-
"Spritzgußverfahren und Vorrichtung"
Verfahren zum
Formpressen hohler Teile oder Gegenstände sind an sich bekannt. So beschreibt z.B.
US-Patent No. 2,219,57, ein Verfahren, in dem der obere Teil einer Flasche in einer
Form gepreßt wird, während der untere Teil in einer getrennten Preßform hergestellt
wird. Nach Entnahme der beiden Teile werden dieselben außerhalb der Preßform miteinander
verbunden. Ein Bindemittel führt zum Erweichen der beiden gepreßteffTeile und schafft
eine Verbindung zwischen den zusanimenpassenden oberen und unteren Abschnitten der
Flasche, die im wesentlichen in einem aus drei Arbeitsgängen bestehenden Verfahren
hergestellt wird.
-
Im US-Patent No. 3,475,530 wird ein Verfahren zur nerstellung hohler
Elnstikartikel beschrieben. Dabei wird ein hohler Plastikrahmen in einem Stempeleinsatz
hergestellt und Seitenflächen werden anschließend an dem Rahmen angebracht, während
derselbe noch im Stempeleinsatz einliegt. Durch Einspritzen einer gewissen Menge
geschmolzenen Kunststoffs in die Preßform wird die vom Rahmen und den Deckplatten
gebildete Kammer an den Verbindungsstellen der Teile gefüllt, wobei die Deckplatten
an dem die hohle Struktur definierenden Rahmen befestigt werden. Nach Aushärten
des Kunststoffs wird die Anordnung aus der Preßform entfernt. Eine längs der Verbindungsanten
vorgesehene welligkeit verbessert die Verbindung zwischen dem eingespritzten flüssigem
Kunststoff und dem Rahmen bzw. den Deckplatten.
-
In US-Patent No. 2,819,494 wird ein Verfahren zur Herstellung von
Gußteilen mit der Hilfe sich gegenseitig überlappender Einlaßöffnungen beschrieben.
Dabei werden Plastikteile in einem einzigen Einspritzprozeß hergestellt, bei dem
mehrere in Bezug aufeinander bewegliche Teile geschaffen werden. Die Einlaßöffnungen
an den Teilen überlappen sich, sodaß die zusammenzubauenden Teile getrennt übereinander
durch Preßformen
hergestellt werden können. Die Patentbeschreibung
bezieht sich hierbei auf die Herstellung einer Spange, deren Außenrahmen aus durch
eine Öffnung eingespritztem Kunststoff besteht, sowie einer schwenkbaren, im Spangenrahmen
liegenden Spitze, die über eine zweite Einlaßöffnung im Spritzguß hergestellt wird.
Nach dem Herausnehmen der beiden Teile aus den Preßformen ist die Spitze im Spangenrahmen
schwenkbar. Dabei wird ein aus zwei Arbeitsgängen bestehender Herstellungsprozeß
in einer einzigen Spritzguvorrichtung ausgeführt, doch unterscheidet sich die Vorrichtung
von der der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die beiden Teile nicht miteinander
verbunden sind.
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Preßform mit mindestens
drei Hohlräumen, in denen mindestens zwei ineinanderpassende Teile in entsprechenden
Hohlräumen hergestellt werden. Die Teile werden aus der Preßform genommen, ineinandergedrückt
um ein hohles Gebilde zu ergeben und in eine hohle Preßform eingesetzt, um dann
in einem zweiten Arbeitsgang durch Einspritzen einer gewissen Menge eines flüssigen
Kunststoffs miteinander verbunden zu werden. Während der Verbindung der Teile werden
gleichzeitig weitere Ausgangsteile hergeeteXt.
-
Eine vorzugsweise ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht
sich auf die Herstellung eines hohlen Körpers aus zwei im Spritzguß vorgeformten
Teilen mit drei Hohlräumen und die anschließende Verbindung der Ausgangsteile zu
einem aus einem einzigen Stück bestehenden Endprodukt, Die bisher bekannten Vorrichtungen
und Verfahren beziehen sich auf die Ausbildung hohler Körper in Preßformen und getrennte
Arbeitsvorgänge in der gleichen Form. Ein Nachteil der zuerst genannten Erfindung
des US-Patents No. 2,219,576 ist es, daß die beiden Teile außerhalb der Preßform
miteinander mit Hilfe geeigneter Lösungsmittel verbunden werden müssen, um die Flasche
bzw. den hohlen Gegenstand zu ergeben. Gemäß vorliegender
Erfindung
werden die Teile in der gleichen, mehrere Hohlräume umfassenden Preßform hergestellt
und miteinander verbunden.
-
Bin Nachteil der Erfindung des;US-Patents No. 3,475,530 ergibt sich
daraus, da der Rahmen in einer Preßform hergestellt wird, die Deckflächen aber in
einer anderen, worauf die beiden Teile durch das Einspritzen von Kunststoff zwischen
die Deckflächen und den Rahmen miteinander verbunden werden, sodaß der hohle Gegenstand
tatsächlich in einer dritten Preßform fertiggestellt wird. Dieses Verfahren umfaßt
dementsprechend drei Arbeitsgänge.
-
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, daß die
beiden den hohlen Gegenstand aufbauenden, getrennten Teile in einer einzigen Maschine
in hohlen $preßformen hergestellt werden, aus denen sie anschließend herausgenommen
werden, zusammengesetzt werden, und in einem dritten Hohlraum in der gleichen Preßform
eingesetzt und darin verbunden werden, während gleichzeitig im zweiten, die Verbindung
der zuerst geschaffenen Teile herstellenden Arbeitsgang zwei weitere getrennte Teile
zur Herstellung eines weiteren, hohlen Gegenstands in den anderen Hohlräumen der
Preßform erzeugt werden.
-
Das dritte der vorher genannten US-Patente, No. 2,819,494, beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung ineinander beweglicher Plastikteile mit Hilfe hohler
Preßformen mit getrennten Eingangsöffnungen. Im Gegensatz dazu erlaubt die vorliegende
Erfindung die Herstellung zweier Teile während gleichzeitig zwei vorher hergestellte
Teile miteinander zu einem einzigen Stück verbunden werden. Ein kennzeichnendes
Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es damit, daß gleichzeitig ein Satz von Teilen
hergestellt wird, während ein vorher hergestellter Satz von Teilen im gleichen Arbeitsgang
zum Endprodukt zusammengefügt wird.
-
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es damit ein Verfahren zur
Herstellung fertiger, hohler Plastikgegenstände zu schaffen.
-
Die Erfindung hat ferner zum Ziel, hohle Plastikgegenstände als ganze
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu schaffen.
-
Ein Ziel der Erfindung ist es weiterhin, hohle Plastikgegenstände
im Spritzguß mit Preßformen zu schaffen, in denen mindestens drei Hohlräume vorgesehen
sind. Alle diese Hohlräume bis auf einen dienen zur Preßformung von Teilen, die
aus den Hohlräumen herausgenommen werden, manuell zusammengsetzt werden, und in
dem verbleibenden Hohlraum eingesetzt werden, um im nächsten Arbeitsgang zu einem
einzigen Gegenstand zusammenge fügt zu werden, während gleichzeitig neue Teile in
die sein Arbeitsgang hergestellt werden, die dann im nächsten Arbeitsgang zu einem
einzigen Gegenstand zusammengefügt werden.
-
In einer vorzugsweisen Ausführungsforin der Erfindung werden hohle
Körper durch Spritzguß hergestellt, wobei während eines zweiten Spritzgußvorgangs
zwei ineinanderpassende, im vorherigen Arbeitsgang preßgeformte Teile in einem dritten
Hohlraum durch das Einspritzen von Kunststoff in einen von den beiden ineinandergefügten
Teilen definierter Kanal zu einem Stück vereinigt werden, worauf der Kanal mit flüssigem
inststoff gefüllt wird, der nerausstehende rippenartige Vorsprünge an jedem der
Teile schmilzt und damit die reize zu einer einzigen Gegenstand zusammenfügt, während
gleiehzeitig zwei weitere, im nächsten Arbeitsgang zusammenzufügende Teile in anderen
Hohlräumen der gleichen Form im gleicher ãprisgußvorgang hergestellt werden.
-
Die vorliegende Erfindung ermöglicht damit die gleichzeitige Herstellung
zweier preßgeformter Teile, die aus ihren Gußformen herausgenommen erde, zusammengesetzt
werden, und in einem dritten Hohlraum in der gleichen reßfor eingesetzt werden,
um dort in einem zweiten Arbeitsgang zu einem einzigen
hohlen Gegenstand
vereinigt zu werden, während gleichzeitig zwei neue Teile in der gleichen Preßform
hergestellt werden.
-
Beispielsweise ist eine Preßform mit drei Hohlräumen fr Spritzgußzwecke
versehen. Zwei dieser Hohlräume dienen zur Herstellung der beiden Hälften eines
hohlen Gegenstands, während der dritte Hohlraum zur Vereinigung der beiden, durch
er erste Kunststoffeinsbritzung geschaffenen Hälften dient. Sie beiden zuerst geschaffenen
Teile passen ineinander und erbeben einen von ihnen umschlossenen Hohlraum. Bei
der Vereinigung a beiden Teile im dritten Hohlraum wird geschmolzener Kunststoff
durch Rillen in einen der zusammenpassenden Teile in einen von beiden Teilen definierten
Kanal eingeleitet, in den mehrere vo den Teilen ausgehende rippenartige Vorsprünge
ragen. Diese Vorsprünge schmelzen bei Berührung mit dem; geschmolzenen Kunststoff
und ergeben damit eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen den beiden, den Hohlraum
4efinierenden Teilen.
-
In dem aus zwei Arbeitsgängen bestehenden Herstellungsprozeß werden
die beiden Teile zunaonst durch Preßformung nergestellt und dann aus den Holräumen
der Preßform genommen. Die Teile werden wie vorher erwähnt ineinandergesetzt und
in den dritten Hohlraum zu ihrer Verbindung e eingesetzt. Eine einzige Preßform
wird für den gesamten Herstellungsvorgang benötigt.
-
Die Verbindung der beiden Hälften ist ein wesentliches Kennzeichen
der vorliegenden Erfindung. i geeIgnetes Zuführungssystez besteht aus mehreren Einiaßöffnungen,
die um der Hohlraum in dem die Teile zusammengefügt werden, angebracht sind. Die
Einlaßöffnungen sind sc angebracht, daß eine gechmäßige Verteilung des gescnmclzenen
Kunststoffs In dem von den beiden Teilen definierten Kanal gewährleistet iet, Die
Ausgestaltung der beiden zusammenpassenden Teile ein weiteres Kennzeichen der vorliegenden
Erfindung. Der einrusetende Abschnitt muS beispielsweise einen flachen Ansatz
aufweisen,
der dicht an einem entsprechenden Ansatz am aufnehmenden Abschnitt der anderen Hälfte
anliegt. Die beiden Oberflächen müssen beim Zusammenpressen der beiden Teile ineinanderliegend
aneinander anschließen, sodaß beim Einspritzen von flüssigem Kunststoff in den Kanal
der Kunststoff nicht in den von den beiden Hälften umschlossenen Hohlraum eindringen
kann. Eine derartige Passung der Teile wird erreicht, inden die Außenabmessungen
des einzusetzenden Teils etwas größer als die Innenabmessungen des aufnehmenden
Teils gehalten werden, sodaß beim Zusammenpressen der beiden Teile ein dichter Abschluß
entsteht, der das Eindringen von Kunststoff in den hohlen Innenraum verhindert.
-
Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung ergibt
sich aus dem Zusammenfügen des einzusetzenden Teils und des aufnehmenden Teils.
An der Außenseite des einzusetzenden Teils ist eine Rille vorgesehen, die mit einer
entsprechenden Rille in der Innenwand des aufnehmenden Teils zusammenpaßt, sodap
beim Zusammenfügen der beiden Teile die beiden Kanalabschnitte einen einzigen Kanal
zwischen dem einzusetzenden Teil und dem aufnehmenden Teil bilden. Mehrere in Radialrichtung
in den Kanal ragende Vorsprünge, die vom einzusetzenden Teil und vom aufnehmenden
Teil ausgehen, werden bei der Einleitung von flüssigem oder geschmolzenem Kunststoff
in den Kanal verflüssigt bzw. geschmolzen, sodaß sich nach dem Aushärten des Kunststoffs
eine einzige, zusammenhängende Verbindung der beiden Teile ergibt.
-
Ein wesentlicher Vorteil gegenüber bekannten Vörrichtungen und Verfahren
ergibt sich erfindungsgemäß aus der Möglichkeit mit einer einzigen Spritzgußmaschine
gleichzeitig Teile herzustellen und zusammengesetzte Teile im gleichen Arbeitsgang
zu einem fertigen Gegenstand zusammenzufügen.
-
Ein weiterer Vorteil gegenüber bekannten Verfahren ergibt
sich
aus der Verwendung des gleichen Kunststoffs für die Her stellung und Verbindung
der beiden Teile, sodaß einerseits die Verbindungsnaht un die Teile eine Einheit
bilden, und daß andrerseits eine einzige Spritzgußmaschine für den gesamten Herstellungsprozeß
verwendet werden kann.
-
Ein weiterer Vorteil gegenüber bekannten Verfahren ergibt sich aus
den schmelzbaren Vorsprüngen, die sich in den Verbindungskanal erstrecken und die
bei Zuführung flüssigen oder geschmolzenen Kunststoffs von demselben umgeben und
mindestens teilweise geschmolzen werden, wobei sich eine innige Verbindung zwischen
dem einzusetzenden Teil und dem aufnehmenden Teil ergibt.
-
Diese und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
-
Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines teilweise aufgeschnittenen
Gegenstands mit der erfindungsgemäßen Struktur.
-
Figur 2 ist eine Aufsicht auf einen Teil der drei Hohlräume und Einlaßöffnungen
und Zuführungskanäle für Kunststoff in der Preßform.
-
Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht der Preßform und zeigt die
Herstellung eines einzusetzenden und eines aufnehmenden Teils in der Preßform.
-
Figur 4 ist ein teilweise aufgeschnittener Aufriß längs der in Figur
2 mit 4-4 bezeichneten Linie und stellt einen in der Preßform hergestellten aufnehmenden
Teil dar.
-
Figur 5 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des einzusetzenden
hohlen Körpers längs der in Figur 2 mit 5-5 bezeichneten Linie.
-
Figur 6 ist eine Seitenansicht der zusammengesetzten einzusetzenden
bzw. aufnehmenden Teile, von denen jeder mit mehreren rippenartigen Vorsprüngen
versehen ist.
-
Figur 7 ist eine perspeetivische hinsicht der drei Hohlräume enthaltenden
Preßform und zeigt die ineinandergefügten, in den dritten Hohlraum eingesetzten
Teile mit dem Zuführungs system zum dritten Hohlraum, in dem die beiden Teile zu
einer Einheit zusammengefügt werden.
-
Figur 8 ist eine teilweise Seitenansicht der in den dritten Hohlraum
eingesetzten aufnehmenden und einzusetzenden Teile mit dem Zuführungskanal für den
flüssigen Kunststoff in den von den beiden Teilen definierten Ringraum und dient
zur Erläuterung der Auf lösung der Vorsprünge durch verflüssigten Kunststoff und
der sich dabei ergebenden Verbindung.
-
Figur 9 zeigt eine Form von rippenartigen Vorsprüngen im Querschnitt,
wie sie in dem zur Verbindung der beiden Teile dienenden Kanal angebracht sind.
-
Figur 10 zeigt schließlich eine andere Form der rippenartigen Vorsprünge.
-
Die Außenseite 4 des in Figur 1 mit 2 bezeichneten hohlen Plastikkörpers
kann in verschiedenen Formen ausgebildet werden und beispielsweise die Form eines
Treibstofftanks für Motorräder annehmen. Geeignete Einlaßstutzen 6 und 6A sowie
eine Zuführungsleitung 8 können nach der erfindungsgemäßen Herstellung des Tanks
im Spritzgußverfahren eingesetzt werden, wobei es sich bei Einlaßöffnung 6 um ein
preßgeformtes Innen-oder Außengewinde handeln kann.
-
Wie aus Figur 2 ersichtlich, besteht die Spritzgußform 10 im wesentlichen
aus drei Hohlräumen 20, 50, 40 und einer Haupteinlaßöffnung 12 zur Zuführung geschmolzenen
Kunststoffs an die Hohlräume. Haupteinlaßöffnung 12 verzweigt sich in Zuführungskanäle
13, 14, 15, wobei sich Zuführungskanal 13 wieder in gleichartige, in Hohlraum 20
mündende Abschnitte-13a, 13b verzweigt. Wie am klarsten aus Figuren 3 und 4 ersichtlich,
dient Hohlraum 20 zur Herstellung des aufnehmenden
Teils des hohlen
Plastikkörpers 2, während Hohlraum 30, der über Abschnitte 14a und 14b und Zuführungskanal
14 Kunststoff zugeführt enthält, zur Herstellung des einzusetzenden Teils dient.
Der von Haupteinlaßöffnung 12 ausgehende Zuführungskanal 15 führt zu einem Satz
gleichartiger Abschnitte 15a und 15b, die über Einlaßöffnung 17 und Verzweigungen
17a und 17b bzw. einer weiteren Einlaßöffnung 18 mit Verzweigungen 18a und 18b usw.
die Einleitung von Kunststoff in Hohlraum 40 ermöglichea Das System dieser Zuführungskanäle
endet in kleinen Auslaßöffnungen 42, die in gleichen Abständen am Außenumfang des
Hohlraums 40 angebracht sind und in der weiter unten eschriebenen Weise wirksam
werden.
-
Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht der beiden Plastikteile
22, 32, die durch eine erste Einspritzung von Kunststoff durch Haupteinlaßöffnung
12 und Zuführungskanäle 13, 14 und 15 erhalten werden. Im ersten Arbeitsgang der
Spritzgußvorrichtung werden die beiden Teile 22 und 32 in den Hohlräumen 20 bzw.
30 erzeugt, während gleichzeitig eine gewisse Kunststoffmenge in den leeren Hohlraum
40 einströmt. Ienn die ersten Teile 22, 32 hergestellt werden, ist die gleichzeitig
im leeren Hohlraum 40 erhaltene Kunststoffmenge zusammen mit dem in den Zuführungskanälen
erstarrten Kunststoffmaterial als Abfall zu verwerfen.
-
Der in Figur 4 dargestellte aufnehmende Teil 22 besteht aus einem
Körper 21 mit einen ringförmigen Vorsprung 23 im Innern. Ein als Vertiefung ausgebildeter
Kanal 25 ist zwischen ringförmigem Vorsprung 23 und dem Bodenabschnitt 24 angebracht
Von Vertiefung 25 gehen in Radialrichtung mehrere Rippen 26 aus, die sich über die
gesamte Länge der Vertiefung 25 erstrekken. Im Bodenabschnitt sind in gleichen Abständen
mehrere radiale Rillen 29 angebracht, die sämtlich in einen senkrechten Schlitz
31 münden, der seinerseits mit Vertiefung 25 in Verbindung
steht.
Vertiefungen 29 und Schlitz 31 entsprechen den kleinen Kanälen 42 in Hohlraum AQ,
wie besonders klar aus Figur 2 ersichtlich. Dieses aus Kanälen und Einlaßöffnungen
bestehende System hat zum Zweck, den Kunststoff in der richtigen-Verteilung dem
Kammerraum 38 zuzuführen, sodaß im Kammerraum keine unausgefüllten Stellen durch
vorzeitiges Auffüllen einer der Einlaßöffnungen verbleiben. Der geschmolzene Kunststoff
muß an jeder Einlaßöffnung der Kammer, in der die beiden Teile miteinander verbunden
werden, zum gleichen Zeitpunkt ankommen.
-
Der in Figur 5 dargestellte, einzusetzende Abschnitt 32 des herzustellenden
Gegenstands wird in Hohlraum 30 durch Einspritzen geschmolzenen Kunststoffs über
Zuführungskanäle 14> 14a und 14b hergestellt. Der einzusetzende Abschnitt besteht
aus einer Seitenwand 27, einer Bodenfläche 37 und einem oberen Abschnitt 41. Eine
um den Umfang der äußeren Seitenwand 27 verlaufende Rille 35 enthält mehrere in
Radialrichtung verlaufende Fortsätze 36.
-
Figur 6 zeigt die beiden im Spritzguß hergestellten Abschnitte 22
und 32 im zusammengesetzten Zustand. Der Außenumfang des einzusetzenden Abschnitts
32 ist etwas größer als der Innendurchmesser des aufnehmenden Abschnitts 22, sodaß
beim Eindrücken des Abschnitts 32 in die Vertiefung des aufnehmenden Abschnitts
22 die Oberfläche 41 des einzusetzenden Abschnitts 32 mit dem ringförmigen Vorsprung
23 am aufnehmenden Abschnitt 22 abschließt. Der Durchmesser des Abschnitts 32 ist
dabei so gewählt, daB einerseits die Teile sich nach dem Zusammendrücken nicht mehr
voneinander lösen, daß aber andererseits flüssiger Kunststoff im Zuführungssystem
fließen kann. Wenn oberer Abschnitt 41 an Vorsprung 23 anliegt, bilden die äußeren
bzw. inneren Flächen der beiden Teile einen flüssigkeitsdichten Abschluß, sodaß
der in Kammerraum 38 eintretende Kunststoff
nicht in den Hohlraum
39 gelangen kann. Wenn Bodenfläche 37 mit Bodenabschnitt 24 bündig abschließt, ist
Vertiefung 25 in dem aufnehmenden Abschnitt 22 auf Rille 35 des einzusetzen~ den
Abschnitts 32 ausgerichtet. Wenn die beiden Teile zusammengesetzt sind, befinden
sich die von Abschnitt 22 ausgehenden Rippen 26 über den Fortsätzen 36 am einzusetzenden
Teil 32 innerhalb des Kammerraums 38. Im zusammengesetzten Zustand stellt die Außenkante
27 des einzusetzenden Abschnitts 32 einen Verschluß für die verschiedenen, in gleichen
Abständen angebrachten Schlitze 31 in der Innenfläche des aufnehmenden Teils 22
dar. Nach dem Zusammensetzen der beiden Teile werden dieselben in den dritten Hohlraum
40 in der in Figur 7 gezeigten Weise eingesetzt.
-
Vertiefung 29 und Rille 31 am aufnehmenden Teil 22 müssen mit den
zugeordneten kleinen Kanälen 42 zur Einführung von Kunststoff in den Hohlraum 40
in ihrer Stellung in der richtigen Weise erscheinen. Die mit dem Zuführungesystem
in Verbindung stehenden kleinen Kanäle 42 dienen zur Einleitung von flüssigem oder
geschmolzenem Kunststoff in dem von Vertiefung 25 und Rille 35 gebildeten Kammerraum
38, wobei der Zufluß vom Haupteinlaßkanal 12 seinen Anfang nimmt und über Zuführungskanäle
18a, 18b, 18c und 18d vor sich geht. Die kleinen Kanäle 42 stehen mit Vertiefung
29 und Schlitz 31 in Verbindung, wobei die dichte Verbindung zwischen Abschnitten
22 und 32 verhindert, daß der flüssige Kunststoff außer in den Kammerraum 38 auch
in den von den beiden Teilen definierten Hohlraum 39 eindringt.
-
Im Betrieb wird flüssiger Kunststoff in Haupteinlaßöffnung 12 der
Preßform 10 eingeleitet. Der Kunststoff verteilt sich in die Zuführungskanäle 13,
14 und 15, wobei die ersteren beiden Zuführungskanäle zur Herstellung der beiden
getrennten Teile 22 und 32 dienen, während über Zuführungskanal 15 flüssiger
Kunststoff
in den zunächst leeren, zugänglichen lein des Hohlraums 40 eingeleitet wird. Nach
Öffnen der Preßform werden die beiden Teile 22 und 32 herausgenommen und das in
den Zuführungskanälen erstarrte, an den Teilen 22 und 32 anhängende Material wird
entfernt. Das in Hohlraum 40 verbliebene Material wird als Abfall behandelt. Die
beiden Abschnitte 22 und 32 werden dann ineinander gedrückt, sodaß der obere Abschnitt
41 mit dem ringförmigen Vorsprung 23 einen flüssigkeitsdichten Abschluß herstellt
und kein flüssiger Kunststoff in den von den beiden Teilen definierten Hohlraum
39 durchtreten kann.
-
Die beiden zusammengesetzten Teile werden dann in Hohlraum 40 so eingesetzt,
daß die Vertiefungen 29 im Bodenabschnitt 24 des Teils 22 auf die kleinen Kanäle
42 ausgerichtet sind. Die Spritzgußform wird dann wieder zusammengesetzt und flüssiger
Kunststoff durch Zuführungskanal 12 in die drei Hohlräume 20, 30, und 40 eingespritzt.
Die beiden ineinandergesetzten Teile werden durch die Einleitung flüssigen Kunststoffs
durch die kleinen Kanäle 42 in Vertiefung 29, Schlitz 31 und den von Vertiefung
25 und Rille 35 gebildeten Kammerraum 38 miteinander innig verbunden. Gleichzeitig
werden dabei die Hohlräume 20 und 30 mit flüssigem Kunststoff gefüllt, die zwei
in nächsten Arbeitsgang miteinander zu verbindende Teile 22, 32 ergeben.
-
Nach dem Öffnen der Preßform wird der hohle Gegenstand 2 (Figur 1)
mit den beiden gleichzeitig hergestellten Teilen 22 und 32 entnommen, wobei letztere
Teile anschließend ineinandergesetzt werden, um den gesamten Herstellungsvorgang
im nächsten Arbeitsvorgang zu wiederholen.
-
Figur 8 zeigt einen teilweisen Querschnitt des in die Hälfte 11 der
Preßform 10 eingesetzten hohlen Plastikkörpers 2. Die Hohlraum 40 bildende Hälfte
11 ist über Bodenteil 9 der Spritzgußform 10 angebracht. Die Figur zeigt einen Teil
der ineinandergesetzten Teile 22, 32 und die Zuführung von flüssigem
Kunststoff
über Zuführungskanal 17 und die kleinen Kanäle 42 in Kammerraum 38. Die beiden Teile
22, 32 liegen am ringförmigen Vorsprung 23 aneinander an, wodurch der Durchtritt
von geschmolzenem Kunststoff in Hohlraum 39 verhindert wird. Die in Radialrichtung
sich erstreckenden Fortsätze 26 und 36 werden mindestens teilweise vom heiß eingespritzten
Kunststoff geschmolzen und verstärken damit die Verbindung zwischen den beiden Teilen.
Die vom flüssigen Kunststoff abgegebene Wärme reicht zum Schmelzen der dünnen Rippen
26 bzw.
-
der Fortsätze 36 aus, sodaß sich eine monolithische Verbindung ergibt.
-
Zur Vereinfachung der Darstellung sind die beiden Teile 22 und 32
in Figur 7 weggelassen, sodaß die Figur im wesentlichen die beiden über den kleinen
Kanälen 42 angebrachten, ineinandergesetzten Teile im Hohlraum 40 zeigt.
-
Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens mit in der gleichen
Preßform vorgesehenen Hohlräumen zur Herstellung zweier Teile und zur Verbindung
derselben läßt sich der zweite Arbeitsgang, d.h. das Zusammenfügen vom im ersten
Arbeitsgang hergestellten Teilen offenbar nicht zu Beginn des Betriebs durchführen.
Der Betrieb kann in verschiedener Weise begonnen werden, zum Beispiel indem mehrere
Sätze von Teilen im Spritzgußverfahren hergestellt werden und in den zur Verbindung
vorgesehenen Hohlraum eingesetzt werden, bis nach einigen Einspritzvorgängen einwandfreie
Teile erhalten werden, die zu einem ersten fertigen Endprodukt durch Kunststoffeinspritzung
zusammengefügt werden können, Es ist jedoch zweckmäßiger ein entsprechend geformtes
Kunststoffstück in die Zuleitung zum Hohlraum 40 einzusetzen und den Zufluß von
geschmolzenem Kunststoff in diesen Hohlraum bei der erstmaligen Herstellung von
Teilen 22 und 32 zu blockieren. Nach der ersten Einspritzung wird die Preßform
geöffnet
und die beiden Preßteile werden nach Entfernung des blockierenden Stöpsels in Hohlraum
40 eingesetzt, wo sie im nächsten Arbeitsgang unter gleichzeitiger Herstellung zweier
neuer Teile 2, 32 miteinander durch Kunststoffeinspritzung zum Endprodukt verbunden
werden.
-
Das sich ergebende Endprodukt muß nicht notwendigerweise ein hohler
Gegenstand sein, d.h. obwohl sich die obige Beschreibung auf einen hohlen Gegenstand
bezieht, können auch andere Kunststoffartikel hergestellt werden, die zweckmäßigerweise
aus zwei oder mehr Teilen zusammengefügt werden. So kann es sich als notwendig erweisen
verschiedene Teile des herzustellenden Plastikgegenstands aus Polymermaterial mit
verschiedenen Farben anzufertigen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch
bei Gegenständen anwenden, in denen verschiedenfarbige Teile ineinander eingesetzt
und miteinander verbunden werden sollen.
-
Bei dem in Kanal 25 eingespritzten Bindemittel braucht es sich nicht
notwendigerweise um das Polymer oder Plastikmaterial zu handeln, aus dem die zu
verbindenden Teile hergestellt sind. Das Bindemittel hat jedoch die Rippen 26 und
die Fortsätze 36 zu schmelzen und eine innige Verbindung mit den Teilen nach Abkühlung
der Gesamtmenge zu ergeben.
-
Das Erfindungsprinzip wurde anhand eines aus zwei Hälften bestehenden,
einen einzigen Hohlraum definierenden Gegenstands beschrieben, doch kann die Erfindung
auch zur Verbindung mehrerer Einzelteile zu einem einzigen Endgegenstand vorteilhaft
verwendet werden. Der gesamte Herstellungsvorgang braucht nicht notwendigerweise
in einer einzigen Spritzgußmaschine durchgeführt zu werden, d.h. es kann unter bestimmten
Bedingingen zweckmäßig sein die einzelnen Teile in mehreren Spritzgußformen herzustellen,
sie in eine andere Spritzgußvorrichtung einzusetzen und in derselben zum Endprodukt
zu verbinden. Es
ist jedoch ein wesentliches Kennzeichen der vorliegenden
Brfin dung, daß der gesamte Herstellungsprozeß in zwei Arbeitsgängen durchgeführt
wird, wobei durch Einspritzung von Kunststoff aus einer einzigen Einspritzmaschine
im gleichen Einspritzvorgang in einer Form eingesetzte Teile zum Endprodukt zusammengefügt
und andere Ausgangsteile in anderen Preßformen hergestellt werden.
-
Eine sicher eingreifende Passung zwischen dem Bodenabschnitt 24 und
dem aufnehmenden Abschnitt 22 ist ein anderes wesentliches Kennzeichen der vorliegenden
Erfindung. In der vorzugsweisen Ausführungsform wird die Passung durch Abschrägung
der Außenwandung 51 des aufnehmenden Teils 22 und der Wandung 52 des einzusetzenden
Teils 24 geschaffen (Figur 8). Zudem ist ein Vorsprung 53 am Teil 22 vorgesehen,
an dem ein entsprechender, am Bodenabschnitt 24 angebrachter Ansatz anliegt. Der
Innendurchmesser der Wandung 51 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Wandung
52. Beim Schließen der Preßform wird deshalb Ansatz 54 gegen Vorsprung 53 gedrückt
und Wandung 51 liegt dann in der in Figur 8 dargestellten Weise an Wandung 52 am
flachen Bodenabschnitt 55 an. Abgesehen von den vier Vertiefungen 29 besteht ein
guter-Kontakt zwischen Wandungen 51 und 52 außerhalb des flachen Bodenabschnitts
55. In einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist Wandung 52 etwas länger
als die Innenseite der Wandung 51 zwischen Vorsprung 53 und dem anderen Ende der
Wandung 51. Beim Schließen der Form vor dem endgültigen Verbinden der beiden Teile
wird Wandung 52 dann leicht zusammengepreßt und die Verbindung zwischen Vorsprung
53 und Ansatz 54 verbessert.
-
Zwar können verschiedene Polymermaterialien und Kunststoffe in den
einzelnen Arbeitsgängen verwendet werden und das die Verbindung herstellende Material
braucht nicht mit den anderen Kunststoffen identisch zu sein, doch ergeben sich
besondere
Vorteile bei Verwendung eines einzigen Polymermaterials
oder Kunststoffs zur Herstellung der Teile und deren endgültigem Zusammenfügen.
-
Die in Vertiefung 25 angebrachten Rippen 26 können verschiedene Formen
haben, doch dürfen sie dem heißen geschmolzenen Bindemittel nur eine dünne, leicht
schmelzbare Fläche entgegenstellen. Sie in Figur 9 dargestellt, können die Vorsprünge
die Form von Prismen 61 mit dreieckigem Querschnitt haben. Daneben ist die in Figur
10 dargestellte Rippenform 71 mit rechteckigem Querschnitt zweckmäßig, wobei die
scharfen Kanten 72 ebenso leicht schmelzen, wie die dreieckigen Rippen 61. Im Rahmen
der Erfindung sind keine besonderen Einschränkungen für die Vorsprünge vorzusehen,
da dieselben nur hinreichend dünn sein müssen, um mindestens teilweise vom heißen,
geschmolzenen Bindemittel aufgelöst zu werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für verschiedene Plastikmaterialien
und ist besonders geeignet für thermoplastische Materialien der gewöhnlich zum Spritzguß
verwendeten Typen. Es handelt sich dabei beispielsweise um Polyvinylchlorid, Polystyrol,
Akrylnitril-Butadien-Styrol-Kopolymere, Polyäthylen, Nylon, Polysulfon-Polymere
und dergleichen mit und ohne Verstärkungsfasern.