und 9 ist eine Gießform 31 in der Arbeitsstellung entsprechend den Fig. 2 und 3 dargestellt. Diese Gießform 31 weist im Bereich ihrer Formöffnung 39 nach innen ragende · Flansche 32 auf, die mit der Wandung 33 Hinterschneidungen 34 bilden* ,

Zur Lösung des oben erwähnten Problems sind im Bereich der Hinterschneidungen 3^ Ablenkplatten 35 für den in die Gießform 31 einfließenden Kunststoff angeordnet. Hierdurch wird bei gekippter Gießform 31 (Fig. 9) eine Ablenkung der Strömung des zähen Kunststoffes im Sinne der Pfeile in Fig. 1o erreicht mit der Folge, daß auch die Luft in diesen Bereichen

verdrängt wird. Die Ablenkplatte 35 bzw. Je nach Gießform 31 mehrere Ablenkplatten 35 sind an dem Gießbehälter 3 mit Hilfe von Stäben 36 derart befestigt, daß sie nach dem Verbinden von Gießbehälter 3 und Gießform 31 einen optimalen Abstand von den Hinterschneidungen 34, d.h. in diesem Falle von dem Flansch 32 zum Formhohlraum hin besitzen. Die Ablenkplatten 35 dürfen beim Aufsetzen der Gießform 31 auf den Gießbehälter 3 nicht stören, müssen also durch die Formöffnung 39 hindurchpassen. Bei der bzw. den Ablenkplatten 35

1c- handelt es sich um eine Leiteinrichtung bzw. um ein oder mehrere Leitflächen, mit deren Hilfe in die Gießform 2, 31 einfließende, flüssige Gießmasse derart gelenkt wird, daß sie auch an hinterschnittene oder sonst schwer zu erreichende Stellen in der gewünschten Weise gelangt.

Wie Fig. 8 und 9 zeigen, sind die Ablenkplatten 35 dachförmig geneigt, damit die aus dem Formhohlraum verdrängte Luft leicht in den Gießbehälter 3 abströmen kann, von wo sie über die Leitung 25 und dem Unterdruckerzeuger 9 abgesaugt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Ablenkplatten 35 zu diesem Zweck an ihrem höchsten Punkt ferner eine Durchlaßöffnung 37 auf, die in ein Steigrohr 38 mündet. Das Steigrohr 38 bezweckt ferner, daß die Hauptmasse des Kunststoffes in der gekippten Lage gemaß Fig. 9 entlang den Wandungen des C-ießbehälters 3 in die Gießform 31 fließt.

Hinterschneidungen können sich natürlich auch an änderen Stellen der Gießform befinden und nicht nur im Bereich von Flanschen 32. Dann werden die Ablenkplatten 35 bzw. Leit-

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bleche den Bedürfnissen entsprechend angeordnet.

Bei Arbeiten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hat sich schließlich herausgestellt, daß besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn der Unterdruck in dem Formhohlraum von Gießform 2 -bzw. 31 und Gießbehälter 3 beendet wird, bevor der Gießbehälter 3 und die mit ihm verbundene Gießform 2 bzw. 31 wieder in ihre Ausgangslage zurückgeschwenkt werden.

Ferner versteht es sich, daß alle Schwenkbewegungen der Gießform 2 bzw. 31 und des Gießbehälters 3 derart durchgeführt werden, daß der fließfähige Kunststoff in ausreichendem Maße an die gewünschten Stellen der zweiteiligen Form gelangt.

In Fig. 11 ist schließlich noch ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, mit dem nicht ein gießfähiger Kunststoff, sondern ein rieselfähiges Kunststoffpulver verarbeitet wird. Hier wird die Gießform 2 im Gegensatz zur Verarbeitung von gießfähigem Kunststoff sofort auf Aushärte- bzw. Ausgeliertemperatur erwärmt, und sie wird sodann auf den bereits mit rieselfähigem Kunststoffpulver 4o gefüllten Gießbehälter 3 aufgesetzt. Der Gießbehälter 3 ist mit Rüttlern 41 ausgestattet, mit deren Hilfe das Kunststoffpulver 4o an der Formwandung möglichst hoch verdichtet wird. Die Rüttler 41 werden eingeschaltet, wenn die Gießform 2 auf den Gießbehälter 3 aufgesetzt ist und beide mit Hilfe der Klemmvorrichtungen 11 dicht miteinander verbunden sind. Sodann wird wiederum Vakuum angelegt und im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Arbeitsablauf werden der Gießbehälter 3 mit der

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aufgesetzten Gießform 2 um 36o° geschwenkt und anschließend in die Ausgangsstellung zurückgedreht. Dies bedeutet, daß die Gießform 2 und der Gießbehälter 3 z.B. zunächst im Uhrzeigersinn um 36o gedreht werden, · woraufhin sie nochmals um 36o° entgegen dem Uhrzeiger- - sinn zurückgedreht werden. Der Dreh- bzw. Schwenkvorgang geschieht mit gleichbleibender Geschwindigkeit, wobei Verweilzeiten nach 18o° und 36o° vorgesehen sind. Frühestens bei der Rückdrehung, spätestens Jedoch beim Erreichen der Ausgangsstellung wird das Vakuum aufgehoben bzw. beendet, die Rüttler 41 arbeiten vorzugsweise Jedoch noch eine kurze Zeit weiter, um überschüssiges, noch nicht geliertes Kunststoffpulver von der Oberfläche des Werkstückes abzuschütteln, das sich als Haut im Inneren der Gießform 2 befindet.

Anschließend werden die Klemmvorrichtungen 11 gelöst, die Gießform 2 wird vom Gießbehälter 3 abgehoben, und Je nach Bedarf werden die Gießform 2 mit dem Jetzt angelierten Werkstück einem weiteren Ofen zum Ausgelieren bzw. Aushärten zugeführt. Danach werden - wie bisher die Gießform abgekühlt und das Werkstück entnommen.

Das Füllen des Gießbehälters 3 erfolgt, wenn die Gießform 2 vom Gießbehälter 3 abgehoben ist. Zweckmäßigerweise geschieht dies während sich der Gießbehälter 3 in den Stationen VII, VIII und IX befindet. Es ist zweckmäßig, beim Füllen das Kunststoffpulver 4o im Gießbehälter 3 aufzulockern. Dies kann mittels eines als Kamm 42 ausgebildeten Hilfsmittels oder mit Hilfe eines Rührstabes oder dergl. geschehen.

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Claims (16)

1. Ansprüche:

   '· 1.j Verfahren zum Herstellen von dünnwandigen Körpern aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgewärmte Gießform auf einen mit Kunststoff gefüllten Gießbehälter aufgesetzt und beide um mindestens 18o geschwenkt werden, wobei vor und während des Schwenkens ein Unterdruck in der Gießform gehalten wird, daß nach einer bestimmten Zeit der Unterdruck beendet und Gießform und Gießbehälter wieder in ihre Ausgangslage zurückgeschwenkt werden, anschließend die Gießform abgehoben und zum Aushärten der angelierten Haut die Gießform einer Wärmestation zugeführt und zum.Entformen abgekühlt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstand des den Kunststoff enthaltenden Gießbehälters überwacht und auf gleichem Niveau gehalten wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß die Temperatur des in dem Gießbehälter enthaltenen Kunststoffes auf konstanter Temperatur gehalten wird.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform für das Arbeitsverfahren über bzw. durch einzelne Arbeitsstationen geführt wird.

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5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck aufgehoben wird, bevor der Gießbehälter und die auf ihm sitzende Gießform wieder in ihre Ausgangslage zurückgeschwenkt werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines gießfähigen Kunststoffes ("Plastisol"
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein rieselfähiges Kunststoffpulver ist.
8. 8. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Gießform (2, 31) an einer Transportkette (1) oder dergleichen um mindestens eine Achse (2o) kippbar gelagert ist (Fig. 3).
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießbehälter (3) mit der Gießform (2, 31) zur abdichtenden Verbindung anhebbar und absenkbar ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Klemmvorrichtung (11) zur Halterung der Gießform (2, 31) am Gießbehälter (3) aufweist, die von einer Zeitsteuervorrichtung her betätigbar sind.
11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8-1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbahn (1) der Gießform (2, 31) durch zwei Durchlauföfen (6) führt, in denen eine zum Angelieren bzw. Ausgelieren ausreichende Temperatur aufrechterhalten wird.

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12. 12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießbehälter (3) mindestens eine Ablenkplatte (35) trägt, die in den Raum (34) einer Hinterschneidung der Gießform

    (31) ragt.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkplatte (35) mindestens eine Durchlaßöffnung (3) aufweist.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkplatte (35) zur Mitte des Gießbehälters (3) hin geneigt angeordnet ist.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rüttler (41) an dem Gießbehälter (3) bzw. der Gießform (2) angeordnet ist.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Auflockerungseinrichtung (42) in Gestalt eines Kammes bzw. Rührwerkes oder dergl.

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