DE2523688C2 - Spritzgießverfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Erzeugnisses und Spritzgießform zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Spritzgießverfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Erzeugnisses und Spritzgießform zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Spritzgießverfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Erzeugnisses
unter Bildung einer Naht zwischen gegenüberliegenden Randabschnitten eines flexiblen Flachmaterialzuschnittes,
bei dem zwei Randabschnitte des Flachmaterials bei geschlossener Spritzgießform zwischen den gegenüberliegenden
Flächen zweier Formteile eingeklemmt sind und in einem durch eine Ausnehmung in einem Formteil
gebildeten, die Naht formenden Formhohlraum mit ihren Kantenabschnitten einander gegenüberliegend
sowie mit je einer ihrer Oberflächen an einer Wand des Formhohlraums anliegend positioniert sind, und bei dem
plastifiziertes Kunststoffmaterial in Längsrichtung eines im Formhohlraum gebildeten, längs der Randabschnitte
verlaufenden, bevorzugten Fließkanals direkt eingespritzt wird, längs des Formhohlraums und des
bevorzugten Fließkanals fließt und in den Zwischenraum zwischen den freien Oberflächen der Kantenabschnilte
und den freien Oberflächen des Formhohlraums eindringt, und eine Spritzgießform zur Durchführung
des Verfahrens.
Ein derartiges Spritzgießverfahren und eine Form zu dessen Durchführung sind aus der US-PS 31 19 540
bekannt, bei dem das Spritzgießmaterial beim Anformen der Nähte zwischen den Kanten und auf der
äußeren Oberfläche des Zuschnitts angeformt werden soll. Der die Naht formende Formhohlraum besitzt über
den Kantenabschnitten des Flachmaterialzuschnitts je eine Zone, die zumindest um den Querschnitt der
Kantenabschnitte reduziert ist, während im Zwischenraum zwischen den einander gegenüberliegenden
Kanten der Formhohlraum die größte Tiefe besitzt. Da im zentralen Bereich des Formhohlraums das eingespritzte
Material außerdem in dem relativ tiefen zentralen Bereich des Formhohlraums seine Wärme
langer beibehält als über den Randabschnitten, hat das eingespritzte Material die Tendenz, zwischen den
Kanten schneller zu fließen als über den Kantenabschnitten. Es entsteht daher im zentralen Bereich des
Formhohlraums eine vorauseilende Materialfront, und diese vorauseilende Materialfront besitzt die Tendenz,
zwischen die Kantenabschnitte und diejenige Fläche des Formhohlraums einzudringen, gegen welche sich die
Kantenabschnitte abstützen. Es bleibt daher Material auch auf der der Naht gegenüberliegenden Fläche des
Behälters stehen.
Aus der US-PS 35 11 902 ist ebenfalls ein Behälter bekannt, bei dem zur Verbindung zweier einander
gegenüberliegender Längskanten eines Flachmaterialzuschnittes Nähte außen angeformt sind. Der die
Kantenabschnitte überspannende Formhohlraum besitzt über einem der Kantenabschnitte eine umlaufende
Vertiefung, in welche das eingespritzte Material quer zur Längsrichtung dieser Vertiefung eintritt. Dabei läßt
sich ebenfalls nicht mit Sicherheit verhindern, daß Material auch auf die Oberflächen der Randbereiche des
Materialzuschnitts gelangt, die an einer Wand des Formhohlraumes anliegen.
Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art derart weiterzubilden, daß ein Herumfließen des eingespritzten Materials auf die an einem Formteil der
Spritzgießform vollständig anliegenden Oberflächen
der einander gegenüberliegenden Randabschnitte des Flachmaterialzuschnitts im Formhohlraum mit größerer
Sicherheit vermieden wird.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das Kunststoffmaterial längs mindestens eines bevorzugten Fließkanals fließt, der in vorgegebenem Abstand
von den Kanten über mindestens einen vorgegebenen Kantenabschnitt in dem mit der Ausnehmung versehenen
Formteil verläuft, und den Kantenabschnitt gegen die angrenzende Oberfläche des Formhohlraums fest
andrückt, bevor das Kunststoffmaterial in den restlichen Formhohlraum fließt.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein bevorzugter Fließweg als Fließkanal vergrößerten
Querschnitts im Formhohlraum im Abstand von den gegenüberliegenden Kanten über mindestens einer
freien Oberfläche eines im Formhohlraum positionierten
Randabschnittes längs dieses Randabschnittes verlaufend ausgebildet ist.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß im Formhohlraum über den Kantenabschnitten
bevorzugte Fließkanäle vorgesehen werden, längs derer das eingespritzte Material bevorzugt fließt und dabei
die Randabschnitte gegen die der freien Oberfläche der Randabschnitte abgewandten Oberfläche des Formhohlraumes
fest andrückt, bevor das Material in den restlichen Bereich des Formhohlraumes fließt. Dadurch
wird zuverlässig verhindert, daß das im Formhohlraum zwischen den einander gegenüberliegenden Kanten
fließende Material die Kantenabschnitte von ihrer benachbarten Fläche wegdrückt und um die Kanten des
Materialzuschnitts herumfließt. Das zur Erzeugung der Naht benötigte Spritzgießmaterial bleibt zwischen den
Kanten und auf einer Oberfläche des Materialzuschnittes, so daß die andere Oberfläche des Materialzuschnittes
das gewünschte saubere Aussehen erhält und z. B. in gewünschter Weise mit Aufschriften od. dgl. bedruckt
werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Εε
zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Flacrmaterialzuschnitt;
F i g. 2 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch ein Teil des Flachmaterialzuschnitts, wie er durch
eine Form wie eine Naht zwischen zwei nebeneinander liegenden Kanten in seine endgültige Gestalt gezwängt
ist,
F i g. 3 einen Schnitt im Verlauf einer Linie III-III von
F ig. 2;
Fig.4 einen Schnitt durch einen Lippenbereich im
Verlauf einer Linie IV-IV von Fig. 3;
Fi g. 5 eine Draufsicht auf einen anderen Flachmaterialzuschnitt,
und
Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine Naht eines aus
dem Zuschnitt von F i g. 5 hergestellten Behälters.
Der in Fig. 1 dargestellte Flachmaterialzuschnitt besteht aus einer Basisplatte 1 mit vier Wandplatten 2
und acht Randabschnitten 3. Wenn der Zuschnitt zur endgültigen Form eines Endproduktes gefaltet ist, dann
liegen Kanten 4 der benachbarten Randabschnitte 3 nebeneinander, und in diesem gefalteten Zustand ist der
Zuschnitt zwischen zwei Formwerkzeugen 5 und 6 festgeklemmt Diese bilden einen Zuschnitt-Klemmhohlraum
entsprechend den Konturan des gefalteten Zuschnitts, ferner je einen Formhohlraum für eine Naht
7 in jedem Randbereich und für eine umlaufende Lippe 8.
Gemäß F i g. 2 befindet sich jeder Formhohlraum zwischen zwei Bereichen 9 des Zuschnitt-Klemmhohlraums,
und in jedem von ihnen wird ein Kantenabschnitt
ίο eines Randabschnittes 3 festgeklemmt Zwischen diesen
Bereichen 9 bildet eine Fläche eine Stützfläche, und die andere Fläche enthält eine Ausnehmung 11 als Fließweg
für Material, welches später die Naht bildet. Kantenbereiche des Zuschnitts liegen über der Stützfläche, und
weil die Bereiche 9 geklemmt werden müssen, um das in den Nahthohlraum eingespritzte Material zu begrenzen,
können die Kantenabschnitte veranlaßt werden, sich von der Stützfläche fort in die Ausnehmung hinein
aufzuwölben.
An der Ecke des Endpiattenbere'iches des Formwerkzeugs
6 befindet sich ein Nadeleinguß 12, und die Basisplatte 1 besitzt hier einen Ausschnitt 13 zur
Aufnahme des Nadeleingusses 12. Wird Kunststoffmaterial durch den Nadeleinguß 12 zugeführt, dann füllt es
den Bereich des Ausschnittes 13 und eine Ausnehmung 14 mit L-Querschnitt in dem die Basisplatte 1
überspannenden Kernwerkzeug und den benachbarten Kanten 4, um dieselben mit der Basisplatte 1 in einer
Naht zusammenzufassen. Der die Basisplatte 1 überdekkende Schenkel dieser Naht ist in Fig. 2 mit 14a, und
der die Kanten 4 überdeckende Schenkel mit 14i> bezeichnet. Der Zuschnitt ist vorzugsweise so geschnitten,
daß in seinem gefalteten Zustand Enden 16 der Randabschnitte 3 sich bis zur Basis des Hohiraumwerkzeugs
erstrecken (Fig. 3). Dabei werden diese Enden durch in der Ausnehmung 14 befindliches Kunststoffmaterial
gegen die Oberfläche des Hohlraumwerkzeugs gepreßt.
Hätte die Ausnehmung 14 einen einheitlichen
«ο Querschnitt, dann würde in die Ausnehmung 11
eintretendes Kunststoffmaterial die Tendenz haben, im zentralen Bereich des Querschnitts des Formhohlraums
schneller zu fließen. Dies liegt einerseits darin, daß jeglicher zwischen den Kanten 4 vorhandene Spalt
einen leichteren Fließweg darstellt, und andererseits darin, daß der Materialstrom im Zentrum heißer ist.
Diese Tendenz, im zentralen Bereich des Formhohlraums schneller zu fließen, ist noch ausgeprägter, wenn
die Ausnehmung 14 in der Mitte der die Kanten 4 überdeckenden Naht dicker ist, was man durchaus für
erwünscht halten könnte, um über den Kanten 4 eine größere Nahtfestigkeit zu erzielen.
Die Strömungsfront auf einer oder jeder Seite über dem Kantenabschnitt des Randabschnittes 3 können
den Kantenabschnitt an jener Seite zum Aufwerfen in dem Materialzuschnitt veranlassen, welche der Strömungsfront
vorauseilt. Wenn nun die Fließfront im zentralen Bereich des Formhohlraums der Fließfront
über einem Kantenabschnitt voreilt, dann kann das
so zentral fließende Material unter die Aufwölbung
geraten, also zwischen den Kantenabschnitt und das Hohlraumwerkzeug, wo sich der Materialzuschnitt von
der Stützfläche des Hohlraumwerkzeugs abgehoben hat. Dadurch tritt Kunststoffmaterial zur Außenseite
des Zuschnitts.
Um diese Erscheinung erfolgreich zu bekämpfen, ist die Ausnehmung so gestaltet, daß bevorzugte Fließwege
entstehen, welche die Fließfronten des fließenden
Materials über den Kantenabschnitten ausreichend dicht an der Fließfront im Zentrum der Ausnehmung
halten, so daß jegliche von dem Fluß über den Kantenabschnitten erzeugte Aufwerfung vor der
Fließfront des Zentralflusses liegt, während im Bereich der zentralen Fließfront die Kantenabschnitte bereits
durch die Seitenströme gegen die Stützflächen gedrückt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der Abstand
der Basis der Ausnehmung von der Stützfläche in Bereichen bei 15 vergrößert ist, welche von dem die
Kanten des Zuschnitts überspannenden Bereich des Formhohlraums seitlich versetzt sind. Diese Bereiche
bei 15 sind als Fließkanäle in der Ausnehmung 11 ausgebildet, beginnen oberhalb der Bodenkante der
Wandplatten des Zuschnitts und enden unterhalb der Oberkanten, so daß sie keine diese Enden umrundenden
Fließwege bilden.
Zur Bildung einer heißen Stelle am Nadeleinguß besitzt das Kernwerkzeug in seiner dem Nadeleinguß 12
gegenüberliegenden Oberfläche eine Ausnehmung 13a.
Durch entsprechende Formgestaltung werden gemäß F i g. 4 die umlaufenden Oberkanten des Zuschnitts mit
einem gewünschten Finish versehen. Eine schräge Fläche 17 des Kernwerkzeugs und eine dazu passende
Fläche 18 des Hohlraumwerkzeugs sind vertieft, und die letztere von beiden bei 19 mit einem gekrümmten
Abschnitt 20, in den sich der Zuschnitt unter Verformung, jedoch ohne Bruch einlegen kann. Das
Kernwerkzeug besitzt eine Ausnehmung 21 mit einer Zuführleistenvertiefung 22, welche in Verbindung steht
mit den Bereichen bei 15 der Nahtausnehmungen, zwischen denen sie sich erstreckt. Gegenüber jeder
Fließwegausnehmung 11 ist die Vertiefung 19 unterbrochen durch einen Aufwärtsfortsatz der Stützfläche.
Daher stammt die gerade verlaufende Außenoberfläche des Zuschnitts, angedeutet durch S in F i g. 3. Wenn
Kunststoff die Ausnehmung 11 hinauffließt, dann bleibt
er auf der Innenseite der Kantenbereiche des Zuschnitts. Beim Erreichen der Vertiefung 22 fließt er immer noch
auf der Innenseite des Zuschnitts in diese Vertiefung. Das preßt den Zuschnitt nach außen in die Vertiefung
19. Der Fluß setzt sich fort entlang der Vertiefung 22, die jetzt vergrößert ist durch Deformieren des Zuschnitts in
die Vertiefung 19 hinein, und wenn dieser Fließweg gefüllt ist, fließt das K-inststoffmaterial die Ausnehmung
21 hinauf und nach außen in einen Schenkel 23 des Formhohlraums hinein, um dort die Lippe 8 zu bilden.
Schließlich läuft der Kunststoff über die Kante des Zuschnitts hinweg, welche bereits gegen die Oberfläche
der Vertiefung 19 des Formwerkzeuges 6 gepreßt wird, so daß dort kein Weiterfließen des Materials zur
Außenoberfläche des Zuschnitts um die freie Kante herum erfolgen kann.
Wünscht man einen Anti-Klemm-Anschlag, der das
Ineinanderverkeilen von gestapelten Behältern verhindert, dann wird ein Bereich 15 mit größerer Tiefe
versehen, wie durch Bezugszahl 25 angedeutet äst; das
ergibt eine Stufe 26, auf der sich der Boden eines eingesetzten anderen Behälters abstützen kann.
Der in F i g. 5 dargestellte, aus einer Grundplatte 30 und zwei angesetzten Seitenplatten 31, 31 bestehende
Zuschnitt wird so gefaltet, daß Kanten 32 und 33 sowie 34 und 35 nebeneinander zu liegen kommen. Der auf
diese Weise gefaltete Zuschnitt ist festgespannt zwischen einem Kernwerkzeug 36 und einem Hohlraumwerkzeug
37, vgl. Fig.6. Im Kernwerkzeug 36 vorhandene, nicht dargestellte Nadeleingüsse sind in
Ausschnitten 38 der Grundplatte 30 untergebracht,
ίο welche später am Fuße der Naht liegen werden, welche
jeweils die Kanten 32 und 33 sowie 34 und 35 miteinander vereinigt. Eine Ausnehmung 39 mit
L-Querschnitt des Kernwerkzeugs 36 überdeckt mit einem Schenkel 40 die Grundplatte 30 und mit einem
anderen Schenkel 41 jede Seitenplatte 31. Eine Erweiterung bei 42 des Schenkels 40 erstreckt sich über
die Nadeleingüsse und bildet einen bevorzugten Fließkanal für eingespritztes Material, welches deshalb
in dieser Erweiterung bei 42 um die Grundplatte 30 herumfließt, den Kantenabschnitt der Grundplatte 30
gegen das Kernwerkzeug 36 preßt und dann zur Kante der Grundplatte 30 herausfließt. Dort wird es jeden
vorhandenen Spalt zwischen Grundplatte 30 und den Seitenplatten 31 füllen und an die Innenoberflächen der
Seitenplatten 31 heranfließen, welche sich über die Stirnfläche der Grundplatte 30 erstrecken, dem
Auswärtsstrom im Wege liegen und abgestützt sind durch das Hohlraumwerkzeug 37, gegen das sie durch
den Strom angedrückt werden. Da es keinen Umfangfluß entlang der Kanten des Zuschnitts im Nahthohlraum
Basis/Seitenplatten gibt und weil der radial nach außen stattfindende Fluß die Klemmwirkung ausübt.
verbleibt das eingespritzte Material sauber auf der Innenseite des Zuschnitts.
Man kann sehen, daß die Nähte der Seitenplatten 31 ebenfalls bevorzugte Fließkanäle 43, 44 enthalten, wie
dies zuvor in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben worden ist.
Der in F i g. 5 dargestellte Zuschnitt besitzt Scharnierabschnitte
45, welche die Seitenplatten 31 mit der Grundplatte 30 verbinden. Diese Scharnierabschnitte 45
können insofern zu einem Problem werden, als sie sich dem radialen Auswärtsdruck widersetzen, welcher
durch den radialen Auswärtsstrom von der Erweiterung bei 42 aufgebracht wird. Sie können tatsächlich dazu
neigen, die Seitenplatte 31 von der Oberfläche des Hohlraumwerkzeugs 37 abzubringen. Zur Vermeidung
dieses Effektes ist eine örtliche radiale Erweiterung bei 46 vorgesehen, welche sich ausgehend von der
Erweiterung bei 42 über den Bereich erstreckt, wo sich der .Scharnierabschnitt 45 befindet. Auf diese Weise
wird ein frühes und schnelles Festklemmen der Seitenplatte 31 bei jedem Scharnierabschnitt 45 erzielt,
was die Seitenplatte 31 gegen das Hohlraumwerkzeug 37 klemmt. Sollte während eines Herstellungsprozesses
ein Scharnierabschnitt 45 zerreißen, so hat dies keine nachteiligen Folgen, weil die Naht eine wirksame
Verbindung zwischen den Kanten ergibt, ob der Scharnierabschnitt nun vorhanden ist oder nicht.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
- Patentansprüche:!. Spritzgießverfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Erzeugnisses unter Bildung einer Naht zwischen gegenüberliegenden Randabschnitten eines flexiblen Flachmaterialzuschnitts, bei dem zwei Randabschnitte des Flachmaterials bei geschlossener Spritzgießform zwischen den gegenüberliegenden Flächen zweier Formteile eingeklemmt sind und in einem durch eine Ausnehmung in ι ο einem Formteil gebildeten, die Naht formenden Formhohlraum mit ihren Kantenabschnitten einander gegenüberliegend sowie mit je einer ihrer Oberflächen an einer Wand des Formhohlraums anliegend positioniert sind, und bei dem plastifiziertes Kunststoffmaterial in Längsrichtung eines im Formhohhaum gebildeten, länes der Randabschnitte verlaufenden, bevorzugten Fließkanals direkt eingespritzt wird, längs des Formhohlraums und des bevorzugten Fließkanais fließt und in den Zwischenraum zwischen den freien Oberflächen der Kantenabschnitte und den freien Oberflächen des Formhohlraums eindringt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial längs mindestens eines bevorzugten Fließkanals fließt, der in vorgegebenem Abstand von den Kanten über mindestens einen vorgegebenen Kantenabschnitt in dem mit der Ausnehmung versehenen Formteil verläuft, und den Kantenabschnitt gegen die angrenzende Oberfläche des Formhohlraums fest andrückt, bevor das Kunststoffmaterial in den restlichen Formhohlraum fließt.
- 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenabschnitte im wesentlichen koplanar verlaufen und daß je ein bevorzugter Fließkanal in vorgegebenem Abstand von den Kanten über beide Kantenabschnitte verläuft.
- 3. Verfahren nach Patentanspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenabschnitte einen Winkel zwischen sich einschließen, und daß nur ein bevorzugter Fließkanal über einen der Kantenabschnitte verläuft.
- 4. Spritzgießform zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, mit zwei Randabschnitte des Flachmaterials bei geschlossener Spritzgießform zwischen sich längs der gemeinsamen Fläche einklemmenden Formteilen und mit einem durch eine Ausnehmung in dem einen Formteil gebildeten, die einander gegenüberliegenden Kanten der Randabschnitte überspannenden Formhohlraum, der einen in Längsrichtung der Kanten verlaufenden, mindestens einen vergrößerten Querschnitt aufweist, welcher einen bevorzugten Fließweg für das in Längsrichtung der Kanten eingespritzte und längs der Kanten fließende Kunststoffmaterial bildet, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein bevorzugter Fließweg als Fließkanal (15; 42; 43, 44; 46) vergrößerten Querschnitts im Formhohlraum im Abstand von den &o gegenüberliegenden Kanten (4) über mindestens einer freien Oberfläche eines im Formhohlraum positionierten Randabschnittes (3) längs dieses Randabschnittes verlaufend ausgebildet ist.
- 5. Spritzgießform nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein bevorzugter Fließkanal (15; 43, 44) vergrößerten Querschnitts über beide koplanar im Formhohlraum positionierte Randabschnitte (3) verläuft
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OD | Request for examination | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: EISENFUEHR, G., DIPL.-ING. SPEISER, D., DIPL.-ING. |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PATENT DEVELOPMENTS INTERNATIONAL LTD., NORTHAMPTO |
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: EISENFUEHR, G., DIPL.-ING. SPEISER, D., DIPL.-ING. |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |