DE1277551B - Verfahren und Einrichtung zum Vergiessen haertbarer Kunststoffe im Vakuum - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 29 c

Deutsche Kl.: 39 a2 - 5/00

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

P 12 77 551.8-16 (P 28218)

13. November 1961

12. September 1968

Verfahren und Einrichtungen zum Vergießen härtbarer Kunststoffe im Vakuum, bei denen der Kunststoff in die evakuierte Form eingebracht und nach dem Einbringen in der Form unter Überdruck gesetzt wird, sind bereits bekannt. Das vorgeschlagene Verfahren fand hauptsächlich Anwendung bei der Herstellung elektrischer Geräteteile wie Schalterschubstangen, Durchführungen, Sockeln usw. durch Eingießen von Phenol-, Polyester- und Epoxygießharzen, Mischungen aus diesen, gegebenenfalls unter Beifügung von Füllstoffen wie Quarzpulver, Sand od. dgl. in Formen, wobei auch bereits die Füllstoffe im evakuierten Zustand eingeführt wurden, um zu verhüten, daß auf diese Weise wieder Luft in den Füllraum gelangt; teilweise wird auch der Kunststoff der Gießform erst zugeführt, nachdem er einen seinerseits evakuierten Vorratsraum verlassen hat. Nach dem Auffüllen der Form wird das Werkstück entweder derselben unmittelbar entnommen und anschließenden Härtungs- und Wärmebehandlungsverfahren unterworfen, oder es wird Preßluft nach Herstellung des Druckausgleiches zugelassen, um das Werkstück durch Einwirkung derselben verdichten zu können. Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei Durchführung eines derartigen Verfahrens Schwierigkeiten auftreten, die behoben werden müssen, wenn man zu dem befriedigenden Ausfall der Werkstücke kommen will, deretwegen man sowohl mit Unter- als auch mit Überdruck arbeitet. So ist bekannt, daß beim als Gelieren bezeichneten Übergang des Kunstharzes aus dem flüssigen oder halbflüssigen in den festen Zustand der Kunststoff schwindet. Würde die Druckluft unmittelbar nach Beseitigung des Unterdruckes und Druckausgleich zugelassen, so wäre es nicht mehr möglich, diesen Schwund durch Nachfüllen von Kunststoff auszugleichen, womit es zu unbefriedigenden Füllungsverhältnissen käme. Da es schwierig, wenn nicht unmöglich ist, die Preßluft so zu in den Hohlraum der Form einzuführen, daß sie in diesen wie ein homogener Kolben eindringt, zeigen sich infolge der einseitig und unter Wirbelungen auftretenden Lufteinführung, insbesondere in Abhängigkeit vom jeweils benutzten Werkstoff und jeweiligen Betriebsverhältnissen, starkes Aufschäumen und Verspritzen, wenn die Preßluft noch im flüssigen oder halbflüssigen Zustand des Kunststoffes zugelassen wird. Auf diese Weise hergestellte Werkstücke zeigen am Umfang starke Narben-, Krater- und Furchenbildungen, so daß sie als Ausschuß unverwendbar werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die dargestellten Ursachen auch zu Verlagerungen von Armierungen Verfahren und Einrichtung zum Vergießen
härtbarer Kunststoffe im Vakuum

Anmelder:

La Plast Anstalt, Vaduz (Liechtenstein)

Vertreter:

Dipl.-Ing. L. Meurer-Inffeld, Patentanwalt,

8000 München 22, Widenmayerstr. 29

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 15. November 1960 (A 8490/60)

und zu Versetzungen mit Kunststoff zu ummantelnder, verlorener Teile des herzustellenden Gerätes führen, wenn diese aus konstruktiven Gründen ohne Abstützung aufgestellt werden oder als lose Teile ausgebildet sein müssen, weil sie erst durch den Kunststoffmantel ihre definierte Lage und Anordnung erhalten.

Die sich damit ergebende Aufgabe, die entstandenen Schwierigkeiten und Nachteile zu beseitigen, wird, ausgehend von Verfahren zum Vergießen härtbarer Kunststoffe im Vakuum, bei denen der Kunststoff in die evakuierte Form eingebracht und nach dem Einbringen in der Form unter Überdruck gesetzt wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kunststoff erst nach dem. Ausgelieren oder nach einer Teilhärtung dem Einfluß des Überdruckes unterworfen wird.

Es liegt auf der Hand, daß ein durch das Ausgelieren oder durch die Teilhärtung eingetretener Schwund an Werkstoff, wenn er zu Störungen Anlaß zu geben vermag, durch Nachfüllen von Kunststoff ausgeglichen werden kann. Trotzdem werden die anschließend herbeigeführten Wirkungen des Überdruckes in vollem Umfang erhalten. Weiter fällt bei teilweise ausgeliertem oder ausgehärtetem Kunststoff die Möglichkeit, aufzuschäumen oder zu verspritzen, weitgehend weg, so daß auch die dargestellte nachteilige Erscheinung beseitigt ist. Schließlich führen Ausgelieren und Teilhärtung bereits zu einer ausreichenden Festlegung der Armierung, loser oder unabgestützter Teile des zu umgießenden Gerätes oder von Kernen, so daß es mit Hilfe des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens möglich wird, auch in dieser Richtung erhebliche technische Fortschritte zu verwirklichen.

809 600/548

3 4

Wird die der Aufnahme des Kunststoffes dienende feststehend. Er ist zunächst mit der Vakuumpumpe 8 Form vor dem Einbringen des Kunststoffes auf- über der Leitung 9 mit dem Ventil 10 verbunden. In geheizt, so ist es mit Hilfe einer entsprechend ab- ihn mündet weiter der Zuführungsstutzen 11 für gestuften Aufheizung ohne Schwierigkeiten möglich, Kunststoff ein, der an das Vorratsgefäß 12 über das Ausgelierung oder Teilhärtung jeweils bis zu einem 5 Ventil 13 angeschlossen ist. In den oberen Teil des Grad durchzuführen, der es ermöglicht, nach Eintritt Kunststoffvorratsbehälters 12 mündet die Leitung 14 desselben die Preßluft zuzulassen, unter deren Ein- ein. In der Leitung 14 ist das Ventil 15 angeordnet, fluß noch eine Nachverdichtung des Werkstückes zu dessen Bedienungshebel in zwei Stellungen gelegt erzielen ist. werden kann, in die ausgezogen gezeichnete Stellung

Einrichtungen zur Durchführung derartiger Ver- io 16, in der die Leitung 14 mit der Atmosphäre in fahren, die ein mehrteiliges Vakuumgefäß und eine Verbindung gebracht ist, während in der gestrichelt in diesem Vakuumgefäß angeordnete, mehrteilige gezeichneten Stellung 17 das Ventil 15 an eine Preß-Form aufweisen und bei denen das Vakuumgefäß mit gasquelle, etwa an einen Druckluftbehälter, aneinem Anschluß für eine Vakuumpumpe und mit geschlossen ist. Vorhanden ist schließlich die Enteiner an die Form anschließbaren Zuführung für den 15 lüftungsleitung 18, in der sich ein Ventil 19 befindet. Kunststoff versehen und an Überdruck anschließbar In der Stellung der Teile in Fig. 1 ist die Form

sind, wurden bereits bei Durchführung des bekann- 3, 4 bereits vorgeheizt. Unmittelbar hiernach tritt die ten Verfahrens benötigt. Eine zur Durchführung des Stellung der Teile nach Fig. 2 ein, in der die Form erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens geeig- 3, 4 durch den Deckel 5 verschlossen ist. Die Lage nete Ausbildung derartiger Einrichtungen ergibt sich, 20 des Unterteiles 1 des Vakuumgerätes hat sich bis zu wenn das Vakuumgefäß einen feststehenden Ober- diesem Zeitpunkt nicht geändert. Das bedeutet, daß teil, an welchem die Anschlüsse angeordnet sind, und der den Unterteil tragende Stempel 20 einer vorzugseinen heb- und senkbaren Unterteil aufweist, in wel- weise pneumatisch oder hydraulisch betätigten Hubchem die mehrteilige Form vorteilhaft auf einem auf und Senkvorrichtung 21 seine Lage gegenüber F i g. 1 Federn gelagerten Boden angeordnet ist, wobei die 25 nicht verändert hat.

Form mit einem Deckel versehen ist, der eine Aus- Dagegen ist das in F i g. 3 geschehen. Man er-

nehmung aufweist, in welche die Zuführung für den kennt, daß der Stempel 20 und damit der Unterteil 1 Kunststoff dichtend einführbar ist. Auf diese Weise des Vakuumgerätes angehoben worden sind. Zunächst sind die technischen Voraussetzungen zu einer hat sich dadurch der geschliffen ausgeführte Rand 22 schnellen und genauen Durchführung des erfindungs- 30 des Unterteiles 1 dichtend an den Rand 23 des Obergemäß vorgeschlagenen Verfahrens zu gewährleisten, teiles 7 des Vakuumgefäßes angelegt, wobei durch ohne daß sich die Möglichkeiten der Durchführung eine eingelegte Dichtung die Abdichtung noch verdes erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens in bessert sein kann. Weiter hat die konische Öffnung der Verwirklichung der gekennzeichneten Einrieb.- 24 des Deckels 5 (Fig. 2) das konische Mundstück tung erschöpfen. 35 27 des Einfüllstutzens 11 des Kunstharzvorratsbehäl-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines ters 12 aufgenommen. Die Ventile 13 und 19 sind Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Zeichnung noch geschlossen, das Ventil 15 befindet sich in der zeigt eine zur Durchführung des neuen Verfahrens Stellung 16, in der Raum 25 oberhalb des Kunstharzdienende Einrichtung. Vorrates mit der Atmosphäre verbunden ist. Das Fig. 1 gibt zunächst die Stellung der Teile wieder, 40 Ventil 10 wird dagegen in dieser Stellung der Teile welche auftritt, wenn die Armierung bereits in die nach Fig. 3 geöffnet und gleichzeitig wird die Form eingeführt ist; Vakuumpumpe 8 in Betrieb genommen. In dem gegen Fig. 2 gibt die Einrichtung nach dem Auflegen die Atmosphäre abgedichteten Raum 26 innerhalb des des Deckels auf die aufgeheizte und die Armierung Vakuumgefäßes 1, 7 beginnt die Evakuierung, die bis enthaltende Form wieder; 45 zu dem gewünschten Vakuum fortgesetzt wird. So-Fig. 3 zeigt die Stellung der Teile nach Schließen bald das Vakuum erreicht ist, wird die Pumpe 8 des Vakuumgefäßes und nach Verbindung der Form- außer Betrieb genommen und es wird das Ventil 10 hohlräume mit dem Kunststoffvorratsbehälter, d.h. geschlossen. Da der Deckel5 wie ein Rückschlagwährend der Evakuierung; ventil wirksam ist, hat sich das Vakuum in dem Fig. 4 stellt die Einrichtung nach Füllung der 50 Raum6 fortgesetzt. In diesem Zustand der Einrich-Formhohlräume bei noch geschlossenem Vakuum- tung wird das Ventil 13 geöffnet. Das Kunstharz gefäß dar; strömt über das geöffnete Ventil 13 in die Hohl-F i g. 5 gibt die Einrichtung nach Öffnen des räume 6 der Form 3,4 ein, und zwar ohne daß es zu Vakuumgefäßes wieder; einem Verschäumen oder Kochen des eingeführten Fig. 6 zeigt die beispielsweise Ausführung eines 55 Harzes kommen würde. Infolge des voraufgeheizten Kunststoffkörpers, der gemäß vorliegender Erfindung Zustandes der Formenteile 3,4 tritt sofort eine Geliemit einer genau sitzenden Armierung, die nicht ein- rung des Harzes ein, wobei diese, weil die Teile 3, 4 gezeichnet ist, hergestellt worden ist. eine hohe Wärmekapazität besitzen, bzw. so ausgebil-In F i g. 1 ist zunächst der abgesenkte Unterteil det sind, daß diese entsteht, in ausreichend hohem des Vakuumgerätes zu erkennen, der mit der Ziffer 1 60 Grade vor sich geht. Sobald die Gelierung in dem bezeichnet ist. Dieser Unterteil trägt über den Feder- erforderlichen Maße aufgetreten ist, was an Hand der boden 2 die Form 3, die ebenfalls mehrteilig ist. Sie Erfahrung festgestellt werden kann, wird Ventil 15 besteht außer aus dem bereits erwähnten Unterteil 3 aus der Lage 16 in die Lage 17 gebracht. Dadurch aus dem Kernteil4 und dem Deckel 5 (Fig. 2). In kann das Preßgas in den Raum25 eintreten, und es den Hohlraum der Form, der zur Herstellung des 65 erfolgt nunmehr eine Auffüllung der Formenhohl-KunststoffkÖrpers dienen soll, ist bereits die Armie- räume 6 mit Kunststoff unter Druck. Eine etwaige rung 6 eingeführt. Zu erkennen ist außerdem der Schwindung des Kunstharzes, die gegebenenfalls vorOberteil? des Vakuumgefäßes. Dieser Oberteil ist her erfolgt war, wird dadurch völlig ausgeglichen,

und es wird die Form so vollständig mit Kunstharz ausgefüllt, daß irgendwelche Lunkerungen, Hohlräume und sonstige Unregelmäßigkeiten nicht einzutreten vermögen. Es entsteht vielmehr ein völlig fester und homogener Kunststoffkörper, der der Form 3, 4 entnommen werden kann, sobald die Einrichtung den Zustand nach F i g. 5 erreicht hat. Vorher war das Ventil 19 geöffnet worden, so daß der Raum 26 belüftet worden war. Anschließend wurden Stempel 20 und damit Unterteil 1 des Vakuumgefäßes 1, 3 abgesenkt, so daß die Einrichtung die in F i g. 5 aufgezeichnete Stellung ihrer Teile annahm. In diesem Zustand bedarf es nur noch einer Wegnahme des Deckels 5, um den gewünschten Kunststoffkörper erhalten zu können.

Das neue Verfahren ermöglicht es, sehr verwickelte Kunststoffkörper, wie sie beispielsweise in F i g. 6 dargestellt sind, herzustellen, ohne daß irgendwelche Verlagerungen oder sonstige Unregelmäßigkeiten eintreten würden und die Armierungen sitzen ao genau an der Stelle, an der man sie haben will.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vergießen härtbarer Kunststoffe im Vakuum, bei dem der Kunststoff in die evakuierte Form eingebracht und nach dem Einbringen in der Form unter Überdruck gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff erst nach dem Ausgelieren oder nach einer Teilhärtung dem Einfluß des Überdruckes unterworden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Aufnahme des Kunststoffes dienende Form vor dem Einbringen des Kunststoffes aufgeheizt wird.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ein mehrteiliges Vakuumgefäß und eine in diesem Vakuumgefäß angeordnete mehrteilige Form aufweist und bei der das Vakuumgefäß mit einem Anschluß für eine Vakuumpumpe und einer an die Form anschließbaren Zuführung für den Kunststoff versehen und an Überdruck anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuumgefäß einen feststehenden Oberteil (7), an welchem die Anschlüsse angeordnet sind, und einen heb- und senkbaren Unterteil (1) aufweist, in welchem die mehrteilige Form (3, 4, 5) vorteilhaft auf einem auf Federn gelagerten Boden (2) angeordnet ist und daß die Form (3,4, 5) mit einem Deckel (5) versehen ist, der eine Ausnehmung (24) aufweist, in welche die Zuführung (11) für den Kunststoff dichtend einführbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 801182.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 600/548 9.68 © Bundesdruckerei Berlin