DE2557264A1

DE2557264A1 - Anpasseinrichtung fuer das einspritzen eines polymeren materials von niedriger viskositaet in eine hohlform

Info

Publication number: DE2557264A1
Application number: DE19752557264
Authority: DE
Inventors: Giovanni Bassani
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1974-12-30
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1976-07-08
Also published as: US3941169A; JPS5180359A; FR2296515A1

Description

Dr. Michael Hann

Patentanwalt

63 Giessen/Lahn

Ludwigstr. 67 H/He (824)

The Dow Corning Corporation, Midland, Michigan. U.5.A.

Anpasseinriehtung für das Einspritzen eines polymeren Materials von niedriger Viskosität in eine Hohlform

Priorität; 30. Dezember 1974, USA Serial Nr. 537 289

Diese Erfindung betrifft eine Anpasseinrichtung für das Einsprit zen eines polymeren Materials von niedriger Viskosität in eine Hohlform für das Spritz- oder Preßspritzverfahren.

Es sind zahlreiche, chemisch verschiedene Polymertypen bekannt, die in der Regel durch Einrichtungen für das Spritzgießen oder Preßspritzen (transfer molding) verarbeitet werden. Die meisten dieser Polymeren oder Kunststoffe sind zum Zeitpunkt der Einführung in die Form relativ viskose Materialien, unabhängig davon, ob sie wärmehärtbar oder thermoplastisch sind. Aus diesem Grund werden erhebliche Drücke in der Form benötigt, um die Hohlräume der Form vollständig mit solchen Materialien auszufüllen. Es ist ferner bekannt, daß zahlreiche dieser üblichen Polymeren einige Abmischstufen erfordern, um die benötigten Katalysatoren, Füllstoffe und andere Zusatzstoffe zuzugeben. In jüngerer Zeit sind einige Typen von Polymeren entwickelt worden, die eine niedrige Viskosität besitzen oder in flüssiger Form vorliegen. Diese flüssigen Systeme ermöglichen eine starke Vereinfachung der Verarbeitungseinrichtungen und machen auch einen wesentlichen Teil der Einrichtungen für die Herstellung der Mischungen vor der Verformung überflüssig. Solche flüssigen Polymeren spielen z.B. bei Epoxyharzformulierungen, Siliconkautschukformulierungen und anderen organischen Polymeren eine Rolle. Für die Verarbeitung solcher

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flüssigen Kunststoffsysteme sind zwar spezielle Einrichtungen entwickelt worden, doch sind zahlreiche Kunststoffverarbeitungsmaschinen für viskosere Typen von Polymeren vorhanden, so daß der Wunsch besteht, eine Anpaßeinrichtung zur Verfügung zu haben, mit der diese neuen Polymertypen in den vorhandenen Einrichtungen verarbeitet werden können.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anpaßeinrichtung für das Einspritzen eines polymeren Materials von niedriger Viskosität in einen Hohlraum einer Form zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch die Anpaßeinrichtung gemäß der Erfindung gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse mit einer Dichtungseinrichtung an seinem Ausgangsteil zur Herbeiführung eines luftdichten Abschlusses zwischen diesem Ausgangsteil und einem Teil der Form, das die Einspritzöffnung zum Hohlraum der Form umgibt, Evakuierungseinrichtungen in diesem Gehäuse zur Evakuierung des Hohlraums der Form bei Anordnung der Dichtungs einrichtung in abdichtendem Kontakt mit der Form und Einspritzeinrichtungen in dem Gehäuse zum selektiven Einspritzen des polymeren Materials in die Eintrittsöffnung des Formhohlraums während dieser Hohlraum evakuiert ist.

Das andere Ende der Anpaßeinrichtung ist so ausgebildet, daß es mit einer geeigneten Einrichtung verbunden ist, um die Anpaßeinrichtung in abdichtenden Kontakt mit der Form zu bringen. Es kann ferner gegebenenfalls ein Flüssigkeitsmantel in der Anpaßeinrichtung vorgesehen sein, um die Temperatur des einzuspritzenden polymeren Materials zu kontrollieren. Dazu wird in diesem Flüssigkeitsmantel eine Heiz- oder Kühlflüssigkeit zirkuliert. Die Anpasseinrichtung kann infolgedessen dazu verwendet werden, um die Form zu evakuieren, das polymere Material in die Form einzuspritzen und die Temperatur des einzuspritzenden Materials

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zu kontrollieren. Trotz dieser vielseitigen Aufgaben kann das Zwischenstück für die üblichen Einrichtungen zum Spritzgießen oder Preßgießen in kleiner Ausführung und preiswert gebaut werden, ohne daß eine Änderung der Formen und der sonstigen vorhandenen Grundeinrichtungen erforderlich ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, die folgendes zeigen:

Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines Verformungssystems mit einer Anpaßeinrichtung nach der Erfindung. Figur 2 ist Aufsichtsansicht zur Hälfte im Schnitt mit den Einzelheiten der Anpaßeinrichtung und Figuren 3 A, B und C erläutern verschiedene Stellungen der Elemente der Einspritzeinrichtung der Figuren 1 und 2 für die Evakuierung der Form und für das Einspritzen des Kunststoff materials in die evakuierte Form.

In den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen gleiche Zahlen gleiche Teile. Figur 1 zeigt eine Form 11, die ein oder mehrere Hohlräume 12 besitzt, die über die Kanäle 13 und die Einspritzöffnung 14 mit dem polymeren Material beschickt werden können. Wie die Zeichnung zeigt, kann die Form in üblicher Weise aus zwei Teilen bestehen, die zum Auswerfen des Formkörpers nach dem Härten des polymeren Materials getrennt werden können. Die Form an sich ist nicht Gegenstand der Erfindung, und es können infolgedessen bei der Erfindung beliebige bekannte Formen verwendet werden, soweit diese vollständig für die Evakuierung abgedichtet sind und abgedichtet werden können. Um eine Abdichtung zu erreichen, ist es jedoch wünschenswert, daß eine dünne Dichtung 16 zwischen den Formteilen angeordnet ist, um im Falle einer Mehrfachform die Evakuierung zu erleichtern.

Wie es bei einer automatisierten Verformungseinrichtung üblich ist, werden die Formteile über eine Verformungssta-

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tion geführt, z.B. auf einem Band 17 mit einer festen Plattform 18, die das Band auf der Verformungsstation trägt. Alternativ sind andere Anordnungen möglich, z.B. eine Anordnung auf einer Drehplatte. Die ungefüllte Form 12 tritt in die Verformungsstation auf dem bewegten Band 17 ein, wobei die Formzurichtung 19 in einer zurückgezogenen Stellung gehalten wird, um eine Einstellung zwischen der Form und der Formzurichtung zu ermöglichen. Sobald die Form in der richtigen Stellung ist, wird sie angehalten, und die Formzurichtung 19 wird nach unten bewegt, wie der beidseitige Pfeil 21 andeutet und in Berührung mit der EinspritzÖffnung 14 des Formhohlraums gebracht. Diese üblichen Ausrüstungsteile sind nicht Gegenstand der Erfindung und erfordern deshalb keine detaillierte Beschreibung.

Wenn gemäß der Erfindung flüssige Polymere verwendet werden, ist eine Anpaßeinrichtung (adapter) 22 mit der Formzurichtung 19 verbunden, so daß ihr Austrittsende durch die Formzurichtung 19 in Berührung mit der Form 11 gebracht wird.

Unter Bezugnahme auf Figur 2 besitzt die Anpaßeinrichtung ein Gehäuse 23, an dessen Peripherie an dem Austrittsende ein Dichtring 24 montiert ist, der so ausgebildet ist, daß er in abdichtende Berührung mit der Oberfläche kommt, die die Einspritzöffnung umgibt, so daß der Formhohlraum dadurch evakuiert werden kann. Für diesen Zweck ist in dem Gehäuse eine EintrittsÖffnung 26 vorgesehen, die in Verbindung mit einer Absaugleitung 27 steht. Eine Einspritzbüchse 28 bildet die innere Peripherie der Absaugleitung 27 und ist verschiebbar in dem Gehäuse 23 angeordnet. Druckluftöffnungen 29 und 31 sind für die Betätigung eines Kolbens 32 vorgesehen, um die Bewegung der Büchse 28 zu steuern. Bei Anlegung eines Fluiddruckes an die Öffnung 29 werden der Kolben 32 und die damit verbundene Büchse 28 nach unten bewegt. In ähnlicher Weise wird bei Anlegen eines Drucks an die Öffnung 31 die Büchse 28 nach oben bewegt. In dem unteren Teil der Büchse 28 ist eine Temperaturkontrolleinrich-

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tung 35 angeordnet, die zwischen einer Doppelwand liegt und der über eine EintrittsÖffnung 33 und eine AustrittsÖffnung 34 ein fluides Medium zugeführt werden kann, wie z.B. zirkulierendes heißes oder kaltes Wasser. In Abhängigkeit von dem Typ des Polymeren kann eine derartige Temperaturkontrolleinrichtung überflüssig sein, es ist Jedoch vorteilhaft, sie für solche Polymere vorzusehen, bei denen sie notwendig ist. Die innere Grenze der Temperaturkontrolleinrichtung ist die zylindrische Wand 36, die die Polymerleitung 37 bildet, die über die Eintrittsöffnung 38 versorgt wird. In der Leitung 37 ist beweglich eine Nadel 39 angeordnet, die durch einen Kolben 41 angehoben oder gesenkt werden kann, wobei dieser Kolben durch den über die Öffnungen 42 und 43 gelieferten Druck betätigt wird. Die Nadel oder Zunge schließt in ihrer unteren Stellung eine AusgangsÖffnung 44, die bevorzugt durch Abschrägung der Wand 36 nach innen gebildet wird. Rund um die Ausgangsöffnung 44 ist ein zusammendrückbarer Dichtungsring 46 angeordnet, der so ausgebildet ist, daß er im Kontakt mit der Formoberfläche, die die Einspritzöffnung umgibt, ein Fließen des polymeren Materials in das Absaugsystem 27 verhindert. Der Boden des Gehäuses 23 ist bevorzugt abtrennbar von den oberen Teilen des Gehäuses, wobei die beiden Teile durch die Schrauben 47 oder ähnliche Einrichtungen miteinander verbunden sind. Wenn das Gehäuse in dieser Weise teilbar ist, kann ein unterer Teil des Gehäuses von dem oberen Teil getrennt werden und die gesamte Einheit kann zur Reinigung nach Bedarf demontiert werden. Für diesen Zweck werden Dichtungsringe, wie sie bei 48 gezeigt werden, verwendet, so daß die mechanischen Abstände ausreichend weit für eine leichte Montage und Demontage gemacht werden, ohne daß dadurch die erforderliche Abdichtung zwischen den einzelnen Teilen des Gerätes infrage gestellt wird.

Die tatsächliche Betriebsweise der Vorrichtung ist aus den Figuren 3 A, 3 B und 3 C besser zu verstehen. Wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 ausgeführt wurde, wird die An-

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paßeinrichtung 22 zu Beginn in einer zurückgezogenen Stellung gehalten, wie dies in Figur 1 durch eine Aufwärtsbewegung in Richtung des Doppelpfeils 21 durch eine geeignete Bewegung der Formzurichtung 19 angedeutet ist. Die Form 11 wird dann in Stellung unter die Anpaßeinrichtung 22 bewegt, und die Formzurichtung 19 drückt das Zwischenstück 22 nach unten in Berührung mit der Form, wobei der Dichtungsring 24 den Bereich um die Einspritzöffnung abdichtet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Büchse 28 in einer zurückgezogenen Stellung, wie dies in Figur 3 A zu erkennen ist, wobei eine Verbindung zwischen der Absaugleitung 27 und der Einspritzöffnung 14 vorhanden ist.

Es wird dann ein Vakuum an die Form angelegt, um die Form zu evakuieren, während sich die Büchse in dieser Stellung befindet. Wenn die Evakuierung der Form beendigt ist, wird die Büchse 28 durch Anwendung von Druck auf die Öffnung 29 nach unten bewegt, bis der Dichtungsring 46 die Einspritzöffnung 14 der Form wirksam gegenüber der Absaugleitung 27 isoliert (Figur 3 B). Dann wird das Nadelventil durch Aufwärtsbewegung der Nadel bzw. der Spindel 39 durch Anlegen eines Drucks an den Eingang 43 und durch Anhebung des Kolbens 41 geöffnet (Figur 3 C). Dadurch kann das Polymere durch die Einlaßöffnung 14 der Form fließen und den Hohlraum der Form ausfüllen. Dann wird das Nadelventil wieder geschlossen, die Büchse 28 wird angehoben, und die gesamte Anpaßeinrichtung 22 wird von der Form getrennt, so daß die Form in die Härtungsstation weiterbefördert werden kann und die nächste Form unter dem Zwischenstück angeordnet werden kann.

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Claims

Patentansprüche:

1.jAnpaßeinrichtung für das Einspritzen eines polymeren Ma- \_y terials von niedriger Viskosität in den Hohlraum einer Form, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (23) mit einer Dichtungseinrichtung (26) an seinem Ausgangsteil zur Herbeiführung eines luftdichten Abschlussus zwischen diesem Ausgangsteil und einem Teil der Form, das die Einspritzöffnung (14) zum Hohlraum (12) der Form umgibt,

Evakuierungseinrichtungen (26, 27) in diesem Gehäuse zur Evakuierung des Hohlraums (12) der Form bei Anordnung der Dichtungseinrichtung in abdichtendem Kontakt mit der Form und

Einspritzeinrichtungen (28, 36, 39) in dem Gehäuse (23) zum selektiven Einspritzen des polymeren Materials in die Einspritzöffnung (14) des Hohlraums der Form, während dieser Hohlraum evakuiert ist.

2. Anpaßeinriehtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einspritzeinrichtungen ein Ventil (36, 39) am Ausgangsteil des Gehäuses zur Kontrolle des Flusses des polymeren Materials und einen ersten durch ein fluides Medium betriebenen Kolben (32) zur selektiven Betätigung dieses Ventils enthalten.

3. Anpaßeinriehtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einspritzeinrichtungenferner eine selektiv betätigbare Isoliereinrichtung (46) besitzen, um einen Rückfluß des polymeren Materials in die Evakuierungseinrichtungen zu verhindern.

4. Anpaßeinriehtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Isoliereinrichtung (46) einen verformbaren Dichtungsring, der das Ventil umgibt, und einen zweiten durch ein fluides Medium betätigten Kolben (41) einschließt, der den Dichtungsring

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in abdichtenden Kontakt mit dem Teil der Form, der die Einspritzöffnung (14) umgibt, bringt.

5« Anpaßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (23) im wesentlichen zylindrisch ist und daß der erste und der zweite Kolben (32, 41) konzentrisch um die Achse dieses Gehäuses angeordnet sind, wobei sich das Ventil (36, 39) im Zentrum der zylindrischen Konfiguration befindet.

6. Anpaßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Evakuierungseinrichtungen einen zylindrischen Hohlraum (27) einschließen, der konzentrisch mit dem Ventil (36, 39) ist, und die Dichteinrichtung einen O-Ring (24) enthält, der konzentrisch auf dem Gehäuse um den zylindrischen Raum (27) angeordnet ist.

7. Anpaßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e kennzeichnet , daß das Gehäuse zusätzlich eine Temperaturkontrolleinrichtung (35) zur Steuerung der Temperatur des polymeren Materials enthält.