DE2212609A1 - Mould deaeration - during foaming using hollow cylinder with air removal slit introduced into opening in mould wall - Google Patents
Mould deaeration - during foaming using hollow cylinder with air removal slit introduced into opening in mould wallInfo
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Abstract
Description
Binrichtung zum Entlüften von Formwerkzeugen beim Herstellen von Formteilen aus Schaumkunststoffen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entlüften von ii'ormwerkzeugen beim Herstellen von Formteilen aus Schaumkunststoffen (z.B. Polyurethan), die aus reaktionsfähigen Binzelkomponenten gebildet werden. Device for venting molds when manufacturing Molded Parts Made of Foamed Plastics The invention relates to a device for venting of molding tools in the production of molded parts from foamed plastics (e.g. Polyurethane), which are formed from reactive single components.
Derartige Schaumkunststoffe, nachstehend als Reaktionsschaumstoffe bezeichnet, werden durch gleichzeitig verlaufende und aufeinander abgestirnmte Polymer- und Treib-Reaktionen gebildet. Die Ausgangsstoffe sind Flüssigkeiten, die vor dem Eingießen ins Werkzeug vermischt werden. Sie füllen das Werkzeug zunächst nur zu einem Teil aus. Erst wenn der Treibprozeß, ausgelöst durch die Verdarnpfung des Treibmittels, einsetzt, wird das Formwerkzeug durch die aufblähende Masse, den Reaktionsschaum sehr schnell, im Bereich von Sekunden, gefüllt.Such foamed plastics, hereinafter referred to as reaction foams are designated by simultaneously running and coordinated polymer and driving reactions are formed. The starting materials are liquids, which before Pouring into the tool to be mixed. At first you just fill the mold a part. Only when the forcing process, triggered by the evaporation of the Propellant, used, the mold through the expanding mass, the reaction foam filled very quickly, in the order of seconds.
Während des Schäumvorganges muß die Luft, die sich über dem anfänglichen Füllstandspegel des Reaktionsgemisches befindet, durch die aufsteigende Lasse aus dem Formwerkzeug verdrängt werden. Bei einem geschlossenen, iiblicherweise schräggestellten Formwerkzeug kann aber bei den bisher bekannten Ausführungen die zu verdrängende Luft nur über schlitzförmige, in die Trennflächen des Formwerkzeugs gefeilte Schlitze entweichen. Diese ShtlüStungstechnik ist jedoch nur bei geometrisch einfachen Formwerkzeugen möglich, bei denen die Luft durch die aufsteigende Schaumfront bis zu den angebrachten Entlüftungsschlitzen einwandfrei ausgespült werden kann. Bei denjenigen Werkzeugen, die im Aufbau kompliziert sind, können sich jedoch überall dort, wo keine derartige einwandfreie Entlüftung möglich ist, Luftsäcke oilden, die am fertigen Formteil als große Oberflächenfehler auftreten. In diesen Fällen kann man sich zwar dadurch helfen, daß man das Formwerkzeug an diesen schwierigen Entlüftungsstellen durchbohrt. Hier kann jetzt die Luft entweichen. Der Nachteil dieser Verfahrenstechnik ist, daß der aufsteigende, noch niedrigviskose Schaum bei jedem Arbeitsgang in diese künstlichen Kanäle dringt und diese zusetzt.During the foaming process, the air that is above the initial The filling level of the reaction mixture is located through the ascending let out the molding tool are displaced. With a closed, usually inclined In the previously known designs, however, the mold can be the one to be displaced Air only through slot-shaped slits filed into the parting surfaces of the mold escape. This ShtlüStungstechnik is only with geometrically simple form tools possible, in which the air through the rising foam front up to the attached Ventilation slots can be flushed out properly. For those tools However, those that are complicated in structure can be found anywhere where none such Perfect venting is possible, air sacs oilden on the finished molded part appear as large surface defects. In these cases you can do it yourself help to pierce the mold at those difficult vent points. The air can now escape here. The disadvantage of this process technology is that the rising, still low-viscosity foam enters this with every work step penetrates artificial canals and clogs them.
Die Kanäle müssen also vor jedem Arbeitsgang wieder freigelegt werden. Es liegt auf der Hand, daß dieses Verfahren sehr aufwendig ist und den Herstellungsprozeß von Formteilen beträchtlich verlängert. Abgesehen davon ist die Oberflächenqualität auch an solchen Stellen nicht gut, was Nacharbeit des Formteiles bedeutet.The channels must therefore be exposed again before each work step. It is obvious that this method is very expensive and the manufacturing process extended considerably by molded parts. Apart from that, the surface quality is Not good in such places either, which means reworking the molded part.
Zieht man also doch die SntlUftung über Schlitze in den Trennflächen des Formwerkzeuges in Betracht, dann kann sich die Notwendigkeit ergeben, das Formwerkzeug in eine für das Einfüllen des Reaktionsgemisches ungünstige Lage zu bringen, nur um die Entlüftung des Formwerkzeuges an seiner höchstgelegenen Stelle durchführen zu können.So if you pull the ventilation through slots in the dividing surfaces of the molding tool into consideration, then the need may arise to use the molding tool to bring into a position that is unfavorable for pouring in the reaction mixture, only to vent the mold at its highest point to be able to.
Der erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisher bekannten Maßnahmen zur L#'ntlüftung von Formwerkzeugen bei der Herstellung von i;'ormteilen aus Reaktionsschaumstoffen zu vermeiden.The invention is therefore based on the problem of the disadvantages of previously known measures for ventilating molding tools during manufacture to avoid molded parts made from reaction foams.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Entlüftung der Formwerkzeuge eine Einrichtung als selbständiges Bauteil (##ntlüftungsbaustein) ausgebildet ist, a) das an beliebiger gewünschter Stelle eines Formwerkzeuges in ein dort vorgesehenes Loch derart einsetzbar ist, daß es im Formwerkzeug mit dessen Innenwandung bündig abschließt, und b) das einen Entlüftungskanal aufweist, durch den die beim Aufsteigen der Schaumfront des Reaktionsgemisches verdrängt werdende Luft aus dem Innern des Formwerkzeuges so lange entweichen kann, bis der zu entlüftende Werkzeughohlraum mit Schaum des Reaktionsgernisches ganz gefüllt ist.According to the invention, this object is achieved in that for ventilation of the molding tools a device as an independent component (## ntlüftungsbaustein) is formed, a) that at any desired point of a mold in a hole provided there can be used in such a way that it is in the mold with its The inner wall closes flush, and b) which has a ventilation channel through which is displaced when the foam front of the reaction mixture rises Air from inside the mold can escape as long as until the mold cavity to be vented is completely covered with foam from the reaction mixture is filled.
Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Bauteil als Holilzylinder ausgebildet sein, der in seiner mit der Innenwandung des Formwerkzeuges bündig abschließenden Bodenplatte als Entlüftungskanal mindestens einen Spalt aufweist, der so eng ist, daß sich der Spalt beim Eindringen von Schaum des Reaktionßgemisches selbst abdichtet.According to a further embodiment of the invention, the component can be used as a hollow cylinder be formed, the flush with the inner wall of the mold in its The base plate has at least one gap as a ventilation channel that is so narrow that that the gap seals itself when foam of the reaction mixture penetrates.
Das Bauteil kann aber auch als zylinderförmiges Stück ausgebildet sein, das außer einer axial verlaufenden Bohrung eine von dieser abzweigende, schräg nach außen führende, als Entlüftungskanal dienende Bohrung aufweist und an dem eine überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die beim Bindringen von Schaum des Reaktionsgemisches in den Entlüftungskanal ein Verschlußstück steuert, das den Entlüftungskanal mit der Werkzeuginnenwandung bündig abschließt.However, the component can also be designed as a cylindrical piece be that apart from an axially extending bore one branching off from this, obliquely has outwardly leading, serving as a ventilation hole and on the one Monitoring device is provided when binding foam of the reaction mixture a closure piece controls in the ventilation channel, which also controls the ventilation channel flush with the inside wall of the mold.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden bei der Besctreibung der Ausführungsbeispiele erörtert. Es zeigen: Fig. 1: ein erfindungsgemäßes Bauteil im Schnitt, E5ig. 2 und 3: die Bodenplatten eines Bauteils nach Fig. 1, Fig. 4: eine abgeänderte Ausführung des erfindungsgemäßen Bauteils nach Fig. 1, Fig. 5 bis 7: eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Bauteiles in verschiedenen Betriebsstellungen, Fig. 8: Ausführung einer Überwachungseinrichturig, Fig. 9: Formwerkzeug mit kompliziertem Formteil im Schnitt.Further refinements of the invention are given in the description of the exemplary embodiments discussed. They show: FIG. 1: a component according to the invention in section, E5ig. 2 and 3: the base plates of a component according to Fig. 1, Fig. 4: a modified embodiment of the component according to the invention according to FIGS. 1, 5 to 7: a further embodiment of the component according to the invention in different operating positions, Fig. 8: Execution of a monitoring device, Fig. 9: Forming tool with a complicated Molding in section.
Das in Fig. 1 gezeigte Bauteil (Shtlüftungsbaustein), das an beliebiger gewtinschter Stelle in eine Bohrung in der Wandung 1 eines Formwerkzeuges eingesetzt werden kann, besteht aus einem Hohlzylinder 2, der einerseits mit einer Bodenplatte 3, andererseits mit einem Deckel 4 ~abgeschlossen ist. Die Bodenplatte 3 schließt mit ihrer Unterseite bündig mit der Innenwandung 5 des Formwerkzeuges ab; sie weist mindestens einen Spalt auf, der so eng ist, daß er sich beim indrigen von Schaum des Reaktionsgemisches selbst schließt. Vorteilhaftenfeise weist die bodenplatte 3 mehrere konzentrisch angeordnete, zur gegenseitigen Verbindung durch Stege 6 überbrückte ringspalte 6 auf, wie es die Fig. 2 zeigt; es können in der bodenplatte 3 aber auch gemäß Fig. 3 mehrere geradlinig und parallel zueinander verlaufende Schlitze 8 mit Stegen 9 vorgesehen sein. Die Bodenplatte 3 kann vorteilhaft aus Sintermaterial bestehen.The component shown in Fig. 1 (ventilation module), which can be attached to any The desired location is inserted into a hole in the wall 1 of a molding tool can be, consists of a hollow cylinder 2, on the one hand with a base plate 3, on the other hand is closed with a cover 4 ~. The base plate 3 closes with their underside flush with the inner wall 5 of the mold away; it has at least one gap which is so narrow that it is close to the indigenous one of foam of the reaction mixture itself closes. Advantageously, the bottom plate 3 several concentrically arranged, for mutual connection through Webs 6 bridged annular gaps 6, as shown in FIG. 2; it can be in the bottom plate 3 but also according to FIG. 3 a plurality of straight lines and parallel to each other running slots 8 with webs 9 may be provided. The base plate 3 can be advantageous consist of sintered material.
Die Spalte oder Schlitze in der bodenplatte 3 müssen so eng sein, daß die von dem Reaktionsschaum verdrängte Luft noch verhältnismäßig leicht hindurchströmen kann, das aufschäumende Material aber nicht mehr, da die Strömungswiderstände dabei sehr viel größer sind. Es bildet sich daher, wenn der Reaktionsschaum die Bodenplatte 3 erreicht, in den Spalten sehr schnell ein geringer Pfropf aus, durch den der spalt abgedichtet wird. beim Herausnehmen des Formteils aus dem ormwerkzeug bricht das in die Spalte geringfügig eingedrungene Material ab, ohne wesentliche Spuren auf der Formteil-Oberfläche zu hinterlassen. Das in den Spalten verbliebene Material wird durch die z.B. beim Öffnen des Formwerkzeugs selbsttätig eingeschaltete Preßluft automatisch ausgeblasen, so daß irgendwelche Reinigungsarbeit am Formwerkzeug entfällt.The gaps or slots in the base plate 3 must be narrow enough that the air displaced by the reaction foam still flows through relatively easily can, but no longer the foaming material because of the flow resistance are much larger. It therefore forms when the reaction foam hits the floor slab 3 reached, a small plug very quickly formed in the crevices, through which the crevice is sealed. this breaks when the molded part is removed from the molding tool Slightly penetrated material into the column without any significant traces to leave the molding surface. The material left in the crevices is caused by the compressed air that is automatically switched on, e.g. when the mold is opened automatically blown out, so that any cleaning work on the mold is not necessary.
Der den Hohlzylinder 2 an seiner oberen Seite abschließende Deckel 4 weist eine Öffnung 10 auf, durch die wahlweise entweder die aus dem Formwerkzeug verdrängt werdende Luft ins Freie abgeleitet oder aber Preßluft zur Säuberung der Spalte nach Herausnahme des Formteils aus dem Formwerkzeug zugeführt wird. Die wahlweise Umschaltung dieser Luft-Abfuhr-und Zufuhr-Leitung kann durch einen nichtdargestellten z.B.The lid closing the hollow cylinder 2 on its upper side 4 has an opening 10 through which either the one from the mold displaced air discharged into the open air or compressed air to clean the Column is fed after removal of the molded part from the molding tool. The optional This air discharge and supply line can be switched over by a not shown e.g.
elektromagnetisch gesteuerten Dreiwegehahn erfolgen.electromagnetically controlled three-way cock.
Der Iiohlzylinder 2 kann mit einem Außengewinde 11 versehen sein, mit dem er in ein in dem Formwerkzeug vorgesehenes Loch eingeschraubt werden kann. Es ist aber auch möglich, den Hohlzylinder 41 gemäß Fig. 4 an seiner oberen Seite mit einem Flansch 12 zu versehen, der eine Befestigung des Hohlzylinders z.B. mittels Schrauben 14 auf der Außenseite 13 des Formwerkzeuges 11 ermöglicht Die Abmessungen der Entlüftungsbausteine können entsprechend den hauptsächlich vorkommenden Wandstärken der Formwerkzeuge so gewählt werden, daß sie Je nach Bedarf eingesetzt und ausgetauscht werden können. Beispielsweise kann ein derartiges Bauteil eine Höhe von t4 mm, einen Außendurchmesser von 30 mm, einen Innendurchmesser von 20 mm haben. Die Breite der Spalte in der Bodenpiatte kann z.B####mm betragen.The oil cylinder 2 can be provided with an external thread 11, with which it can be screwed into a hole provided in the mold. But it is also possible to have the hollow cylinder 41 according to FIG. 4 on its upper side to be provided with a flange 12, which enables the hollow cylinder to be fastened, for example by means of Screws 14 on the outside 13 of the molding tool 11 allows the dimensions of the ventilation modules can be made according to the main wall thicknesses the molding tools are chosen so that they can be used and exchanged as required can be. For example, such a component can have a height of t4 mm, a Have an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 20 mm. The width of the Gaps in the base plate can be, for example, #### mm.
Das in den Fig. 5 bis 7 in verschiedenen Betriebsstellungen gezeigte Bauteil vermeidet auch noch den bei dem Bauteil nach Fig. 1 bis 4 in den Spalten verbleibenden geringfügigen Grat des Reaktionsschaumes. Das hier gezeigte Bauteil besteht aus einem zylinderförmig ausgebildeten Stück 15, das - wie der Hohlzylinder 2 (Fig. 1) - in ein Loch des Formwerkzeuges 16 eingeschraubt oder mittels eines Flansches 17 auf dem Formwerkzeug befestigt werden kann. Dieses Bauteil 15 weist eine axial verlaufende Bohrung 18 auf, von der eine schräg nach außen führende und sich allmählich erweiternde zweite Bohrung 19 als Entlüftungskanal abzweigt. In der axial verlaufenden Bohrung 18 ist ein iiohlrohrkolben 20 z.B. durch Preßluft beweg- und steuerbar angeordnet, dessen unteres BAde von einem Verschlußstück 21 gebildet wird. Dieses Verschlußstück 21 befindet sich in der Ruhestellung des Hohlrohrkolbens 20 (gemäB Fig. 5) oberhalb der Abzweigung des Entlüftungskanals 19, so daß die aus dem Formwerkzeug durch den Reaktionsschaum hinausgedrängte Luft ungehindert ins Freie entweichen kann. Sobald jedoch der Schaum in die Bohrung 18 eindringt, wird eine Uberwachungseinrichtung wirksam, die den Hohlrohrkolben 20 derart steuert, daß dessen Verschlußstück 21 den Entlüftungskanal 19 mit der Werkzeuginnenwandung bündig abschließt. Dabei kann die Uberwachungseinrichtung als ein Sensor ausgebildet sein, der auf bei Eindringen von Schaum des Reaktionsgemisches in den Entlüftungskanal eintretende Änderungen von Druck, Temperatur, elektrischem Widerstand oder Licht anspricht. So kann der Sensor beispielsweise aus einem Thermo-Fühler bestehen, der am Eingang des Entlüftungskanals (entweder als Ringthermoelement in einer Rille um den Entlüftungskanal oder als Oberflächen-Thermoelement bündig auf die Werkzeuginnenwand aufgebracht) angeordnet ist. Der Sensor könnte beispielsweise aber auch aus einer Lichtschranke bestehen (mit einer Lichtquelle125 und einem Fotoelement 24), wie es in Fig. 8 schematisch gezeigt ist.The one shown in FIGS. 5 to 7 in various operating positions The component also avoids that in the columns of the component according to FIGS. 1 to 4 remaining minor burr of the reaction foam. The component shown here consists of a cylindrical piece 15, which - like the hollow cylinder 2 (Fig. 1) - screwed into a hole in the molding tool 16 or by means of a Flange 17 can be attached to the mold. This component 15 has an axially extending bore 18, one of which is obliquely outward and leading gradually widening second bore 19 branches off as a ventilation channel. In of the axially extending bore 18 is a hollow tube piston 20, for example by compressed air arranged movably and controllably, the lower BAde of a closure piece 21 is formed. This closure piece 21 is in the rest position of the hollow tubular piston 20 (according to FIG. 5) above the junction of the ventilation channel 19, so that the out The air forced out of the mold by the reaction foam is unhindered into the mold Free can escape. However, as soon as the foam penetrates into the bore 18, is a monitoring device is effective which controls the hollow tubular piston 20 in such a way that that of Closure piece 21 the ventilation channel 19 with the inner wall of the tool flush. The monitoring device can be designed as a sensor be that on penetration of foam of the reaction mixture in the ventilation channel occurring changes in pressure, temperature, electrical resistance or light appeals to. For example, the sensor can consist of a thermal sensor, the at the entrance of the ventilation duct (either as a ring thermocouple in a groove around the ventilation duct or as a surface thermocouple flush with the inside wall of the mold applied) is arranged. The sensor could, for example, also consist of a Light barrier exist (with a light source 125 and a photo element 24), like it is shown schematically in FIG.
Das Verschlußstück 21 des von einem Sensor gesteuerten Hohlrohrkolbens 20 dWAekt bei seiner Abwärtsbewegung den in den Entlüftungskanal bereits eingedrungenen Reaktionsschaum zurück (vgl. Fig. 6), bis das Verschlußstück 21 mit der Werkzeuginnenwandung 22 bündig abschließt. Die bei dieser Bewegungbereits in den Entlüftungskanal 19 eingedrungenen Reste von Reaktionsschaum 23 werden durch Preßluft dadurch ausgeblasen, daß der Hohlrohrkolben 20, in den oben (bei 25) Preßluft eingeführt wird, in Höhe derjenigen Stelle, an der die Bohrung des Entlüftungskanals 19 abzweigt, eine Öffnung 25 aufweist (vgl. Fig. 7).The closure piece 21 of the hollow tubular piston controlled by a sensor 20 dWAekt the one that has already penetrated into the ventilation duct during its downward movement Reaction foam back (see. Fig. 6) until the closure piece 21 with the inner wall of the tool 22 is flush. The already in the ventilation channel 19 during this movement penetrated residues of reaction foam 23 are blown out by compressed air, that the hollow tubular piston 20, in the above (at 25) compressed air is introduced, in height that point at which the bore of the ventilation channel 19 branches off, an opening 25 (see. Fig. 7).
In Fig. 9 ist an einem Beispiel eines komplizierten Formteils 26 gezeigt, wie das dazu gehörige geteilte Formwerkzeug (mit den beiden Teilen 27, 28) ausgebildet ist und wie dabei die Schnittfläche 29 verläuft. Gleichzeitig ist ersichtlich, daß durch Schrägstellen des Formwerkzeuges und Anordnung der Entlüftungsbausteine E an den jeweils höchsten Stellen des Formteiles, an denen sich beim Aufschäumen des bei 30 eingeführten Reaktionsgemisches Lufteinschlüsse bilden könnten, die von Reaktionsschaum verdrängte Luft entweichen kann.In Fig. 9 is shown an example of a complicated molded part 26, designed as the associated split mold (with the two parts 27, 28) and how the cut surface 29 runs. At the same time it can be seen that by inclining the mold and arranging the ventilation modules E at the highest points of the molded part, where the foaming of the if the reaction mixture is introduced, air pockets could form, caused by the reaction foam displaced air can escape.
Claims (13)
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