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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und Formung eines plastischen
Schaumstoffes Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Formverfahren für plastische
passen, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung und Formung eines plastischen
Schaumstoffes mit geschlossenen Poren, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens. Hierbei handelt es sich in erster Linie, aber nicht ausschließlich,
um die Formung großer Teile.
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Den vielerlei seit Jahren für die Herstellung und Formung von plastischem
Schaumstoff bekannten Verfahren und Vorrichtungsarten sind gewisse Grenzen gesetzt,
die bisher eine volle Ausnutzung deses Materials nicht zuließent Nach bisher bekannten
Verfahren ist es z.B. üblich, ein gasbildendes Medium in die Plastikmasse als sdcbe
einzubringen,
wobei dieses Medium dann bei Erwärmung bis auf eine
vorbestimmte Temperatur Gas entwickelt. Die Mischung aus Plastikwird masse und gasbildendem
Medium/erhitzt, für gewöhnlich entweder/ sowohl durch Blihren oder/ als auch durch
Wärmezufuhr von außen. Auf diese Weise erhält man den Schaumstoff, der sich in der
die Plastikmasse erwärmenden Vorrichtung bildet.
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Diese Masse wird dann unter einem die Expansion des Gases und des
#chaumstoffes möglichst weitgehend reduzierenden Druck gehalten und unter diesem
Druck in die Form geleitet.
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Dieses Verfahren ist inso férn unzulänglich, als zum einen das gasbildende
Medium meist sehr kostspielig ist und zum anderen sich nicht immer gleichmäßig in
der granulierten Plastikmasse verteilt und daher keine gleichmäßigen Gasblasen bildet,
und zum dritten ist das gasbildende Medium zumindest bis zu einem gewissen Grad
hinsichtlich der erzeugten Gasmenge temperaturabhängig: ~da die Wärmezufuhr nicht
immer gleichmaßig erfolgt, wird auch das Gas in der Plastikmasse nicht gleichmäßig
verteilt, so daß das erhältliche Schaumstofferzeugnis keine einheitlichen und einwandfreien
Eigenschaften erhält.
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Bei der Verteilung dieser geschäumten Plastikmasse aus der Schäumvorrichtung
in die Formhöhlung sind die bisher bekannten Verfahren nur so lange zufriedenstellend,
als es sich um eine Form mit nur einer Höhlung handelt. Im,Balle mehrfacher Formhöhlungen
ist der Druckabfall in der Plastikmasse im Laufe deren Durchgangs durch das Verteilersystem
vom Einlaß in die eine Formhöhlung zum Einlaß in die nächste Formhöhlung oft so
hoch, daß der Grad der Befüllung jeder Formhöhlung oder zumindest die Dichtigkeit
der eingefüllten Masse schwankt, und damit ist die Herstellung einwandfreier Erzeugnisse
sehr erschwert. Besonders erschwerend wirkt sich dies aus, wenn die zu verarbeitende
Plastikmasse hohe Viskosität besitzt, wie z.B. ABS-Stoffe (Acrylbutadienstyrol Mischpolymerisate).
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der
vorgenannten
Unzulänglichkeiten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe erzeugt man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
den Schaumstoff durch Einleitung eines mit der Plastikmasse reaktionslosen, unter
Druck stehenden Gases in eine in einer geschlossenen Rammer befindliche granulierte
Plastikmasse, so daß das Gas die Räume zwischen den Granulatteilchen durchdringt,
und durch Beibehaltung des Gasdruckes während der Verdichtung der Granulatteilchen
zu einer fließfähigen Masse, so daß das unter Druck stehende Gas in voneinander
getrennten Blasen in der geschmolzenen Plastikmasse eingeschlossen bleibt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Gas in einen mit
granulierter Plastikmasse gefüllten Trichter eingeleitet und in diesem während der
Einführung des Granulats in eine Schnecke und dessen in dieser Schnecke erfolgenden
Plastizierung unter Druck gehalten.
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Die Plastikmasse wird dann unter verhältnismäßig niedrigem Druck,
z.B. dem sich im Extruder zur Fastizierung der Tasse auf bauenden Druck, über ein
verzweigtes Verteilersystem durch ein in jedem Leitungszweig sitzendes Rückschlagventil
hindurch einem Spritzaggregat zugeleitet. Sowie jedes Spritzaggregat eine vorbeatimmte
Menge Plastikmasse aufgenommen hat, wird eine Einrichtung betätigt, welche ein weiteres
Eindringen von Plastikmasse verhindert, wobei unter fortgesetztem Betrieb der druckerzeugenden
Vorrichtung die übrigen Spritzaggregate weiter befüllt werden, solange eines dieser
Aggregate aufnahmefähig ist. Sobald alle Spritzaggregate beschickt sind, werden
diese gleichzeitig betätigt und die Plastikmasse in die Formhöhlung getrieben. Spritzaggregate
können Formhöhlungen in beliebigem Anordnungsmuster versorgen, wobei eine einzige
Formhöhlung mit einem einzigen vorgegebenen Spritzaggregat zusammenwirken kann;
es kann aber auch eine einzige Formhöhlung von zwei oder mehr Spritzaggregaten versorgt
werden.
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Örtlich begrenzte Bereiche, die vorzugsweise einer raschen Kühlung
unterworfen werden, sind mit unterschnittenen und mit der Einfließöffnung, den Angußkanälen
bzw. der Formhöhlung in Verbindung stehenden Ausnehmungen ausgebildet, welche mit
Plastikmasse ausgefüllt werden. Diese erkaltet vor der Abkühlung des Formteils und
bildet somit die Schließvorrichtung für die geschlossene Form. Dadurch ist ein Abnehmen
der Form von der maschine vor dem Abkiihlen des Forrn#tejls und dem Öffnen der Form
möglich, wodurch ,ehrfachformen bei einer gegebenen kiaschine eine wirksamere Ausnutzung
erfahren.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine teilweise schematische Seitenteilansicht,
mit weggebrochenen Teilen einer Spritzgußmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen; Fig. 2 einen Schnitt nach Linie
II-II in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 1; Fig. 4 einen
Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 1 und 3; Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem gestrichelten
Block "V" in Fig. 3; Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 3; Fig. 7 einen
Mittelschnitt durch den Angußkanal in der oberen und unteren Formhälfte zur Veranschaulichung
der unter ausnutzung der Plastikmasse erfolgenden Verriegelung der Formhälften während
der Abkühlphase; Fig. 8 einen kittelschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform
des Trichteisnach Fig. 2.
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Da das Verfahren gemäß der Erfindung am besten in Verbindung mit der
speziellen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens verständlich wird, bezieht
sich die nachfolgende Beschreibung unmittelbar auf die spezielle Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Einrichtung. Trotz der mit nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen
Einrichtung erzielbaren Vorteile lassen sich die einzelnen Verfahrensschritte auch
mit anders ausgebildeten Spezialvorrichtungen durchführen.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist auf einem Sockel 1 über Ständer 3
eine Rahmenbodenplatte 2 montiert. Auf dieser Bodenplatte 2 ist über eine Anzahl
von Stangen 5 eine feststehende Aufnahmeplatte 4 angeordnet, wobei die Stangen mit
der oberen und unteren Rahmenplatte 4 und 2 über Gewindeverlängerungen 6 geringeren
Durchmessers verbunden send, welche sich durch die Platten erstrecken und über Muttern
7 und 8 gesichert sind.
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Eine bewegliche Platte 9 ist auf'dem Kolben 11 eines Schließzylinders
12 gelagert und ist über den Schließzylinder nach Wunsch vertikal bewegbar.
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Die ortsfeste Aufnahmeplatte 4 trägt die hier feststehende obere Formhälfte
15. Die untere Formhälfte 13 ist auf der beweglichen Platte 9 gelagert und ist nach
oben zur orstfesten Aufnahmeplatte 4 hin und nach unten von dieser weg bewegbar.
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Der Schließzylinder 12 wird über ein Druckmedium betrieben und bewirkt
die Auf- und Abbewegung.
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Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Schäumeinheit de orrichtung, in
welcher der Schaumstoff erzeugt und unter niedrigen, eine gleichmäßige Verteilung
bewirkenden Druck gesetzt wird.
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Das im wesentlichen zylindrische Gehäuse 1Q in Fig. 2 weist eine zylindrische
Innenkammer 17 auf, in welcher eine Plastizier- und Extrusionsschnecke 18 angeordnet
ist. Das eine Ende
dieser Schnecke, im vorliegenden Fall das dem
Austrittsbereich benachbarte Ende, ist mit einem Antriebselement 19 verbunden, welches
auf beliebige Weise getrieben wird, z.B.
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über einen Xydraulikmotor 21, welcher wiederum von einer beliebigen
Druckflüssigkeitsquelle gespeist wird, was alles allgemein bekannt ist.
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Dieses Ende der Schnecke sitzt vorzugsweise in einem Äxiallager 22
bekannter Bauart, welches hier in doppelter Anordnung vorgesehen ist, um axiale
Verschiebung der Schnecke in beide Achsrichtungen zu verhindern.
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Das andere Ende der zylindrischen Kammer 17 ist vorzugsweise mit einer
Kappe 23 verschlossen, durch welche sich eine Öffnung 14 erstreckt, welche über
eine Leitung 25 mit dem Eü1itrichter 26 für einen noch zu beschreibenden Zweck verbunden
ist.
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Der Trichter 26 steht mit einer Öffnung 27 in der Wandung des Gehäuses
16 in Verbindung. Uber eine Öffnung 28 wird unter Druck stehendes Gas in den Trichter
26 eingeleitet, wobei zur Entlüftung dieselbe Öffnung dienen kann oder auch eine
zusätzliche Öffnung 29 vorgesehen ist. Ein oberer Schütttrichter 30 kann, falls
gewünscht, zur Aufnahme der granulierten Plastikmasse vorgesehen sein. Dieser Schütttrichter
läßt sich an seinem unteren Ende über ein Absperrorgan 31 öffnen und schließen,
welches auf beliebige Weise betätigbar ist, z.B.
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über einen Druckzylinder 32 (Fig. 8).
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Im Bereich I der Schnecke 18 bewirkt die Geometrie der Fördergänge
den Transport der granulierten Masse aus dem Trichter 26 in die anschließenden Schneckenbereiche.
Im Bereich II sind die Geometrie der Schneckengänge und der Kerndurchmesser so gewählt,
daß sie eine gewisse Verdichtung der Masse sowie eine gewisse Wa11rmeentwicklung
bewirken. Damit beginnt das Granulat zu schmelzen. Im Bereich III-sind die Schneckengänge
und
Kerndurchmesserprogression so ausgebildet, daß die kasse unter Einschluß der Gasblasen,
wie nachstehend beschrieben, die erforderliche Verdichtung erfährt und vollständig
erwärmt wird.
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Die Zylinderkammer 17 ist an ihrem Austrittsende mit zwei, vorzugsweise
diametral entgegengesetzten Austrittsöffnungen 36 und 37 ausgebildet.
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Die vorstehend beschriebenen merkmale der Schnecke sind allgemein
in diesem Zusammenhang bekannt und können je nach Erfordernis der zu verarbeitenden
Preßmasse vom Fachmann vorgesehen werden.
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Zur Betätigung der erfindungsgemäßen Schäumeinheit wird in den oberen
Trichter 30 oder über eine (nicht dargestellte) Öffnung durch dessen Abdeckung granuliertes
Plastikmaterial eingegeben. Der Zylinder 32 bewirkt die Öffnung des Absperrorgans
31, so daß eine bemessene Piienge Material in den unteren Fülitrichter gelangt,
das Absperrorgan 31 wird anschließend wieder geschlossen, und der obere Trichter
wird wieder aufgefüllt.
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Davon ausgehend, daß das Plastikmaterial mit Sauerstoff reagiert,
sich aber gegenüber Stickstoff träge verhält, wird von einer Vakuumquelle V Unterdruck
an die Öffnung 29 gelegt und die im Trichter 26 befindliche Luft zum Großteil'abgesaugt
Ist dies erfolgt, wird die Öffnung durch ein Absperrorgan 39 verschlossen.
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Von der Quelle G wird nun Gas, wie z.B. Stickstoff, unter Druck durch
die Öffnung 28 in den Trichter 26 eingeleitet.
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Das Gas durchdringt die vielen Zwischenräume zwischen den Granulatteilchen
und durchsetzt somit die gesamte Granulatmasse. Da dieses Gas unter einem gegenüber
dem von der Schnecke ke erzeugten Staudruck höheren Druck steht, werden,die nach
unten
in den Schneckenbereich I fallenden Materialtejichen weiterhin von Gas umfiossen,
und das Gas dringt mit den Materialtellchen in den Schneckenbereich II. Unter Beibehaltung
des im Zylinder 26 herrschenden Druckes durchsetzt das Gas die plastische Masse
auch weiterhin bei bereits beginnender Schmelze der Teilchen im Schneckenbereich
II.
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Nach, sei es im Schneckenbereich II oder im Schneckenbereich III erfolgter,Plastizierung
der Granulatteilchen ist das Gas in kleinen taschenartigen Einschlüssen in der Masse
verteilt und zwar genauso gleichmäßig in der gesamten Masse, wie anfangs im Trichter
26. Obwohl die genauen Druckhöhen je nach Anforderungen von Fall zu Fall schwanken,
entwickelt die Schnecke gemäß einem typischen Ausführungsbeispiel in der Zone II
einen Druck auf die Preßmasse von ca. 3.000 p.s.i ca. 210 kg/cm2). Um sicherzugehen,
daß das in der Plastikmasse mitgeführte Gas nicht aus der Masse ausgetrieben und
in den Trichter zurückgepreßt wird, wird das im Trichter 26 befindliche Gas unter
höherem Druck gehalten, z.B. unter 5.000 p.s.i. (ca. 350 kgJcm2). Dadurch ist gewährleistet,
daß das Gas während der Dauer des Plastizierprozesses in der Plastikmasse mitgeführt
wird und in dieser gleichmäßig wie anfangs in kleinen, voneinander getrennten Poren
eingeschlossen bleibt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel fällt das granulierte Material
unter seinem Eigengewicht aus dem Trichter 26 durch die Öffnung 27 in die Schnecke
18. Natürlich lassen sich, falls gewünscht, auch beliebig weitere Vorrichtungen
zur Förderung des Granulats gegen und in der Schnecke vorsehen.
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Die plastische Masse erscheint ia geschäumter Form in den Austrittsöffnungen
36 und 37, d.h. als Schaum mit voneinander unabhängigen, im wesentlichen nicht miteinander
verbundenen Poren von im wesentlicher einheitlicher Größe und durchgehend gleichmäßiger
Verteilung. Außerdem besitzt dieser
Schaumstoff eine hochgradig
gleichmäßige Dichtigkeit und dringt unter dem Förderdruck der Extrusionsschnecke,
in erster Linie unter dem im Bereich III aufgebauten Druck, durch die Austrittsöffnungen
36 und 37 in das Verteilersystem.
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Sobald eine Trichterfüllung des Granulats in die Extrusionsschnecke
gelangt ist, ist es bei der hier gezeigten Vorrichtung angebracht, das plastizierende
Gas soweit wie möglich abzuziehen, entweder durch die Zuführöffnung 28 oder durch
eine Entlüftungsöffnung 29. Sobald das Gas auf einen niedrigen Stand gebracht worden
ist, kann das Absperrorgan 31 geöffnet werden, eine neue Beschickung mit Granulat
kann erfolgen, worauf das Absperrorgan 31 wieder geschlossen wird und der Zyklus
von neuem beginnen kann.
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Bei einer kommerziellen Ausführung lassen sich natürlich Fülltrichter
und Absperrorgan 31', welche hier lediglich zur einfachen Veranschaulichung dienen,
durch vielerlei, bereits bekannte automatische Vorrichtungen zur kontin'uierlichen
oder intermittierenden Einbringung' des granulierten (auch staubförmigen) Materials
in den Trichter 26 ersetzen, welcher dann vorzugsweise kontinuierlich durch das
reaktionslose Gas unter Druck gesetzt wird.
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Die Verbindung 25 zwischen der Druckkammer 33 am rechten Ende der
Plastizierschnecke 18 (Fig. 2) und der Öffnung 28 im Trichter bewirkt die gleichzeitige
Beaufschlagung des rechten Schneckenendes mit dem gleichen unter Hochdruck stehenden
Gas, solange in dem Trichter dieses Hochdruckgas anwesend ist. Die Druckkammer 33
wird durch den Abschnitt 17A der Plastzierkammer und den Abschnitt 18A der Plastizierschnecke
begrenzt, welche sich beide in der Bewegung richtung der granulierten Masse während
des Pi##iziervorgangs entgegengesetzter Richtung über die Öffnung 27 hinaus erstrecken.
Die Verbindung 25 verhindert das Entweichen von
Hochdruckgas zum
hinteren (rechten)-Ende der Plastizierschnecke und wirkt außerdem mit dem Axiallager
22 zusammen zur Aufbringung eines nach links auf die Schnecke wirkenden Druckes
entgegen dem nach rechts wirkenden und sich während des Plastiziervorgangs aufbauenden
Staudrtlcks. Damit schließt diese Verbindungsleitung sowohl die Notwendigkeit eines
Axiallagers am hinteren Schneckenende aus, als auch die Vrwendung einer Hochdruckgasdichtung.
Ein Abschneider S üblicher Bauart kann nach Wunsch in der Leitung 25 eingebaut sein,
um etwaige im Gas vorhandene Festteilchen der Plastikmasse auszuscheiden, die'entweder
aus der Kammer 17 oder aus dem Trichter mitgerissen wurden.
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Fig. 3 zeigt das Verteilersystem und die Formeinheit der Maschine.
Auf der Platte 4 ist eine mit der Austrittsöffnung 37 des Extruders 10 in Verbindung
stehende. Leitungstrasse 41 montiert, welche über ein Ausgleichsverbiindungsstück
42 zu einem T-förmigen Verteilerkopf 43 führt, welcher gegen einen Andruckblock
44 abgestützt ist. Vom T-förmigen Verteilerkopf 43 erstreckt sich eine Abzweigung
46 durch ein weiteres Ausgleichsverbindungsstück 47 zu einem T-förmigen Verteilerkopf
48, von welchem sich wiederum ein Leitungsarm 49 durch ein Ausgleichsverbindungsstück
51 (Fig. 3 und 4) und durch das Rückschlagventil 52 in die Spritzeinheit 53 erstreckt.
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Die Spritzeinheit 53 stellt den Hauptbestandteil des allgemein mit
54 bezeichneten Spritzaggregats dar. Dieses Spritzaggregat besteht aus einer Spritzeinheit
als solcher und einer Vcihelzahl von Ventilen, wovon eines mit 56 angegeben ist,#Wwelche
die plastische nasse aus der Spritzeinheit 53 in eine' ,Formhöhlung dringt.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist eine Spritzkammer 63 in einem auf
einem Support 61 montierten Lagerblock 62 ausgebildet. Der Block 62 kann am Support
61 über beliebige #orrichtungen befestigt sein, z.B. über Schrauben 64. Der Support
61 ist über eine isolierende Zwischenschicht 66 auf
der ortsfesten
Platte 4 mittels Schrauben 67 starr befestigt.
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Der Leitungsarm 49 ist über das Ausgleichsverbindungsstück 51 und
das Rückschlagventil 52 mit einem Kanal 68 verbunden, welcher wiederum über einen
Kanal 69 in'die Spritzkammer 63 mündet. Das Spritz-Vorschubelement 71 ist über eine
Kupplung 72 mit dem Kolben 73 eines Spritzzylinders 74 verbunden. Der Zylinder 74
ist auf einer Platte 76 der Spritzeinheit angeordnet, welche über Stützen 7 in festem
Abstand auf dem Support 61 montiert ist. Auf einer Stange 79 ist ein Schalter 78
vertikal verschiebbar bis in Anlage an die Kupplung 72, sobald diese einen vorbestimmten
Abstand gegenüber dem Block 62 erreicht hat. Der Schalter ist-über einen üblichen
Steuerungskasten B mit Ventilen BV verbunden, über welche die in den Spritzzylinder
71 einströmende Druckfliissigkeit regelbar ist.
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Aus Fig. 6 sind die Ventilanordnung 56 und die Spritzdüse 88 ersichtlich.
:)ie Austrittsöffnungen 82 der Spritzeinheiten 53 sind über einen in Fig. 6 teilweise
dargestellten und durch die die Fig. 4 und 6 verbindende gestrichelte Linie angedeuteten
Kanal 83 mit der Innenkammer 84 der Ventilanordnung 56 verbunden. Bei zurückgezogenem
Ventilkolben 86 steht diese Kammer über die Spritzdüse 88 mit der dieser jeweils
zugeordneten Formhöhlung in Verbindung. Der Ventilkolben 86 wird über eine beliebige
selbsttätige Vorrichtung, z.B. einen DruckflüssigkeitszylindGr 90 betätigt.
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Jede der Ventileinheiten 56a, 56b und 56c (Fig. 3) ist mit der Ventileinheit
56 identisch ausgebildet.
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Uber die Austrittsöffnung 37 des Extruders werden zusätzliche Spritzaggregate
54a, 54b und 54 c versorgt, welche alle mit dem Spritzaggregat 54 identisch ausgebildet
sind. Das Aggregat 54a wird durch die Abzweigung 46 über einen zum Leitungsarm 49
identischen Arm 49a versorgt. Die Aggregate 54b und 54c werden von der Leitungstrasse
41 über eine Abzweigung#46a von den Leitungsarmen 49b und 49c versorgt, welche alle
Ventile einschließen, die identisch sind mit dem im Zusammenhang mit
den
Leitungsarmen 46 und 49 vorstehend beschriebenen Ventilen.
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Uber die Austrittsöffnung 36 der Schäumeinheit 10 werden zusätzliche
Spritzaggregate, im vorliegenden Fall vier, durch entsprechende Leitungen und Rückschlagventile
versorgt, welche alle spiegelbildlich zu den Spritzaggregaten 54, 54a, 54b und 54c
einschlißelich der vorstehend beschriebenen Leitungen und ventile angeordnet sind.
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Die Form kann mit den opritzeinhe,iten in beliebiger Anordnung zusammenwirken.
Wie z.B. durch die gestrichelte Linie M in Fig. 3 angedeutet, kann eine Form mit
einer einzigen Ventileinheit 56 zusammenwirken, oder, wie durch die gestrichelte
Linie Ml angedeutet, kann eine einzige Form von zwei solchen Ventileinheiten versorgtwerden.
Eine weitere Möglichkeit ist durch die gestrichelte Linie M2 angedeutet, wonach
eine einzige Form mit entweder einer einzigen Höhlung oder einer Vielzahl von Höhlungen
je nach Bedarf von allen vier Ventilen des einzelnen Spritzaggregats versorgt werden
kann, hier das Spritzaggregat 54c. Ebenso kann auch eine noch grössere Form von
zwei oder mehr Sptitzaggregaten gleichzeitig versorgt werden, wobei sogar eine einzige
Form von allen in Fig. 3 dargestellten acht Spritzaggregaten versorgt werden kann.
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Fig. 7 zeigt die Schließvorrichtung, mit welcher eine verhältnismäßig
große Form ohne Aufbringung von äuE6rem Schließdruck geschlossen gehalten werden
kann, so daß die Form von der Maschine abnehmbar ist, ehe das'Formteil sich bis
auf die zum Öffnen der Form erforderliche Temperatur abgekühlt hat.
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Bei einem unter Hochdruck erfolgenden Spritzvorgang, insbesondere
mit durch Druckgasblasen erzeugten Schaumstoff, wird die Form normalerweise unter
hohem Schließdruck gehalten, bis sich das Formteil soweit abgekühlt-hat, daß die
Form geöffnet
werden kann. Bei einem großen Formteil kann dies
erhebliche Zeit kosten und daher die Wirksamkeit und Leistung von Maschinen mit
Mehrfachwerkzeug, z.B. einer Revolvermaschine stark beeinträchtigen.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Unterseite der oberen,
bzw. festen Formhälfte 15 am unteren Ende des Angusses 91 mit einer nach hinten
ausgeweiteten Ausnehmung 92 ausgebildet, welche über eine Off-nung mit einem gegenüber
dem größten Durchmesser der erweiterten Ausnehmung 92 kleineren Durchmesser in eine
unterschnittene Ausnehmung 93 mündet. Diese führt über einen Gußkanal 94 in die
eigentliche Formhöhlung. Zusätzlichede,iusnehmungen 92 92 und 93 entsprechende Ausnehmungen
lassen sich um die Formhöhlung herum vorsehen, und mit dieser über Gußkanäie ähnlich
dem Kanal 94 verbinden. Angesichts des Öffnungsdruckes einer vorgegebenen Form werden
diese Ausnehmungen in ausreichender Anzahl vorgesehen, damit die Form durch die
in diesen Ausnehmungen erkaltende Masse verriegelt gehalten wird. Um ein rasches
Erkalten der Masse in diesen Ausnehmungen lange vor dem Abkühlen bzw. Aushärten
der in den Formhöhlungen befindlichen Masse zu erreichen, ist eine entsprechende
Kühlung vorgesehen, z.B. Wasserführungen 99.
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Die Form läßt sich somit ohne weiteres von der Maschine abnehmen.
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Die in den Ecken 96 und 97 der vorbeschriebenen Ausnehmungen festsitzende
Masse hält die Fbrm dicht verriegelt und verhindert wirksam deren Anfspringen unter
dem von innen anstehenden Gasdruck. Dadurch ist es möglich, die Form von der Halterung
auf der Maschine vor ausreichender, zum Öffnen erforderlicher Abkühlung abzunehmen,
und damit eignet sie sich ausgezeichnet für eine Maschine mit Mehrfachformen. Sobald
das Formteil abgekühlt ist, kann die Form geöffnet werden, wobei der Schließpfropfen
an den verengten Ausnehmungen bricht.
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Arbeitsweise Aus einem Plastikmaterial und einem mit diesem nicht
reagierenden, in die Schäumeinheit 10 unter Druck eingeleitetem Gas wird, wie vorstehend
beschrieben, ein Schaumstoff erzeugt und auf bekannte Weise über Öffnungen 36 und
37 abgegeben. Betrachtet man zunächst nur die rechte Seite der Einrichtung (wie
in Fig, 3 dargestellt), so gelangt die Masse durch die Leitungstrasse 41 in den
T-förmigen Verteilerkopf 43.
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Sowie sich die Leitung 41 erwärmt, dehnt sie sich in einem anderen
Maße aus als die Rahmenplatte 4, und diese Ausdehnung wird über das Ausgleichsverbindungsstück
42, wie ohne weiteres ersichtlich, aufgenommen. Der Andruckblock 44 ist mit einer
entsprechenden Verstellvorrichtung, z.B. einer von Hand verstellbaren Schraube 45
versehen zur Begrénzung Rhier nach rechts erfolgenden) Verschiebung des T-förmigen
Verteilerkopfes 43, um so die Leitungszweige 46 und 46a in Ausrichtung zu halten
und die richtige Funktion des Ausgleichsverbindungsstückes 42 zu gewährleisten.
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Das Ausgleichsverbindungsstück 47 arbeitet ähnlich bzw. auf die gleiche
Weise wie das Stück 42, und der Andruckblock 50 wie der Block 44, und zwar sowohl
in seiner Zusammenwirkung mit dem T-förmigen Verteilerkopf 48 als auch mit dem Ausgleichsstück
47. Die plastische Masse fließt daher aus der Leitung 41 durch den T-förmigen Verteilerkopf
43 durch die beiden Abzweigungen 46 und 46A in die T-förmigen Verteilerköpfe 48
und 48a und von dort durch die Leitungsarme 49, 49a, 49b und 49c durch die einzelnen
Rückschlagventile, von denen nur das Absperrventil 52 dargestellt ist, bis in die
Kammer 63 des åeweiligen Spritzaggregats, wobei hier, lediglich das Spritzaggregat
54 vollständig#dargestellt ist.
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Bei geschlossenen Ventilen 56 füllt sich die Spritzkammer 63, und
das Vorschubelement 71 wird nach oben-geschoben, bis es
die Betätigungsvorrichtung
für den Schalter 78 beaufschlagt.
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Geschieht dies, so wird über den Sdaltkasten B das Ventil VB geöffnet,
um dem Zylinder 74 Druckmedium zueuführen. Die Höhe des aufgebrachten Druckes kann
nach Wunsch so gewählt werden, daß er dem aus dem Leitungsarm 49 anstehenden Druck
gerade noch entgegenwirken kann, aber zur Vereinfachung des Steuerungssystems wird
dieser Druck vorzugsweise auf der Höhe des Spritzdruckes gehalten.
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Da Jedes-Ventil 56 zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist, wird die#plastische
Masse unter dem Druck des Vorschubelements 71 gegen das Rückschlagventil 52 gedrängt
und hält dieses gegen den Druck der anstehenden Spritzmasse geschlos#sen; damit
wird ein weiteres Füllen der Kammer 63 verhindert. Haben aber die entsprechenden
Vorschubelemente in den anderen Spritzaggre gaten 54a, 54b und 54c noch nicht ihre
dem Schalter 78 entsprechenden Schalter beaufschlagt, dann'fließt die Spritzmasse
weiter in jedes dieser Aggregate ein, bis diese alle ihren Jeweiligen Schalter betätigt
haben und alle unter Spritzdruck gesetzt worden sind, wie im Zusammenhang mit dem
Spritzaggregat 54 vorstehend beschrieben.
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Jede der Kammer 63 entsprechende Spritzkammer wird daher mit einer
vorbestimmten Menge Spritzmasse gefüllt, und die Beendigung der Befüllung jeder
Kammer wird allein durch entsprechende mechanische Betätigung der dem Schalter 78
e,nts'prechenden Schalter bewirkt. Die Betätigung Jedes Schalters erfolgt unabhängig
von der Betätigung der anderen Schalter, und eine andere Einstellung oder Rückstellung
eines oder mehrerer solcher Schalter hat keinerlei Auswirkung auf die in die anderen
Schaltern zugehörigen Spritzkammern eindringende Menge Spritzmasse. Sind alle Spritzeinheiten
gefüllt und unter Spritzdruck gesetzt worden, ?i.h. zumindest alle, die bei einem
bestimmten Vorgang benötigt werden (wobei klar ist, daß in manchen Fällen einige
der Aggregate durch entsprechende, manuell betätigbare - hier nicht dargestellte
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Ventile geschlossen werden können), so wird vom Hauptschaltpult
P (welches üblicher Bauart sein kann) ein Signal gegeben, und Jeder der mit allen
Ventilen 56 zusammenwirkenden Druckzylinder wird betätigt und öffnet die zugehörigen
Ventile.
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Bei geöffneten Ventilen werden durch den bereits in den Spritzzylindern
74 herrschenden (oder gleichzeitig mit dem Öffnen der Ventile erhöhten) Druck die
einzelnen Vorschubelemente 71 nach unten gedrückt und der in den Zylindern 63 befindliche
Schaumstoff durch die Austrittsöffnung 82 und durch die vorstehend beschriebenen
Kanäle in die Spritzdüse 88 und von dort in die einzelnen Formhöhlungen eingespritzt.
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Wie ersichtlich, arbeitet Jeder Spritzzylinder unabhängig nicht vom
anderen, so daß in ihnen /notwendigerweise die gleiche Menge Spritzmasse enthalten
sein muß.
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Über den gesamten Weg vom Austritt aus der Plastiziereinheit 10 durch
das Verteilersystem, das Einspritzaggregat und in die Form wird die plastische Spritzm#asse
unter konstantem Druck gehalten und eine Ausdehnung unter dem Dru#ck der Gasblasen
wirksam verhindert.
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Die Verteilung vom Austritt aus der Plastiziereinheit durch das Verteilersystem
zu den Spritzkammern 63 erfolgt unter verhältnismäßig niedrigem Druck, und daher
werden nicht nur Energieverluste in Form von Druckabfall vermieden, wie sie bei
den bekannten Systemen auftreten, in denen die Verteilung unter hohem Druck erfolgt,
sondern auch andere mit Hochdrucksystemen verbundene Kosten entfallen dadurch.
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Bei der vorgehend beschriebenen Maschine ist zwar als Plastiziereinheit
ein Extruder vorgesehen, es lassen sich aber auch andere bekannte Plastiziervorrichtungen
verwenden; z z.B.
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wäre es denkbar, die Extrusionsschnecke 18 durch eine Kombination
aus Vorschubelement und Torpedo zu ersetzen, wobei das
Plastikgranulat
mit dem darin enthaltenen Dru,cxkgas der einem Plastizier-Vorschubelement vorgeordnetene
Kammer 17 zuführloar wäre, wobei das Vorschubelement die Masse mit dem darin eingeschlossenen
Gas durch ein Torpedo drücken bz.
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dieses plastizieren würde. Obwohl diese Möglichkeit denkbar ist, dürfte
sie sich zumindest vorläufig angesichts der mit der ausschließlichen Verwendung
von Torpedos verbundenen erhöhten Plastizierschwierigkeiten wenig bewähren.