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Verfahren und Vorrichtung zum Spritzgießen von thermoplastischen Kunststoffen
Diese
Erfindung betrifft Verbesserungen bei Verfahren und an Vorrichtungen für den Spritzguß
von organischen flernioplastischen Kunststoffen.
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Der Spritzguß erfolgt bekanntlich so, daß die beiden Hälften einer
Gießform, von denen eine eine Einspritzöffnung enthält, unter extrem hohem Druck
zusammengehalten werden und dann durch Einspritzen der weichgemachte Kunststoff
in die Öffnung eingebracht wird, bis die Höhlung der Gießform vollständig gefüllt
ist. Hierauf läßt man das Gut abkühlen und erhärten. Dann wird die Form geöffnet
und der so gegossene Gegenstand aus ihr herausgenommen. Dieses Spritzgußverfahren
hat die Nachteile, daß ein extrem hoher Formschließdruck von der Größenordnung von
etwa 420 kg/cm2 erforderlich ist, um die beiden Hälften der Gießform zusammenzuhalten,
während das weichgemachte Gut eingespritzt wird, und ebenfalls ein außerordentlich
hoher Druck von der Größenordnung von etwa 1020 bis 1400 kg/cm2 erforderlich ist,
um das weichgemachte Gut in die Form hinzeinzuspritzen. Der hohe Einspritzdruck
ist ererforderlich um das weichgemachte Gut in den verhältnismäßig engen Zwischenraum
zwischen die obere und untere Gießformhälfte und von dort über die verhältnismäßig
große Fläche des Gießformhohlraumes hineinzudrücken. Dieser Effekt ist hesonders
bemerkenswert, wenn Gegenstände in Form von verhältnismäßig dünnen und breiten Folien,
Platten od. dgl. gegossen werden sollen. Der hohe
Formschließdruck
ist erforderlich, am zu verhindern, daß das in die Gießform eingespritzte Gut nach
außen herausgedrückt wind in Form eines sogenannten Preßgrates, infolge des hohen
Einspritzdruckes, der erforderlich ist, um das weichgemachte Gut in alle Einzelheiten
der Gießformhöhlung hineinzudrücken.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, diese Nachteile der bisher
bekannten Einspritzweisen durch ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung
zu überwinden, wobei eine Preßform verwendet wird, die aus einer unteren Hälfte
oder Matrize mit verhältnismäßig hohen Seitenwänden und aus einer oberen Hälfte
oder dem Preßstempel besteht, der in die untere Hälfte nach Art eines Kolbens eintreten
kann. Der Preßstempel enthält eine s.ich axial erstreckende Einspritzdüse zum Einspritzen
des weichgemachten Materials in die Gießform.
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Gemäß einem Hauptprinzip Ider Erfindung wird das Spritzverfahren
in der Weise durchgeführt, daß der Preßstempel anfänglich in den unteren Teil der
Form nur bis zu einem verhältnismäßig geringen Ausmaß eingeführt wird, wobei eine
verhältnismäßig große Höhlung zwischen der Matrize und Idem Preßstempel gebildet
wird, nämlich ein beträchtlich größerer Hohlraum als für das Spritzen des fertigen
Gegenstandes von der erforderlichen Dicke notwendig ist. Der weichgemachte Kunststoff
wird dar.aufhin durch die Einspritzdüse in die Form in einer zur Herstellung des
fertigen Gegenstandes ausreichenden Menge eingespritzt. In diesem Augenblick jedoch
ist ein verhältnismäßiggeringer Druck zum Einspritzen der Beschickung des weichgemachten
Kunststoffes in die Formhöhlung erforderlich auf Grund der Tatsache, daß in dieser
Arbeitsstufe des Spritzverfahrens der Hohlraum beträchtlich höher oder dicker ist
als der zu gießende Gegenstand, wodurch die Beschickung frei in die Formhbblung
fließt, und der Formschließdruck sehr gering sein kann.
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Wenn dann die Beschickung vollständig eingespritzt ist, wird der Preßstempel
in den unteren Teil der Form eingedrückt und in dieser Stellung gehalten, bis der
weichgemachte Kunststoff abgekühlt und erhärtet ist. Bei dieser Arbeitsweise sind
nur Einspritzdrucke von etwa 204kg/cm2 erforderlich im Vergleich mit den vorher
genannten Einspritzdrucken von etwa 1020 bis I4ookg/cdm2 und Formschließdrucke von
etwa 420 kg/cm2, wie sie bei Iden üblichen Verfahren notwendig sind.
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Beim Herstellen von verhältnismäßig dünnen und breiten Folien, Platten
dd. -dgl . wird das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mit einer
Matrize durchgeführt, die mit der Bodenfläche des Hohlraumes in horizontaler Lage
montiert ist, wobei der Preßstempel demgegenüber in senkrechter Richtung entfernlbar
ist. Wie vorher angegeben, wird der Preßstempel zu Anfang nur bis zu einem geringen
Ausmaß in den unteren Formteil herabgelassen und die Beschickung der weichgemachten
Kunststoffmasse in die Formhöhlung, wie vor.her angegeben, eingespritzt. In diesem
Fall jedoch fließt die Beschickung nicht nur frei in den Hohlraum, dank der hohen
Stellung des Preßstempels gegenüber seiner endgültigen Preßstellung, sondern zusätzlich
wird die Beschickung unter einem verhältnismäßig niedrigen Einspritzdruck in alle
seitlichen Außenpunkte Ider Form in einer solchen Art, wie weiter unten erklärt
wird. gedrückt, um eine wesentliche Abkühlung und Erstarren von Teilen der Beschickung
zu verhindern, welche zu den seitlichen Außenpunkten der Form fließen. Demgemäß
wird, wenn der Spritzkolben bis zum vollen Ausmaß, das zum Spritzgießen des fertigen
Gegenstandes erfordeflid ist, herabgedrückt wird, die ganze Beschickung unter einem
verhältnismäßig geringen Druck leicht in die genaue Gestalt der Formhöhlung von
Matrize und Preßstempel geformt unter Bildung eines Formstückes, das nahezu frei
von inneren Spannungen ist und glatte Oberflächen hat, die vollständig frei von
Fehlern, wie Streifen, Säumen u: dgl. sind, wie sie häufig bei Gegenständen beobachtet
werden, die nach dem orben beschriebenen üblichen Verfahren hergestellt wurden.
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Als eine weitere Ausbildung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden
die- Seitenwände Ider Matrize mit einem oder mehreren Schlitzen versehen, die von
der oberen Kante herabreichen bis zu einer Höhe, die- nahezu der Stärke des zu gießenden
Gegenstandes entspricht. Wiederum wird, wie vorher beschrieben, der Preßstempel
nur bis zu einer geringen Tiefe in den unteren Formteil eingelassen und darauf die
Beschickung des weichgemachten Kunststoffes im Überschuß über die zum Herstellen
des endgültigen Gegenstandes erfonderliche Menge in die Form eingespritzt. Der Preßstempel
wird dann bis zur vollen Tiefe herabgedrückt, wobei der Überschuß durch die genannten
Schlitze der Seitenwände der Matrize heraus gedrückt wird, und das Formstück die
genaue Stärke und gewünschte Gestalt erlangt.
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Eine Vorrichtung, welche zur Durchführung des Spritzgusses von thermoplastichen
Stoffen gemäß der Erfindung entwickelt wurde, zeigen die Fig. I bis 8.
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Fig. I ist eine Ansicht in axialem Schnitt einer durch hydraulischen
Druck betätigten Spritzgießvorrichtung; Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht in axialem
Schnitt von einem der hydraulischen Hlfskolben; Fig. 3 ist ein vergrößerter axialer
Schnitt des Teiles der Fig. I, der den Spritzkolben und iden Spritzzylinder, die
Gegenplatte und die Form umfaßt, während Fig. 4 eine Vollansicht von oben von dem
Spritzzylinder entnommen bei 4-+ Xder Fig. 3 ist und die Anordnung der Heizpatronen
zeigt; Fig. 5- ist eine vergrößerte Ansicht mit axialem Schnitt von,dem Teil der
Fig. I, welcher die Preßvorrichtung und den darunberliegenden Auswerferteil darstellt;
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht mit axialem Schnitt der Preßeinrichtung, die
konstruktive Einzelheiten zum Ausdrücken Ides Überschusses von
plastischem
Material während des Preßvorganges erläutert; Fig. 7 ist eine schematische Ansicht
im Axialschnitt einer üblichen Spritzgießvorrichtung, an ihr wird die Art und Weise
erläutert, in der ,das eingespritzte plastische Material in die Formhöhlung fließt,
während Fig. 8 ein Bild einer Spritzgießvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist, an dem die unterschiedliche Art und Weise erläutert wird, in der das Material
in die Formhöhlung fließt.
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Indem jetzt auf die Zeichnungen und insbesondere zunächst auf Fig.
I Bezug genommen wird, umfaßt deren Spritzgießeinrichtung in ihren wesentlichen
Teilen eine hydraulische Presse, allgemein gezeigt bei I, einschließend den Teil
2, auf der fest montiert getrennt voneinander sich Säulen 3 und 4 befinden, auf
deren Oberende das Querhaupt 5 montiert ist , gelagert auf den Flanschen 6 und 7
der Säulen, welch letztere durch Öffnungen 7 und 8 des Querhauptes hindurchreichen,
wobei dieses durch die Schrauben g und I0, die auf die vorstehenden Enden der Säulen
aufgeschraubt sind, in seiner Stellung gehalten wird. Zwischen den Säulen ist der
Preßzylinder II angeordnet, in welchem der Preßkolben I2 gleitbar angeordnet ist,
der durch hydraulischen Druck in üblicher Weise betätigt wird. Montiert auf dem
Preßkolben I2 und befestigt an ihm ist eine Platte I3. Auf der Platte I3 ist die
untere Hälfte der Form oder die Matrize I4, deren obere Hälfte oder Preßstempel
bei 15 gezeigt ist, fest montiert. Der Preßstempel 15 ist an der Unterseite einer
schweren Gegenplatte I6 befestigt, welch letztere bei 17 und i8 für die Gleitverschiebung
entlang den Säulen 3 und 4 durchbohrt ist. Die Gegenplatte I6 wird normalerweise
durch die Verbindungsstangen 19 und 20 getragen, welche von herausstehenden Nasen
21 und 22 des Querhauptes 5 gehalten werden. Zu diesem Zweck sind die Gegenplatte
16 und die Nasen 21 und 22 für die Aufnahme der Verbindungsstangen durchbohrt, wobei
diese gleitfähig an ihrer Stelle befestigt sind mit Hilfe von Schrauben23, 23a und
24, die normalerweise die Gegenplatte in der in Fig. I gezeigten Stellung halten.
Wie angegeben, sind dieVerbindungsstangen in den Nasen 2I und 22 gleitend verschiebbar,
während die Gegeuplatte I6 entlang den Säulen 3 und 4 gleiten kann, aber normalerweise
die Gegenplatte in der in Fig. 1 gezeigten Stellung hält, und, um die Rückkehr in
diese Stellung zu erleichtern, besitzen die Verbindungsstangen die Spiraldruckfedern
26 und 25.
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Montiert auf der Gegenplatte I6 und auf ihr befestigt ist oder Sprtizzylinder
27 mit der Spritzzylinderkammer 28 darin zur Aufnahme des zu erweichenden Kunststoffes.
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Die Kammer 28 endet an ihrem unteren Ende in einem Einsatzkörper
aus Metall 29, der in die Kammer 28 einsetzbar ist und in den unteren angenähert
konisch geformten und gebogenen Wandteil 30 paßt (Fig. I und 3). Der Einsatzkörper
bildet hierin eine Reihe von Durchtrittswegen3I und am Rande voneinander getrennte
Hohlräume bei 32, die die Kammer 28 mit der Einspritzdüse 34 und den Einlaufkanal
35 verbinden, die sich durch die Gegenplatte und den Preßstempel 15 erstreckt. Es
sei bemerkt, ld.aß das Teil 33 von der Form eines Venturirohres in axialem Schnitt
ist. wobei der obere nach innen sich verjüngende Teil die Einspritzdüse darstellt,
während der untere sich nach außen verjüngende Teil den Einlaufkanal darstellt.
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Aus der Kammer 28 des Spritzzylinders 27 preßt der Spritzkolben 37
Iden erweichten Kunststoff unter Druck durch die Durchtrittswege 30 und 31 des Einsatzkörpers
29 und durch die Einspritzdüse und den Einlaufkanal 33 in die Formhöhlung 36. Zu
diesem Zweck ist der Kolben 37 in axialer Verlängerung der Kammer 28 an einen Lagerring
38 eingeschraubt, welcher wiederum an dem Querhaupt 5 mit Hilfe von Schraubbolzen
39 befestigt ist. Der Lagerring 38 ist bei 40 zur Aufnahme des Kolbens 37 in geeigneter
Weise gebohrt und eingeschnitten, wobei diese Schraul>-verbindung zur Einstellung
der Höhe des Kolbens gegenüber des Spritzzylinders 27 für später erläuterte Zwecke
vorgesehen ist. Eine Verschlußschraubenmutter 41 ist auf den Kolben 37 aufgeschraubt,
um diesen in irgendeiner gewünschten Höhe, wie erwähnt, festzustellen. Die Aufgabe
des Lagerringes ist es, sich auf die oberen und äußeren Umfangsflächen 42 des Spritzzylinders
währelild des Preßvorganges zu legen, wodurch das Ausmaß des Eintritts des Spritzkolibens
37 in die Kammer 28 begrenzt wird.
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Der obere Teil des Spritzzylinders 27 (Fig. 3), der der inneren Wand
,der Kammer 28 benachbart ist, endet in einem mit Flanschen versehenen Schulterstück
43 mit einer peripher verlaufenden Leistung 44 darin, die mit einem Kühlmittel,
wie kaltem Wasser, aus Ein- und Auslaßrohren 45 und 46 beschickt wird. Um zu verhindern,
daß diese Ein- und Auslaßrohre 45 und 46 mit zudem Lagerring 38 während des Betriebes
der Vorrichtung in Kollision kommen, ist der Lagerring mit einer Aussparung 47 versehen.
Der Zweck der Wasserkühlung des oberen Teiles des Spritzzylinders ist es, eine Erhitzung
des Harzes oder anderer plastifizierharer Stoffe beim Eintragen in die Kammer 28
zu verhindern und auch die thermisdie Ausdehnung der oberen Wandung der Kammer herabzusetzen,
damit nicht der erweichte Kunstoff durch den Spielraum herausgedrückt wird, welcher
sonst zwischen dem Spritzkolben 37 und der Kammer 28 gebildet werden würde. Die
Kammer 28 wird vorzugsweise mit Hilfe von elektrischen Heizpatronen 48 und 49 (Fig.
I und 3) erhitzt, die in Öffnungen 51 einsetzbar sind, welche sich entlang der Wand
der Kammer 27 erstrecken und in deren Umkreis voneinander getrennt sind, wie in
Fig. 4 gezeigt ist. Da es erwünscht ist, dem unteren Teil der Kammer 27 mehr Wärme
zuzuführen als dem oberen Teil, erstrecken sich einige der Heizaggregate, z. B.
48, nur iiber einen Teil der Höhe der Kammer 27, während andere Erhitzer, z. B.
+9, sich über deren ganze Höhe erstrecken. Die kurzen
Heizpatronen
sind im Abstand zwischen den größeren Heizpatronen angeordnet, in der Art und Weise,
wie es bei 48 und 49 in Fig. 4 dargestellt ist. Die Heizelemente 48 und 49 sind
vorzugsweise so dicht wie möglich an der Kammer 28 angebracht, um sicher zu gehen,
daß der Hohlraum zu allen Zeiten nahezu die gleiche Temperatur besitzt wie die Heizelemente.
Wenn tdie Heizelemente an der äußeren Oberfläche der Kammerwandung angebracht wären,
würde ein wesentlicher Temperaturabfall zwischen der Außenwand und Ider Innenwand
Ider Kammer auftreten, was zu einer Unter- oder Übererhitzung des zu erweichenden
Stoffes führen würde, so daß eine genaue Temperaturregelung der Kammer nicht erreichbar
sein würde. Ein anderer Vorteil der gezeigten Anondnung ist, daß hinreichend Metall
in dem äußeren Wandteil des Spritzzylinders 27 für den Lagezrring38 zum Auffangen
des Spritzdruckes bei 42 vorgesehen ist. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind die Enden
52 und 53 der Heizpatronen 48 und 49 miteinander verbunden mit Hilfe der Leiter
54 und von dort mit einer geeigneten Stromquelle, z. B. einem Generator 56. Das
wassergekühlte Schulterstück 43 (Fig. 3) des Spritzzylinders 27 ist bei 57 eingeschnitten,
um die Wärmeleitung zwischen dem wassergekühlten Schulterstück 43 und der Kammer
28 und deren unterem erhitztem Teil herabzumindern.
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Eine Reihe von hydraulischen Hilfskolben 6o und 6I ist auf der Platte
I3 montiert (Fig. I) und an deren äußerem Umkreis in einem Abstand voneinander angeordnet.
In Fig. 2 ist im Schnitt einer dieser Hilfskolben gezeigt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich
ist, enthält jeder hydraulische Hilfskolben einen hydraulischen Zylinder 63, in
welchem gleitbar ein Kolben 64 angebracht ist mit einem nach oben gerichteten und
fest mit ihm verbundenen Mantelstück 65, in welches ein Stutzen 66 eingeschoben
ist. Der Hohlraum 67 zwischen Zylinder wand und Kolben ist mit einem hydraulischen
Druckmittel über eine Druckleitung 68 verbunden, um normalerweise den Kolben 64
gegen d'ie Halteplatte 69 des Zylinders zu drücken. Der Stutzen 66 ist in das Mantelstück
65 des Kolbens eingeschraubt zur Einstellung,der Hohe des Stutzens gegenüber der
Gegenplatte r6. In Fig. I sind die Stutzen mit 66a und 66b bezeichnet. Der untere
Teil 14 wider Form ist von der PlatteI3 durch einen dazwischengelegten Tragring
70 getrennt (Fig. I und 5). Innerhalb dessen ist eine Auswerferplatte 72 angebracht,
welche normalerweise auf der Platte 13, wie gezeigt ist, ruht, aber durch die Auswerferstangen
73 und 74 angehoben wird, die sich in senkrechter Richtung verschiebbar in den Bohrungen
75 und 76 der Platte I3 befinden und normalerweise unter dieser bei 77 und 78 hervorstehen,
um mit dem Preßzylinder 2 in Berührung zu kommen, wenn die Preßplatte hinreichend
abgesenkt ist. Wenn dies eintritt, gehen die Auswerferstangen 77 und 78 nach oben
und nehmen die Auswerferplatte 72 mit sich. Die Auswerferplatte wliederum enthält
Ibefestigt an ihrer oberen Fläche aufwärts gerichtete Auswerferstifte 79 und 80,
die in Bohrungen 8I der Matrize 14 verschiebbar sind, um so das Formstück 82 (Fig.
5) auszuwerfen. An der Auswerferplatte 72 ist auch ein aufwärts gerichteter Dorn
83 befestigt, der mit einer Keilnut oder einem Schwalbenschwanz 84 versehen ist,
dessen Funktion es ist, den geformten Gegenstand 82 gegen die Matrize 14 zu drücken,
wenn die Platte 13 abgesenkt wind im Anschluß an einen Spritzvorgang.
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Der plastische Pfropfen 85 wird so aus dem Einlaufkanal 35 herausgezogen.
Zur Sicherstellung, daß das Formstück Idie genaue gewünschte Dicke hat, ist der
untere Teil der Form mit einem oder mehreren Schlitzen versehen, die sich quer durch
seine Seitenwände, z. B. bei 86, von der Formhöhlung 36 his zur Außenseite, z. B.
bei 87, erstrecken (Fig. 6). Diese Schlitze verlaufen nach abwärts von dem oberen
Rand 88 bis zu einer Höhe 89 entsprechend der Oberfläche des geformten Gegenstandes
82 und ermöglichen ein Herausdrücken von überschüssiger plastischer Masse bei 90,
wodurch sichergestellt wird, daß der geformte Gegenstand 82 die genaue gewünschte
Dicke erhält.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Die Kunststoffmasse
wird in gekörnter Form in den Kopfteil der Kammer 28 eingetragen und in dessen unteren
Teil bis zum Erweichen erhitzt. Der Preßkolben 12 wird hetzt hochgehoben, die Stutzen
66a und 66b der hydraulischen Hilfspreßkolben 60 und 6I greifen in die Unterseite
Ider Gelgenplatte I6 ein. Diese Stutzen sind in ihrer Höhe daul: ihrer Schraubverbindung
mit den Mantelstücken 65a und 65b so eingestellt, daß, wenn die Stutzen 66a und
66b in die Gegenplatte 16 eingreifen, der Preßstempel 15 geringfügig in die Öffnung
der Matrize I4 hineinreicht bis zu einem Ausmaß, das durch die punktierten Linien
91 in den Fig. I und 3 angedeutet ist Wenn Idie Platte I3 durch den Kolben I2 weiter
angehoben wird, beginnen die hydraulischen Hilfspreßkolben 60 und 6I nach dem Eingreifen
in die Gegenplatte 16 diese gegen die Druckwirkung der Federn 25 und 26 anzuheben,
wobei der hydraulische Druck, der auf die Kolben 60 und 6I über die Zufuhrleitungen
68a und 68b ausgeübt wird, hinrefichend ist, um ständig den Kolben 64 (Fig. 2) gegen
die obere Begrenzungsplatte 69 zu drücken. So verbleibt als Ergebnis dieser Wirkung
/der Preßstempel 15 in seiner Stellung gegenüber der Matrize I4, wie wodurch die
punktierten LiniengI in den Fig. 1 und 3 angegeben ist. Es ist zu sagen, idaß während
dieser Stufe des Betriebskreislaufs die Arbeitsweise eine solche ist, daß sie nur
ein geringes Ein dringen des Preßstempels 15 in die Matrize 14 gestattet und bis
zu dem erläuterten Ausmaß, um dadurch einen verhältnismäßig großen Gußhohlraum für
die Einspritzung des plastifizierten Gutes zu schaffen.
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Wenn die Platte 13 nun weiter angehoben wird, beginnt der Spritzkolben
37 in die Kammer 28 des Spritzzylinders 27 einzudringen und somit die plastische
Masse durch die Durchtrittswege 30 und 3I des Einsatzkörpers 29 zu drücken und von
(dort durch die Stritzfüse 34 und den Enlaufkanal 35
in die Formhöhlung
36 der jetzt halb geschlossenen Preßform.
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Wenn der Preßkolben 12 und die Platte 13 sich weiter nach oben bewegen,
berührt die Oberseite des Spritzzylinders 27 den Lagerring 38, der an dem Querhaupt
5 befestigt ist, und, wenn die Platte I3 noch weiter ansteigen will, werden die
hydraulischen Hilfspreßkolben 60 und 6I einem fortschreitend ansteigenden Druck
zwischen der Gegenplatte I6 und der Platte I3 ausgesetzt, bis bei ihnen ein hinreichend
großer Druck erzeugt ist, um den hydraulischen Druck, der auf den Hilfsreßkolben
60 und 6I über die Druckzuführungsleitungen 68a und 68b liegt, mehr als auszugleichen.
Diese Hilfspreßkolben werden nach unten in ihre entsprechenden Zylinder gedrückt
und somit dem Preßstempel 15 der Preßform gestattet, his zu der erforderlichen Tiefe
in den unteren Formteil einzudringen, d. h. bis zu der Tiefe, die durch die punktierten
Linien 92 der Fig. I und 3 angedeutet ist. Die Preßform, bestehend aus dem Preßstempel
15 und dem unteren Formteil I4, wird während des Gießvorganges verhältnismäßig kalt
gehalten.
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Wenn ,der Preßstempel 15 in den unteren Formteil bis zur in Fig.
6 gezeigten Stellung eingedrückt ist, wird die überschüssige plastische Masse durch
den oder die Schlitze 86 in Ider Art und Weise wie be.i 90 gezeigt, heraus gedrückt.
Wenn aber der Preßstempel die Stellung erreicht, die in Fig. 6 gegenüber der Matrize
gezeigt ist, so wird der Formhohlraum entlang den Schlitzöffnungen abgeschlossen
sein, um den gewünschten Gegenstand 82 in die genauen gewünschten Abmaße zu gießen.
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Die so in die Form eingespritzte Beschickung ist vorzugsweise etwas
größer, als für das Herstellen des fertigen Gegenstandes erforderlich ist, um sicherzustellen,
daß die Formhöhlung 36 mit der plastifizierten Masse vollständig gefüllt ist, wenn
die Form abgeschlossen wird.
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Nachdem das Formstück abgekühlt ist, werden der Preßkolben 12 und
die damit verbundene Platte I3 zurückgezogen, bis der Preßstempel 15 von der Matrize
14 sich löst, in der Art, wie in Fig. I erläutert ist. Diese Trennung des Preßstempels
von der Matrize wird durch die Verbindungsstangen 19 und 20 bewirkt, welche das
Ausmaß begrenzen, bis zu welchem die Gegenplatte I6 unter der Wirkung ihrer Schwere
und der Wirkung der Druckfedern 25 und 26 der herabsinkenden Platte I3 und der damit
fest verbundenen Matrize 14 folgen kann. Der hydraulische Druck, der ununterbrochen
auf die Hilfspreßkolben 60 und 61 über die Zufuhrleitungen 68 wirkt, setzt die Stutzen
66 wieder in ihre ursprünglichen Stellungen der Fig. I. Wenn der Preßstempel aus
dem unteren Formteil herausgez<)gen ist, hält die Keilnut 84 des Dornes 83 (Fig.
5) das Formstück 82 gegen den unteren Formteil und trennt zu gleicher Zeit den Pfropfen
vom Einlaufkanal 35 des Teiles 33 ab.
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Wenn die Platte I3 weiter absinkt, berühren die unteren Enden der
Auswerferstangen 77 und 78 die Oberseite des Preßzylinders II, 50 daß diese Stangen
nach oben fahren und die Auswerferplatte 72 mit sich führen, wodurch die hiermit
fest verbundenen Auswerferstifte 8I das fertige Formstück 82 aus der Matrize werfen.
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In dem üblichen Spritzgießverfahren (Fig. 7) werden die Formhälften
91 und 92 durch einen festen Träger 93 und eine hydraulische Preßplatte 94 zusammengedrückt,
wobei die Form dann vollständig geschlossen ist unter Bildung eines Gießhohlraumes
98, der in seinen Dimensionen und Umgrenzungen dem zu gießende Endgegenstand entspricht,
in diesem Beispiel einem plattenförmigen Gegenstand mit verhältnismäßig breiter
seitlicher Dimension gegenüber seiner Dicke. Die pllast.ifizierte Masse wird aus
dem Spritzzylinder durch Einspritzöffnung 96 herausgedrückt. Wenn die plastische
Masse in den Formhohlraum eintritt, wird sie etwas nach außen gedrückt, wie bei
97 und 98 gezeigt ist. Indessen beginnt sie sofort sich abzukühlen und in der Gießform
zu erhärten. Die äußersten Teile 99 und 100 kühlen s!ich sehr schnell ab und erhärten,
da diese Teile am weitesten von der Einspritzdüse bis zu den äußersten Enden der
Formhöhlung 101 und 102 verlagert werden müssen, während immer der größte Teil der
eingespritzten plastischen Beschickung zurückbleibt, unter Entgegenwirkung gegen
die Wärmeverteilung der Metalloberflächen der Form. Auf Grund der verhältnismäßig
schnellen Abkühlung und Erhärtung der plastischen Grenzteile 99 und 100, verbunden
mit der verhältnismäßig geringen Höhe der Formhöhlung, können die relativ heißeren
und mehr plastischen eintretenden Teile 103 der Beschickung nicht durch die Grenzscli'ichten
99 und' 100 hindurchbrechen, um zu den äußeren Endteilen der Gießform 10.1 und 102
zu fließen. Als Folge hiervon ist ein außerordentlich hoher Einspritzdruck von der
Größenordnung von etwa 1020 bis 1400 kg/cm² erforderlich, um die plastische Beschickung
in die Außenenden der Form zu drücken.
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Dieser hohe Einspritzdruck übt wiederum einen entsprechend hohen Druck
zwischen den Formhälften aus, mit der Neigung, diese auseinanderzudrücken. Als Folge
hiervon muß ein sehr hoher Formschh.eß druck von der Größenordnung von etwa 420
kg/cm2 fortlaufend zwischen der Preßplatte 94 und dem festen Formrahmen 93 ausgeübt
werden, um ein Herausidrücken der plastischen Beschickung durch die Verbindung 104
zwischen den Formhälften in Form eines Preßgrates zu vermeiden.
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Im Verfahren gemäß der Erfindung wird eine geschlossene Form verwendet,
welche eine Matrize 105 aufweist, die einen Formhohlraum 106 enthält und in nach
oben .gerichteten Seitenwänden 107 endet, mit inneren Wandteilen 108, die nahezu
senkrecht zur Grundfläche 109 des Formhohlraumes verlaufen (Fig. 8). Die Form umfaßt
auch einen Preßstempel 110, der in den Formhohlraum 106 einpaßt und senkrechte Wandteile
3, besitzt, die gleitbar zur Verbindung mit dem senkrechten Wandteil 108 des Formholraumes
106 dienen, unter genauem Einpassen nach Art eines Zylinderkolbens.
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Während des Herausdrückens der plastischen Beschickung aus dem Spritzzylinder
112 durch das Mundstück 113 in den Formhohlraum wird Ider Preßstempel IIO nur geringfügig
in Iden Formhohlraum IO3 hineingedrückt, gehalten durch die Hilfskolben 114, die
zwischen der Preßplatte und der Gegenpiatte 117 eingeschaltet sind. Infolgedessen
ist ,die Höhe und das Volumen des Formhohlraumes beträchtlich größer als zum Herstellen
des Endgegenstandes erforderlich ist. Diese ist durch die punktierte Linie 118 angedeutet.
Infolgedessen hat die plastiche Masse 119, wenn sie in die Form gedrückt wir'd,
zunächst die Tendenz, sich in einem großen Bogen in der Weise auszubreiten, wie
bei I20 und I2I angedeutet ist, aber schließlich wird die verhältnismäßig heiße
eintretende Masse bei 122 durch die Enden des mundähnlichen Teiles I20 und 121 abgelenkt,
in der Art, wie bei 123 und 124 angedeutet ist, wodurch die heißesten und am meisten
plastischen Teile (der eintretenden Beschickung in die äußersten Teile der Gießform
I25 und I26 gedrückt werden. Diese Wirkung tritt auf Grund der Höhe des Formhohlraumes
während der Ausdrückstufe ein, da die Form nur teilweise geschlossen ist. Da die
eingespritzte Beschickung in dieser Stufe ein beträchtlich geringeres Volumen als
die Formhöhlung einnimmt ,und da das heißeste Gut in die äußersten Teile der Gießform
fließt, ist ein verhältnismäßig geringer Einspritzdruck von der Größenordnung vor
nur 210 kg/cm² erforderlich. Aus diesen gleichen Gründen wird praktisch kein Druck
zwischen den Formhälften in dieser Stufe ausgeübt zusätzlich zu Idem, der auftritt,
wenn ein erhitztes Gas, das Druck entwickelt, durch die Schlitze 127 im Hohlraum
entweicht.
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Wenn nun der Preßtempel in den Formhohlraum hineingedrückt wird bis
zum vollen Ausmaß, wie durch die punktierte Linie II8 angedeutet ist, um den Endgegenstand
zu pressen, dst ein geringer Formschließdruck voN der Gröénordnung von nur etwa
I40 kg/cm2 zwischen der Preßplatte und der Gegenplatte 117 erforderlich, da die
plastische Beschickung über die Grundfläche rdes Formhohiraumes ausgebreitet ist
mit der heißesten Masse an seinen äußersten Stellen, so <daß sie leicht unter
geringem Druck in die endgültige Form geformt wird, wobei überschüssige Beschickung
durch Idie Schlitze 127 in den Wänden der Form austritt.
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Dank der verwendeten geschlossenen Preßform, in welche der Preßstempel
110 in die Matrize 105 nach Art eines Zylinderkolbens eintritt, wird der gegossene
Gegenstand rings an den Rändern abgeschnitten, so daß kein Preßgrat auftritt.