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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fertigen
eines zwei- oder mehrkomponentigen Kunststoff-Formteils durch Spritzgießen. Ferner
umfasst die Erfindung ein zwei- oder mehrkomponentiges Kunststoff-Formteil
mit umspritztem Tauchkantenspaltgrat.
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Zur
Herstellung von Kunststoff-Formteilen werden Spritzgussverfahren,
insbesondere Spritzprägeverfahren,
eingesetzt. Dabei wird die das Formteil bildende Kunststoffmasse
in eine zwischen zwei Formplatten ausgebildete Kavität eingespritzt
und verfestigt sich dort. Nach der Verfestigung des Kunststoff-Formteils
werden die Formplatten getrennt und das Formteil entnommen.
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Bei
einer solchen Herstellung von Kunststoff-Formteilen entsteht im
sogenannten Tauchkantenspalt, d. h. dem Spalt zwischen dem ersten
Formteil und dem zweiten Formteil, ein Grat. Dieser sogenannte Tauchkantenspaltgrat
(der von der im Angussbereich entstehenden Angussrippe zu unterscheiden
ist) ist störend
und muss in den meisten Fällen
durch Nacharbeit entfernt werden. Insbesondere ist eine Gratentfernung
erforderlich, wenn das Formteil in späteren Prozessschritten beschichtet oder
lackiert wird, da ein stehen gebliebener Tauchkantenspaltgrat Beschichtungs-
bzw. Lackierprozesse stark behindert.
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Ein
Ansatz zur Vermeidung solcher Schwierigkeiten besteht darin, bereits
das Entstehen eines Tauchkantenspaltgrats nach Möglichkeit zu vermeiden. Dies
setzt voraus, einen Tauchkantenspalt mit einem extrem geringen Spaltmaß in der
Größenordnung
von nur wenigen hundertstel Millimetern zu verwenden.
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Dabei
können
mehrere Schwierigkeiten auftreten: Erstens führt ein derart geringes Spaltmaß zu einem
erhöhten
Werkzeugverschleiß im
Bereich des Tauchkantenspalts. Dies bewirkt, dass das Spaltmaß sich mit
der Zeit wieder vergrößert und
somit das Entstehen eines Tauchkantenspaltgrats nicht mehr zuverlässig verhindert
wird. Zweitens beeinträchtigt
das Erfordernis eines geringen Spaltmaßes die Prozesssicherheit und
Reproduzierbarkeit des Herstellungsablaufs. Dies gilt insbesondere
für Spritzprägeprozesse,
bei welchen während
und/oder nach der Befüllung
der zwischen den beiden Formplatten gebildeten Kavität noch eine
Werkzeugbewegung (Nachdruckphase) ausgeführt wird. Drittens erhöht sich
bei engen Spaltmaßen
die Gefahr, dass ein in dem Tauchkantenspalt entstehender Grat beim Öffnen der Formplatten
von dem verfestigten Formteil abgerissen wird und bei der Herstellung
des nächsten
Formteils dieses in qualitätsmindernder
Weise verunreinigt.
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Anders
als Angussrippen, deren Lagen durch eine geeignete Auslegung und
Anordnung der Anspritzpunkte in vielen Fällen geeignet gewählt werden
können,
entsteht der Tauchkantenspaltgrat stets am seitlich außen liegenden
Rand des Formteils, da dort die beiden Formplatten aufeinander treffen
und die Kavität
begrenzen.
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Mehrkomponentige
Kunststoff-Formteile können
durch Anspritzen einer zweiten Kunststoffkomponente an die bereits
gefertigte erste Kunststoffkomponente hergestellt werden. Dabei
wird eine sogenannte Anspritz-Formplatte mit einer vertieften Zone
und einer in die vertiefte Zone mündenden Kunststoffzuführung für Kunststoff
der zweiten Komponente verwendet, wobei zwischen der ersten Komponente
und der vertieften Zone eine Anspritz-Kavität ausgebildet wird, in welcher
die zweite Komponente direkt an die erste Komponente angespritzt wird.
Formgebung und Lage der zweiten Komponente relativ zur ersten Komponente
sind in der Regel durch das herzustellende Produkt vorgegeben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Fertigen
eines zwei- oder mehrkomponentigen Kunststoff-Formteils zu schaffen, welche die in
Folge des Auftretens eines Tauchkantenspaltgrats entstehenden Schwierigkeiten
reduziert. Ferner zielt die Erfindung darauf ab, ein Verfahren zum
Fertigen eines solchen zwei- oder mehrkomponentigen Kunststoff-Formteils
anzugeben, bei welchem die im Zusammenhang mit der Tauchkantenspaltgrat-Entstehung
genannten Schwierigkeiten umgangen werden. Schließlich zielt
die Erfindung darauf ab, ein zwei- oder mehrkomponentiges Kunststoff-Formteil zu schaffen,
das auf einfache Art und Weise herstellbar ist.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die
Merkmale der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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Der
zentrale Gedanke der Erfindung besteht darin, das Auftreten eines
Tauchkantenspaltgrats an der ersten Komponente gezielt zuzulassen,
den Tauchkantenspaltgrat anschließend aber mit der zweiten Komponente
zu umspritzen oder zu hinterspritzen. Dadurch wird der Tauchkantenspaltgrat
in die zweite Komponente eingebettet und tritt bei nachfolgenden
Prozessierungsschritten (z. B. Lackieren, Beschichten) nicht mehr
störend
in Erscheinung.
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Sofern
keine randseitige Umspritzung der ersten Komponente vorgesehen ist,
muss dafür
gesorgt werden, dass der Tauchkantenspaltgrat an einer Stelle entsteht,
an welcher die zweite Komponente angespritzt wird. In diesem Fall
wird das Werkzeug so ausgelegt, dass der Tauchkantenspalt unter
einem Abstand zum seitlich außen
liegenden Rand des Formteils angeordnet ist, und zwar derart, dass
der in dem Tauchkantenspalt entstehende Tauchkantenspaltgrat einer
vertieften Zone einer Anspritz-Formplatte zum Anspritzen der zweiten
Komponente an die erste Komponente gegenüber liegt.
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Eine
besonders bevorzugte Ausgestaltung der ersten Formplatte kennzeichnet
sich dadurch, dass diese mit einem Tauchkantenschieber ausgerüstet ist,
welcher im wesentlichen parallel zur Formplatten-Ebene verschieblich
ist, wobei eine Stirnfläche
des Tauchkantenschiebers die Tauchkante begrenzt, wenn sich der
Tauchkantenschieber in einer beim Spritzgießen der ersten Komponente eingenommenen
Endlage befindet. Durch eine geeignete Dimensionierung des mit dem
Tauchkantenschieber zusammenwirkenden Formkerns der zweiten Formplatte
(Formkernplatte) kann der Tauchkantenspalt an unterschiedlichen
Stellen im Werkzeug realisiert werden.
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Ein
besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass der Tauchkantenschieber
an seiner Stirnseite eine sich zur ersten Formplatte hin öffnende
Ausnehmung aufweist, derart, dass der Tauchkantenspaltgrat an einem
in der Ausnehmung gebildeten Fortsatz der ersten Komponente – vorzugsweise
an einem Rand des Fortsatzes – angeordnet
ist. In diesem Fall kann die in der Anspritz-Formplatte ausgebildete
vertiefte Zone einen Dichtflächenabschnitt
aufweisen, welcher beim Anspritzen der zweiten Komponente an die erste
Komponente die vertiefte Zone gegenüber der ersten Komponente abdichtet.
Ein Abdichten der vertieften Zone gegenüber der ersten Komponente ist vorteilhaft,
da auf diese Weise im Dichtbereich praktisch kein Werkzeugverschleiß auftritt.
Die Abdichtung kann entweder zwischen dem Dichtflächenabschnitt
und dem Fortsatz oder zwischen dem Dichtflächenabschnitt und dem daran
anliegenden Tauchkantenspaltgrat erfolgen. Im ersten Fall muss der Dichtflächenabschnitt
komplementär
zur Außenkontur
des Fortsatzes geformt sein.
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Sofern
der Tauchkantenspaltgrat so lang ist, dass er über die Kontur des zwei- oder
mehrkomponentigen Formteils überstehen
würde,
kennzeichnet sich eine vorteilhafte Maßnahme dadurch, dass die in der
Anspritz-Formplatte ausgebildete vertiefte Zone einen Schräg- oder
Krümmungsflächenbereich
aufweist, an welchem der Tauchkantenspaltgrat beim Annähern der
Anspritz-Formplatte
an die erste Komponente abgelenkt bzw. umgelegt wird. Dadurch wird eine
saubere Hinterspritzung des Tauchkantenspaltgrats gewährleistet.
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Eine
besonders zweckmäßige Verfahrensausgestaltung
kennzeichnet sich dadurch, dass vor dem Spritzgießen der
ersten Komponente ein vorzugsweise im wesentlichen parallel zur
Formplattenebene der ersten Formplatte verschieblich an dieser angebrachter
Tauchkantenschieber in eine Endlage verschoben wird, in welcher
eine Stirnfläche
des Tauchkantenschiebers die Tauchkante begrenzt, und dass nach
dem Spritzgießen
der ersten Komponente der Tauchkantenschieber aus seiner Endlage
zurückgezogen
und die zweite Formplatte entfernt wird, so dass der Tauchkantenspaltgrat
frei kommt. In diesem Fall wird die Anspritz-Formplatte zum Anspritzen
der zweiten Komponente an die erste Komponente an den durch das
Zurückziehen
des Tauchkantenschiebers und das Entfernen der zweiten Formplatte
frei gewordenen Abschnitt der ersten Komponente angesetzt.
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Ein
erfindungsgemäßes zwei-
oder mehrkomponentiges Kunststoff-Formteil umfasst eine erste Komponente,
von welcher ein Tauchkantenspaltgrat wegsteht und von der zweiten
Komponente umspritzt oder hinterspritzt ist. Es entfällt somit
die Entfernung des Tauchkantenspaltgrats.
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Mit
besonderem Vorteil wird die Erfindung bei der Herstellung von optischen
Formteilen, beispielsweise bei der Herstellung von transparenten Kfz-Kunststoff-Verscheibungen,
eingesetzt. Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung des zwei- oder mehrkomponentigen Kunststoff-Formteils ist
die erste Komponente des Kunststoff-Formteils also ein transparentes
Formteil, insbesondere eine Kfz-Verscheibung. Die zweite Komponente
des Kunststoff-Formteils ist in diesem Fall vorzugsweise ein die
erste Komponente umlaufender Randstreifen, der vielfach auch als
Schwarzrand bezeichnet wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnungen näher
erläutert;
in diesen zeigt:
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1 ein
zweikomponentiges Kunststoff-Formteil in Form einer Verscheibung
mit Schwarzrand für
ein Kraftfahrzeugfenster in Draufsicht;
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2 eine
Teilschnittansicht des in 1 dargestellten
Kunststoff-Formteils entlang der Schnittlinie X-X in 1;
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3 eine
Schnittdarstellung eines Werkzeugs zum Fertigen der ersten Komponente
des Kunststoff-Formteils;
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4 eine
Schnittdarstellung eines Werkzeugs zum Anspritzen der zweiten Komponente
an die bereits gefertigte erste Komponente;
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5 eine
Teilschnittdarstellung des in 3 gezeigten
Werkzeugs in der Umgebung des Tauchkantenspalts gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel;
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6 eine
Teilschnittdarstellung der ersten Komponente gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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7 eine
Teilschnittdarstellung des in 4 gezeigten
Werkzeugs im Bereich der vertieften Anspritz-Zone bei noch nicht
geschlossenem Werkzeug gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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8 eine
Teilschnittdarstellung des in 4 gezeigten
Werkzeugs im Bereich der vertieften Anspritz-Zone bei geschlossenem
Werkzeug gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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9 eine
der 7 entsprechende Teilschnittdarstellung des in 4 gezeigten
Werkzeugs gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel;
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10 eine
der 8 entsprechende Teilschnittdarstellung des in 4 gezeigten
Werkzeugs gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel;
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11 eine
Variante des ersten Ausführungsbeispiels
gemäß 5 in
vereinfachter Darstellung;
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12 eine
Schnittdarstellung des mit dem in 11 dargestellten
Werkzeug gefertigten Formteils; und
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13 eine schematische Darstellung eines Spritzgießwerkzeugs
zum Fertigen eines zweikomponentigen Kunststoff-Formteils in einer Spritzgießmaschine.
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1 zeigt
in beispielhafter Weise ein zweikomponentiges Kunststoff-Formteil,
welches gemäß der vorliegenden
Erfindung gefertigt wurde. Die erste Komponente 1 des Formteils
ist eine transparente Kunststoffverscheibung 1 mit im wesentlichen
rechteckiger Kontur. Die zweite Komponente 2 wird als Schwarzrand
bezeichnet, welcher die transparente Kunststoffverscheibung 1 in
Art eines geschlossenen Rahmens umläuft. Wie in 2 erkennbar,
wird der Schwarzrand 2 durch Anspritzen einer gefärbten (gegebenenfalls
aber dennoch transparenten) Kunststoffmasse an die bereits fertiggestellte
transparente Verscheibung 1 realisiert. Der Rand der beiden
Komponenten 1, 2 ist beispielsweise bündig, d.h.
die zweite Komponente 2 umfasst den Rand der ersten Komponente 1 nicht.
Ein von der transparenten Verscheibung 1 (erste Komponente)
im wesentlichen senkrecht wegstehender Tauchkantenspaltgrat 3, dessen
Entstehung später
noch näher
erläutert
wird, ist vollständig
in der zweiten Komponente 2 aufgenommen.
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Die
Dicke der transparenten Verscheibung 1 kann beispielsweise
4 mm betragen. Die Seitenlängen
der transparenten Verscheibung 1 bewegen sich in den üblichen
Dimensionen für
Kfz-Fenster bzw. Schiebedächer, d.h.
sind in der Regel um mehr als den Faktor 50 größer als die Dicke der Verscheibung 1.
Die Dicke des Schwarzrands 2 kann unterschiedlich dimensioniert
sein, je nachdem, ob der Schwarzrand 2 lediglich optische
oder auch mechanische Funktionen, wie beispielsweise die Ausbildung
eines Versteifungsrahmens mit integral angebrachten Befestigungselementen
(nicht dargestellt), zu erfüllen hat.
Die Dicke des Schwarzrands 2 kann beispielsweise zwischen
1 und 5 mm betragen.
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3 zeigt
ein Werkzeug zur Herstellung der ersten Komponente 1 des
mehrkomponentigen Kunststoff-Formteils 1, 2. Das
Werkzeug weist eine erste Formplatte 10 und eine zweite
Formplatte 20 auf. Die erste Formplatte 10 ist
als Matrizenplatte ausgeführt,
d.h. sie weist an ihrer der zweiten Formplatte 20 zugewandten
Plattenseite eine Aussparung 11 auf. Ferner ist die erste
Formplatte 10 mit Tauchkantenschiebern 13 ausgerüstet, die
im oberen Bereich der Aussparung 11 liegende Teilrandflächen der Aussparung 11 definieren
und längs
der Plattenebene in Nuten 14 verschieblich an der ersten
Formplatte 10 geführt
sind. In ihrer Endlage stehen die Tauchkantenschieber 13 wie
in 3 gezeigt seitlich in die Aussparung 11 vor.
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Die
zweite Formplatte 20 weist an ihrer der ersten Formplatte 10 zugewandten
Seite einen vorstehenden Abschnitt auf, der als Formkern 21 bezeichnet
wird. Die zweite Formplatte 20 wird daher auch als Formkernplatte 20 bezeichnet.
Die Formgebung des Formkerns 21 ist an die durch die Lage
der Tauchkantenschieber 13 definierte Draufsicht-Kontur der
Aussparung 11 angepasst.
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Es
ist auch möglich,
die erste Formplatte 10 als Formkernplatte und die zweite
Formplatte 20 als Matrizenplatte auszuführen.
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In
der zweiten Formplatte 20 ist eine Kunststoff-Zuführungseinheit 22 vorgesehen.
Die Kunststoff-Zuführungseinheit 22 ist
beispielsweise in Form eines Heißkanals realisiert, welcher
beispielsweise in einen Randbereich des vorspringenden Formkerns 21 mündet.
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Zur
Herstellung der ersten Komponente 1 wird das Werkzeug 10, 20 zwischen
den Aufspannplatten (nicht dargestellt) einer Spritzgießmaschine betrieben.
Durch ein Aufeinander-zu-Bewegen
der Aufspannplatten kann das Werkzeug 10, 20 geschlossen
werden.
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Die
Funktionsweise des in 3 dargestellten Werkzeugs 10, 20 zur
Herstellung der ersten Komponente (Kunststoffverscheibung) 1 ist
wie folgt:
Zunächst
wird das Werkzeug 10, 20 geschlossen, d.h. die
beiden Formplatten 10 und 20 werden in Anlage
zueinander gebracht. Beim Schließen des Werkzeugs 10, 20 taucht
der Formkern 21 in die Aussparung 11 ein. Im geschlossenen
Zustand des Werkzeugs 10, 20 liegen Anlageflächen 12 der
Matrizenplatte 10 an Anlageflächen 23 der Formkernplatte 20 an.
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Im
geschlossenen Zustand ist der Formkern 21 vollständig in
die Aussparung 11 eingetaucht. Die Aussparung 11 und
der Formkern 21 begrenzen eine Kavität, deren Form der Formgebung
der herzustellenden ersten Komponente 1 entspricht. Der Dichtspalt
zwischen dem Formkern 21 und der Aussparung 11 verläuft zwischen
den Stirnflächen
der Tauchkantenschieber 13 und den Randflächen des Formkerns 21 und
wird als Tauchkantenspalt bezeichnet. Das Werkzeug 10, 20 wird
nun mittels der Spritzgießmaschine
mit einer hohen Zuhaltekraft (z.B. 1500 t) beaufschlagt, die gewährleistet,
dass das Werkzeug beim folgenden Einspritzschritt geschlossen bleibt.
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Anschließend wird über die
Kunststoff-Zuführungseinheit 22 die
(hier transparente) Kunststoffmasse für die erste Komponente 1 in
die Kavität
eingespritzt. Das Einspritzen erfolgt mit hohem Druck, damit die
langen Fließwege
bewältigt
werden können,
d.h. die Kunststoffmasse sich überall
in der Kavität
verteilt und diese vollständig
füllen
kann.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass es auch möglich ist, den Einspritzvorgang
bei noch nicht vollständig
geschlossenem Werkzeug 10, 20 einzuleiten und
gegebenenfalls auch abzuschließen,
und erst während
und/oder nach Beendigung des Einspritzvorgangs das Werkzeug 10, 20 durch
eine Formplattenbewegung vollständig
zu schließen.
Spritzgießverfahren,
bei welchen bei teilweise oder vollständig gefüllter Kavität noch eine Plattenbewegung
durchgeführt
wird, werden als Spritzprägeverfahren
bezeichnet. Es ist vorteilhaft, die erste Komponente 1 mittels
eines Spritzprägeverfahrens
herzustellen, da dieses Verfahren aufgrund der vergrößerten Kavität während des
Einspritzvorgangs und der Nachdruckphase die Herstellung einer besonders
spannungsarmen ersten Komponente 1 des mehrkomponentigen Kunststoff-Formteils 1, 2 ermöglicht.
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Das
Spaltmaß des
Tauchkantenspaltes kann durch Justierung der Endlage der Tauchkantenschieber 13 in
definierter Weise verändert
werden. Es ist erfindungsgemäß in vielen
Fällen
vorteilhaft, mit einem relativ großen Spaltmaß (gegebenenfalls mehrere 1/10
Millimeter) zu arbeiten, damit der Werkzeugverschleiß – insbesondere
auch bei Ausführung eines
Prägeverfahrens – gering
gehalten wird. Wie später
noch näher
erläutert
wird, kann die gezielte Graterzeugung auch unter prozesstechnischen
Gesichtspunkten vorteilhaft sein. Man spricht in diesem Fall auch
von einer gezielten Überspritzung.
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Nach
dem Einspritzen der Kunststoffmasse und der Verfestigung derselben
wird das Werkzeug 10, 20 geöffnet. Anschließend wird
die erste Komponente 1 entweder aus der Matrizenplatte 10 entnommen
und in eine separate Halterung (nicht dargestellt) überführt oder
in der Aussparung 11 der Matrizenplatte 10 belassen.
Für den
zweiten Fall (die erste Komponente 1 verbleibt in der Aussparung 11 der Matrizenplatte 10)
ist in 4 ein Werkzeug zum Anspritzen der zweiten Komponente 2 an
die erste Komponente 1 gezeigt.
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Wie
in 4 erkennbar, befindet sich die bereits hergestellte
erste Komponente 1 an ihrem Herstellungsort in der Aussparung 11 der
Matrizenplatte 10. Die Formkernplatte 20 wird
nun gegen eine Formplatte 120 ausgetauscht, die im folgenden
auch als Anspritz-Formplatte 120 bezeichnet wird. Die Vorderfläche 121 der
Anspritz-Formplatte 120 weist eine vertiefte Zone 124 auf,
die im vorliegenden Beispiel einen umlaufenden Vertiefungsrahmen
bildet, der dem Verlauf des anzuspritzenden Schwarzrandes 2 (zweite
Komponente) entspricht. In der Anspritz-Formplatte 120 ist
eine Anspritz-Kunststoff-Zuführungseinheit 122 in
Form eines Heißkanals
vorgesehen. Der Heißkanal
mündet
in die vertiefte Zone 124.
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Zum
Anspritzen der zweiten Komponente 2 (Schwarzrand) an die
erste Komponente 1 (transparente Kunststoffverscheibung)
werden die Formplatten 10, 120 geschlossen, wobei
gegebenenfalls die Anschlagflächen 12 mit
Anschlagflächen 123 der
Anspritz-Formplatte
in Anlage gelangen können.
Das Schließen
des Werkzeugs 10, 120 kann wiederum mittels der
Spritzgießmaschine
erfolgen. Bei geschlossenem Werkzeug 10, 120 ist
zwischen der Oberfläche
der ersten Komponente 1 und der vertieften Zone 124 der
Vorderfläche 121 eine
Anspritz-Kavität
ausgebildet, in welche über
die Anspritz-Kunststoff-Zuführungseinheit 122 Kunststoffmaterial
(im vorliegenden Beispiel schwarz gefärbte Kunststoffmasse) eingespritzt
wird. Beim Einspritzen der schwarzen Kunststoffmasse kommt es im
Kontaktbereich zwischen der Oberfläche der verfestigten ersten
Komponente 1 und der eingespritzten heißen Kunststoffmasse zu einem
Aufschmelzen der ersten Komponente 1 in Oberflächennähe, so dass
eine untrennbare Verbindung zwischen der ersten Komponente 1 und
der zweiten Komponente 2 realisiert wird.
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Die 5 bis 8 zeigen
ein erstes Ausführunsbeispiel
der Erfindung in größerem Detail.
In 5 ist die erste Formplatte 10 mit dem
verschieblichen Tauchkantenschieber 13 dargestellt. Der Tauchkantenspalt 15 tritt
zwischen der Stirnfläche des
Tauchkantenschiebers 13 und der seitlichen Randfläche des
Formkerns 21 auf. In 5 ist der Tauchkantenschieber 13 in
seiner Endlage bei geschlossenen Formplatten 10, 20 dargestellt.
Das Spaltmaß des
Tauchkantenspaltes 15 kann durch Einstellen der Endlage
nach Wunsch variiert werden. Die Stirnfläche des Tauchkantenschiebers 13 ist
unter einem Abstand A zur äußeren Konturlinie
der Vertiefung 11 angeordnet. Der Abstand A kann durch eine
entsprechende konstruktive Dimensionierung des Formkerns 21 nach
Wunsch vorgegeben werden und beispielsweise einige Millimeter und
mehr betragen.
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Wie
aus den 5 und 6 ersichtlich, wird
die erste Komponente 1.1 hier mit einem integralen, abgerundeten
randseitigen Fortsatz 1.2 gefertigt. Der randseitige Fortsatz 1.2 ergibt
sich durch eine entsprechend abgerundete Formgebung des Vertiefungsrandes 16 und
durch eine sich zur ersten Formplatte 10 hin öffnende
Rundausnehmung 17 an der Stirnfläche des Tauchkantenschiebers 13.
Der Tauchkantenspaltgrat 3 verläuft im Wesentlichen senkrecht
zur Erstreckung der ersten Komponente 1.1 und ist in dem
hier dargestellten Beispiel in Form einer Verlängerung des innenseitigen Rands
des Fortsatzes 1.2 ausgebildet.
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Nach
der Herstellung der ersten Komponente 1.1 werden die beiden
Formplatten 10, 20 geöffnet und der Tauchkantenschieber 13 in
Richtung des Pfeils P zurückgezogen,
siehe 7. Die erste Komponente 1.1 kann in der
Matritzenformplatte 10 verbleiben. Nun wird die Anspritz-Formplatte 120 mit
der vertieften Zone 124 an die erste Formplatte 10 angenähert, wie
dies in 7 dargestellt ist. Die vertiefte Zone 124 wird
zur Werkzeuginnenseite hin von einem Dichtsteg 125 begrenzt.
Dieser weist eine ebene Dichtfläche 126 auf,
welche bei geschlossenem Werkzeug an der ersten Komponente 1.1 anliegt
und die vertiefte Zone 124 abdichtet. Auf der gegenüberliegenden
Seite geht die vertiefte Zone 124 über einen Rund- oder Schrägflächenbereich 127 in
einen vorspringenden Abschnitt 128 über. Die Abdichtung der vertieften
Zone 124 kann entweder über
eine stirnseitige Dichtfläche 129 des
vorspringenden Abschnitts 128 erfolgen, welche mit einer
Gegenfläche an
der ersten Formplatte 10 zusammenwirkt. Vorzugsweise erfolgt
die Abdichtung der vertieften Zone 124 jedoch auch hier
gegenüber
der ersten Komponente. Eine Möglichkeit
besteht darin, die Abdichtung an der Rund- bzw. Schrägfläche 127 gegenüber dem Fortsatz 1.2 der
ersten Komponente 1.1 vorzunehmen. In diesem Fall muss
die Rund- bzw. Schrägfläche 127 komplementär zur Außenkontur
des Fortsatzes 1.2 gestaltet sein. Ferner besteht die Möglichkeit, die
Abdichtung zwischen der Rund- bzw. Schrägfläche 127 und dem Tauchkantenspaltgrat 3 vorzunehmen.
Der Tauchkantenspaltgrat 3 wirkt in diesem Fall als elastische
Dichtlippe, die von der einströmenden Kunststoffmasse
der zweiten Komponente 2 gegen den Rund- bzw. Schrägfläche 127 gepresst
wird und gegenüber
dieser abdichtet. Diese Möglichkeit
ist besonders dann interessant, wenn aufgrund des Schwunds der ersten
Komponente 1.1, 1.2 keine einwandfreie Abdichtung
zwischen der Außenkontur des
Fortsatzes 1.2 und dem Rund- bzw. Schrägflächenbereich 127 erreichbar
ist oder zustande kommt.
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In
den beiden zuletzt erläuterten
Fällen
(Abdichtung gegenüber
der Außenkontur
des Fortsatzes 1.2 oder dem Tauchkantenspaltgrat 3)
ist der vorspringende Abschnitt 128 kürzer gestaltet, so dass seine
Stirnfläche 129' im geschlossenen
Zustand des Werkzeugs nicht oder nur unter geringem Anpress druck
mit der Gegenfläche
an der ersten Formplatte 10 in Anlage kommt.
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Der
Schräg-
oder Rundflächenbereich 127 hat
weiterhin die Funktion, den Tauchkantenspaltgrat 3 umzulegen,
so dass dieser in die zweite Komponente 2 aufgenommen und
hinterspritzt wird. Das fertige zweikomponentige Kunststoff-Formteil 1.2 weist im
Bereich des umgelegten Tauchkantenspaltgrats 3 eine vollständig glattflächige und
gratfreie Kontur auf, ohne dass hierfür ein gesonderter Arbeitsschritt
benötigt
wird.
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Die 9 und 10 zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Gleiche oder ähnliche
Teile wie in früheren
Figuren sind wiederum mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Der wesentliche Unterschied zu dem in den 5 bis 8 dargestellten
Ausführungsbeispiel
besteht darin, dass die erste Komponente 1.1' ohne randseitigen
Fortsatz hergestellt wird. Infolgedessen ist die Stirnfläche des
Tauchkantenschiebers 13 im Querschnitt linear ausgeführt, d.
h. sie weist keine abgerundete Ausnehmung 17 auf. Der Tauchkantenspaltgrat 3 steht
in diesem Fall unter einem wählbaren
Abstand A von der Außenkontur
der ersten Komponente 1.1' in im wesentlichen senkrechter Richtung
von der ersten Komponente 1.1' weg. Eine Verkürzung der Stirnfläche des
vorspringenden Abschnitts 128 gemäß der Linie 129' ist in diesem
Fall nicht möglich,
da die Abdichtung der vertieften Zone 124 gegenüber der
ersten Formplatte 10 erfolgen muss. Im Übrigen wird auf die Beschreibung
der 5 bis 8 verwiesen.
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11 und 12 veranschaulichen
eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels
zur Fertigung eines zwei- oder mehrkomponentigen Kunststoff-Formteils
mit Fortsatz. Der Fortsatz wird hier mit dem Bezugszeichen 1.2' bezeichnet. Die
Innenfläche des
Fortsatzes 1.2' verläuft unter
einem schrägen Winkel
(hier 45°)
zur Ebene 18, in welcher der Tauchkantenschieber 13 verschoben
wird. Der in dem Tauchkantenspalt 15 entstehende Tauchkantenspaltgrat 3 ist
senkrecht zu dieser Ebene 18, d.h. wiederum in ungefähr senkrecht
zur Ebene der ersten Komponente 1.1', ausgerichtet, bildet hier jedoch keine geradlinige
Verlängerung
der schräg
verlaufenden Innenseite des Fortsatzes 1.2'. Ferner ist in diesem Beispiel
die Ebene 18, in welcher der Tauchkantenschieber 13 verschoben
wird, nicht exakt parallel zu der Ebene des Kunststoff-Formteils 1.1, 2,
sondern verläuft
zu dieser unter einem spitzen Winkel. Die Abdichtung der vertieften
Zone 124 kann wie im ersten Ausführungsbeispiel erläutert erfolgen.
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Sämtliche
speziellen Ausgestaltungen der Ausführungsbeispiele und Varianten
sind untereinander kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist. Beispielsweise
kann eine zur Formteilebene geneigte Ebene 18 auch bei
den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen
(5 bis 10) vorgesehen sein.
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Ferner
wird darauf hingewiesen, dass der Tauchkantenspaltgrat 3 auch
direkt an der seitlich äußeren Konturlinie
der ersten Komponente 1, 1.1, 1.1' als tangentiale
Verlängerung
derselben von dieser wegstehen kann, d.h. der Abstand A = 0 sein
kann. In diesem Fall wird ebenfalls der Tauchkantenschieber 13 eingesetzt,
um den erforderlichen Freiraum zum Hinterspritzen des Tauchkantenspaltgrats 3 in
der zurückgezogenen
Position zu schaffen. Das Umlegen des in diesem Fall vorzugsweise
sehr kräftig
ausgebildeten Tauchkantenspaltgrats 3 erfolgt in der bereits
beschriebenen Weise mittels der Rund- oder Schrägfläche 127 der vertieften
Zone 124. Die Abdichtung der vertieften Zone 124 erfolgt
vorzugsweise in der bereits beschriebenen Weise zwischen der Rund-
oder Schrägfläche 124 und
dem Tauchkantenspaltgrat 3.
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13 zeigt in schematischer Darstellung ein
Spritzgießwerkzeug
zum Fertigen des zweikomponentigen Kunststoff-Formteils 1, 2 bzw. 1.1, 1.2, 1.1'. Das Spritzgießwerkzeug
umfasst eine erste Formkernplatte 200, die in Art der Formkernplatte 20 ausgebildet
sein kann. Gegenüberliegend
der ersten Formkernplatte 200 ist eine Werkzeugplatte 300 angeord net,
deren beide einander gegenüberliegenden Plattenseiten
jeweils als baulich identische Matrizenplatten – z.B. in Art der Matrizenplatte 10 – ausgebildet
sind. Die Werkzeugplatte 300 ist drehbar gelagert, d.h.
durch eine Drehung um 180° lassen
sich die beiden als Matrizenplatten 10 ausgeführten Plattenseiten
vertauschen. Eine beispielsweise in Art der Anspritz-Formplatte 120 ausgeführte Formplatte 400 befindet
sich auf der der Formkernplatte 200 abgewandten Seite der
Werkzeugplatte 300.
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Das
Werkzeug 200, 300, 400 ist zwischen die
Aufspannplatten 501, 502 einer Spritzgießmaschine
(nicht dargestellt) montiert. 13 zeigt
das Werkzeug 200, 300, 400 in geöffneter
Stellung. Im Betrieb werden die Aufspannplatten 501, 502 der Spritzgießmaschine
verfahren, wodurch die beiden außenliegenden Formplatten 200 und 400 in
Richtung zur Werkzeugplatte 300 hin und weg von dieser verlagert
werden können.
In vollständig
geschlossener Stellung liegen die Formkernplatte 200 an
der Werkzeugplatte 300 und die Werkzeugplatte 300 an der
Anspritz-Formplatte 400 an. Bei einer geeigneten Halterung
der ersten Komponente 1 ist es auch möglich, die Werkzeugplatte 300 als
Doppel-Formkernplatte und die Formplatten 200, 400 als
Matrizenplatten auszuführen.
-
In
einem ersten Schritt wird die erste Komponente 1 zwischen
der Formkernplatte 200 und der Werkzeugplatte 300 gespritzt.
Anschließend
werden die Aufspannplatten 501, 502 der Spritzgießmaschine
zurückgezogen
und das Werkzeug geöffnet.
Die Werkzeugplatte 300 wird um 180° gedreht, so dass die darin
befindliche erste Komponente 1 in eine der Anspritz-Formplatte 400 zugewandte
Position gebracht wird. Das Werkzeug 200, 300, 400 wird
nun durch erneutes Verfahren der Aufspannplatten 501, 502 der
Spritzgießmaschine
geschlossen. Anschließend
wird zwischen der Werkzeugplatte 300 und der Anspritz-Formplatte 400 die
zweite Komponente 2 an die erste Komponente 1 angespritzt.
Gleichzeitig wird eine weitere erste Komponente 1 zwischen
der Formkernplatte 200 und der Werkzeugplatte 300 gefertigt. Das
Werkzeug 200, 300, 400 wird nun geöffnet, das fertige,
mehrkomponentige Formteil 1, 2 wird entnommen
und die Werkzeugplatte 300 wird wiederum um 180° gedreht.
In jedem Öffnen-Schließen-Zyklus der
Spritzgießmaschine
kann somit ein zweikomponentiges Formteil 1, 2 hergestellt
werden.