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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Spritzgießen eines wärmehärtbaren Materials.
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Bei den herkömmlichen Spritzvorrichtungen für wärmehärtbares
Material, d.h. für ein Material, das bei Wärme polimerisiert,
bleibt die am Ende der Spritzvorrichtung angeordnete
Spritzdüse in dauerndem Kontakt mit der Gießform.
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Diese sehr stark verkleinerte Kontaktfläche erlaubt es, einen
hinreichend starken Kontaktdruck zwischen der Einspritzdüse
und der Form zu erzielen, und so wird ein Lecken des
Materials beim Einspritzen in die Form vermieden. Trotz der
verkleinerten Kontaktfläche zwischen der Düse und der Form
können die thermischen Wechselwirkungen zwischen der warmen Form
(160ºC) und der kalten Einspritzdüse (40ºC) zu einer
Polimerisation des in der Düse befindlichen Materials führen.
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Es sind beispielsweise aus dem Europäischen Patent EP 149586
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spritzgießen von
wärmehärtbarem Material bekannt, wobei das wärmehärtbare
Material mittels einer kalten flachen Düse mit länglichem
Querschnitt und geringer Höhe, die aber dennoch eine große
Kontaktfläche mit der Form bildet und also doch eine große
Wärmeaustauschfläche hat, in eine warme Form eingespritzt wird.
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So wird, wenn man die Düse dauernd in Kontakt mit der Form
beläßt, das Material, das sich am Ende der Düse im Kontakt
mit der Form befindet, zwischen zwei Spritzzyklen
polimerisieren und beim folgenden Zyklus wird dann bereits
polimerisiertes Material in die Form eingespritzt, was die Qualität
des Werkstücks verschlechtert.
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Es empfiehlt sich daher, die Düse nach jedem Spritzzyklus
zurückzuziehen, was jedoch trotz aller Vorsichtsmaßnahmen, die
ergriffen werden können, zu einem Auslaufen von Material am
Ende der Düse führt, wodurch die Kontaktfläche zwischen der
Düse und der Form beschädigt wird, was die Gefahr des
Auslekkens von Harz mit sich bringt.
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Die vorliegende Erfindung verfolgt daher das Ziel, diese
Probleme zu lösen.
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Die vorliegende Erfindung zielt insbesondere auf ein
Verfahren zum Spritzgießen von wärmehärtbarem Material mittels
einer Vorrichtung zum Einspritzen in eine Form mit einer Düse,
um Werkstücke aus wärmehärtbarem Material herzustellen, wobei
die Temperatur der Einspritzvorrichtung reguliert wird, damit
das in die Form einzuspritzende Material, das nach dem Formen
des Werkstücks in der Einspritzvorrichtung verbleibt, immer
eine Temperatur hat, die die Polimerisation dieses Materials
nicht zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem die
Gießform mit wärmehärtbarem Material gefüllt wurde, das in der
Einspritzvorrichtung verbleibende Material an einem
Endbereich der Vorrichtung nahe der Gießform, wo das Material
nicht polimerisiert, abgeteilt wird.
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Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin,
ein Verfahren des obenbeschriebenen Typs bereitzustellen, bei
dem die Einspritzvorrichtung zwischen zwei Einspritzzyklen
mit der Gießform in Berührung bleibt.
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Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin,
eine Vorrichtung zum Spritzgießen von wärmehärtbarem Material
zu verwirklichen, die eine Düsen-Einspritzvorrichtung für das
wärmehärtbare Material ins Innere einer warmen Gießform
aufweist, wobei Thermo-Regeleinrichtungen vorgesehen sind, um
das in der Einspritzvorrichtung verbleibende Material auf
einer Temperatur zu halten, die keine Polimerisation dieses
Materials zuläßt, wenn das Werkstück gegossen ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, die lediglich als nicht einschränkende Bespiele gegeben
sind, und bei denen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Einspritzvorrichtung während des Spritzgießens eines
herzustellenden Werkstücks ist;
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Fig. 2 eine Detaildarstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zeigt,
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Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach dem Spritzgießen eines
herzustellenden Werkstücks zeigt.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht die erfindungsgemäße
Spritzgießvorrichtung aus einem Einspritzhohlzylinder 1, in
dessen Inneren ein Einspritzkolben 2 angeordnet ist, der
durch einen Schaft 3 mit einer nicht gezeigten Schraubspindel
verbunden ist..
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Am freien Ende des Einspritzhohlzylinders 1 ist gegenüber dem
Schaft 3 eine flache Einspritzdüse 4 angeordnet, deren
Einlaßöffnung 6 kreisförmig ist und denselben Durchmesser wie
der Hohlzylinder 1 hat, während die Auslaßöffnung 7 die Form
eine Schlitzes von geringer Höhe und großer Breite hat.
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Diese Düse 4 wird in der Temperatur durch einen Regelkreis 8,
der beispielsweise aus einem Flüssigkeitszirkulationskreis
besteht, gereglt. Genauer gesagt wird die die Temperatur der
Düse 4 durch den Regelkreis 8 geregelt, damit das in ihr
befindliche wärmehärtbare Harz immer auf einer Temperatur
gehalten wird, die unter dessen Polimerisationstemperatur
liegt.
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Die durch den Hohlzylinder 1 und die Düse 4 gebildete Einheit
wird translationsbeweglich in Richtung der Achse X-X des
Hohlzylinders 1 montiert.
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Einer Gießform 9, die aus einer oberen Formhälfte 91, die
durch eine nicht gezeigte Vorrichtung beweglich in Richtung
einer vertikalen Achse angebracht ist, und aus einer unteren
stationär angebrachten Formhälfte 92 gebildet wird, wird
wärmehärtbares Harz zugeführt werden, wobei die beiden
Halbformen 91, 92 eine Gießhohlraum 93 definieren.
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Die Einlaßöffnung des Gießhohlraums 93 besteht aus einem
Schlitz 94 mit geringer Höhe und größer Breite, dessen
Querschnitt geringer als der der Einlaßöffnung 6 der Düse 4 ist.
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Ein Anschlußteil 10 zwischen der Düse 4 und der Gieform 9 ist
zwischengeschoben.
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Wie aus Fig. 1 zu sehen ist, sind die Einspritzdüse 4 und das
Anschlußteil 10 in der Verbindungsebene der beiden Halbformen
91 und 92 der Gießform 9 angeordnet.
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So ist der Schlitz 94, der die Einlaßöffnung für den
Formhohlraum 93 bildet, durch eine in der Verbindungsebene der
beiden Halbformen 91, 92 angeordnete Öffnung begrenzt.
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Wie man aus Fig. 1 und 2 sieht, hat das Anschlußteil 10 eine
Kontaktfläche 101, an die sich eine entsprechende Fläche 41
der Düse 4 anlegt und eventuell fixiert und so die
Auslaßöffnung 7 dieser Düse 4 begrenzt.
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Das Anschlußteil 10 hat an seinem der Fläche 101
gegenüberliegenden Seite eine Kontaktfläche 102 mit der Gießform 9.
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Das Anschlußteil 10 ist von einem Hohlraum 103 in der Achse
X-X durchzogen, dessen an der Kontaktfläche 101 gelegene
Eingangsöffnung 104 dieselbe Form wie die Auslaßöffnung 7 der
Düse 4 hat und in deren Verlängerung angeordnet ist.
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Der Hohlraum 103 hat außerdem eine Ausgangsöffnung 105, die
an der Kontaktfläche 102 liegt, einen länglichen Querschnitt
und eine gringe Höhe hat und dazu betimmt ist, gegen den
Schlitz 94 der Gießform 9, der die gleiche Form wie die
Ausgangsöffnung 105 des Hohlraums 103 des Anschlußteils 10 hat,
zu plattieren.
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Das Anschlußteil 10 weist einen beispielsweise aus einem
Flüssigkeitszirkulationskreis bestehenden Kreis 106 zum
Regulieren der Temperatur des Hohlraums 103 auf.
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Eine Teil- und Abschneidvorrichtung, die aus einer
beweglichen Schneiden (107), die in einer zur Achse X-X schrägen
Ebene angeordnet ist, besteht, ist dazu bestimmt, den
Hohlraum 103 des Anschlußteils 10 in einen stromaufwärtigen Teil
108, der auf der Seite der Düse 4 liegt, und einen
stromabwärtigen Teil 109, der auf der Seite der Gießform 9 liegt, zu
teilen.
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Gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 liegt die bewegliche
Schneide 107 in einer Ebene, die zur Achse X-X des Hohlraums
103 des Anschlußteils 10 senkrecht ist.
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Der stromaufwärtige Teil 108 hat immer eine Temperatur, die
niedriger als die Polimerisationstermperatur des Harzes
liegt, während der stromabwärtge Teil 109 in seinem
Berührungsbereich mit der Gießform 9 eine Temperatur, die höher
als die Polimerisationstemperatur ist, und in seinem
Berührungsbereich mit der Schneide 107 eine Temperatur, die
niedriger als die Polimerisationstemperatur ist, aufweist.
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Nach der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform besteht das
Anschlußteil 10 aus einem mit der Halbform 91 einstückigen Teil
110 und einem mit der Halbform 92 einstückigen und doch von
dem Teil 110 trennbaren Teil 111.
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Wie man den Fig. 2 und 3 ersieht, ist der stromaufwärtige
Teil 108 des Hohlraums 103 durch den mit der Halbform 92
einstückigen Teil 111 des Anschlußteils 10 und durch die
bewegliche Schneide 107 vollständig abgegrenzt.
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Der stromabwärtige Teil 109 des Hohlraums 103 bildet einen
durch das Trennen der Teils 110 und 111 des Anschlußteils 10
trennbaren Hohlraum.
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Wie man in den Fig. 1 und 2 sieht, reguliert der
Thermo-Regelkreis 106 des Anschlußteils 10 die Temperatur in den
beiden Teilen 110 und 111 des Anschlußteils 10.
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Die obenbeschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt.
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Wenn die Düse 4 durch ihre Oberfläche 41 gegen die
entsprechende Fläche 101 des Anschlußteils gedrückt ist und die
bewegliche Schneide 107 den stromaufwärtigen und den
stromabwärtigen Teil 108 und 109 des Hohlraums 103 des Anschlußteils
10 miteinander in Verbindung läßt, bewegt sich der Kolben 2
im Hohlzylinder 1 nach vorne und spritzgießt das
wärmehärtbare Material in die warme Gießform 9, wo das Material dann
polimerisiert.
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Die Düse 4 wird durch den Thermo-Regelkreis 8 und das
Anschlußteil 10 durch den Regelkreis 106 gekühlt, wobei die
Düse 4 auf einer Temperatur bleibt, die keine Polimerisation
des einzuspritzenden Materials zuläßt.
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Das stromaufwärtige Teil 108 des Hohlraums 103 des
Anschlußteils hat eine durch den Thermo-Regelkreis 106 derart
geregelte Temperatur, dar das wärmehärtbare Material in diesem
stromaufwärtigen Teil 108 nicht polimerisiert.
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Der stromabwärtige Teil 109 kann in seinem direkt nahe seiner
Ausgangsöffnung 105 gelegenen Bereich eine derartige
Temperatur aufweisen, dar das wärmehärtbare Material dort
polymerisiert.
Aber die durch den Thermo-Regelkreis 106 durchgeführte
Regelung ist derart, dar das wärmehärtbare Material im
Bereich des stromabwärtigen Teils 109 in der Nähe der
bewegliche Schneide 107 niemals polimerisiert.
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So schneidet, wenn die Gießform 9 erst mit wärmehärtbarem
Material beschickt ist, die bewegliche Schneide 107 in dem
Hohlraum 103 des Anschlußteils 10 das einzuspritzende
Material in einem Bereich, wo es nicht polimerisiert ist.
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Im Anschluß daran wird die Gießform 9 geöffnet und das
hergestellte Werkstück, an dem das wärmehärtbare Material
befestigt ist, das stromabwärts der beweglichen Schneide 107
abgetrennt wurde, wird entnommen.
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Da die bewegliche Schneide 107 hierbei die Rolle der
Teilund Abtrennvorrichtung der durch die Düse 4 und den
stromaufwärtigen Tiel 108 des Anschlußteils 10 gebildeten
Einspritzvorrichtung spielt, kann das in der Einspritzvorrichtung
enthaltene Einspritzmaterial nicht auslaufen und also die
Qualität der Verbindung zwischen den Teilen 110 und 111 des Teils
10 nicht nachteilig beeinflussen.
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Ein neuer Einspritzzyklus kann nun beginnen, ohne daß ein
Trennen der Einspritzvorrichtung bezüglich der Gießform
erforderlich ist, ohne daß der nächste Zyklus bereits
polimerisiertes Material mitführt.