DE2523688C2 - Spritzgießverfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Erzeugnisses und Spritzgießform zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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)

1. 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. 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. 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. 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. 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