DE1529775C3 - Spritzgießform zum Herstellen von Formteilen mit einem mit Kunststoff umspritzten Metallkern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform zum Herstellen von Formteilen mit einem mit Kunststoff umspritzten Metallkern, insbesondere von Fensterrahmen, mit zwei einen Formhohlraum begrenzenden Formhälften und mit Halteeinrichtungen, die aus dem Formhohlraum herausziehbare Haltefinger zum Halten des Metallkerns innerhalb des Formhohlraumes aufweisen.

Aus der britischen Patentschrift 6 19 295 ist ein Verfahren zur Herstellung von Spritzgießteilen bekannt, gemäß welchem ein Metallkern in einen durchgehenden Formhohlraum eingeführt und in diesem festgehalten wird, woraufhin der geschmolzene Kunststoff zwecks Ummantelung des Kernes eingespritzt wird. Danach werden die Haltemittel von dem Formhohlraum abgezogen, so daß der Kunststoff den Metallkern abstützt und vollständig umschließen kann, wobei auch der durch die Haltemittel freigegebene Raum mit Kunststoff ausgefüllt wird. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens besteht aus zwei Formhälften, in welchen jeweils die Hälfte der herzustellenden Form als Formhohlraum ausgebildet ist und wobei die Halteeinrichtungen mit Haltefingern ausgestattet jeweils auf der oberen und der unteren Formhälfte angeordnet sind. Bei dieser bekannten Spritzgießform besteht somit eine Voraussetzung darin, daß der Metallkern bei geschlossenen Formhälften in Lage gebracht werden muß, da nur dann der Metallkern zwischen zwei sich gegenüberliegenden Haltefingern eingeklemmt werden kann. Dies bedeutet jedoch, daß entweder der Formhohlraum zur genauen Positionierung des Metallkernes von einer Seite zugänglich sein muß, oder daß der Metallkern zunächst in eine Formhälfte gelegt wird, dann die Formhälften geschlossen werden und dann eine Positionierung des Metallkernes bei geschlossener Form vorgenommen wird, wobei jedoch eine genaue Zentrierung des Kernes nahezu unmöglich ist.

Aus der Schweizer Patentschrift 3 62 224 ist schließlich ein Verfahren zur Herstellung von mit Kunststoff umhüllten Holzgegenständen, wie Tischplatten, Fensterrahmen od. dgl. bekannt, gemäß welchem ein Holzkern in eine dem herzustellenden Gegenstand entsprechende Hohlform eingelegt und durch Distanzstücke aus demselben Kunststoff abgestützt wird. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird ferner der Holz- oder Holzfaserkern in einer mit Zu- und Ableitungen für die Kunststoffmasse versehenen Hohlform mittels angehärteter Kunststoffmassetröpfchen distanziert und sodann von der durchfließenden Kunststoffmasse durch die Hohlform vollständig umhüllt. Dabei läßt sich jedoch der Kern bzw. die Holzkerne nicht mit Sicherheit in eine bestimmte unverrückbare Lage bringen. Auch besteht bei diesem bekannten Verfahren die Gefahr, daß durch das Einfließen der flüssigen Kunststoffmasse in den Formhohlraum die Distanzstücke bzw. Holzkerne verrückt oder seitlich weggespült werden, so daß der betreffende Holzkern nicht mehr in der gewünschten Lage bleibt. Auch lassen sich die Kunststoffmassetröpfchen nicht an den meist aus Metall bestehenden Formhälften befestigen. Schließlich lassen sich auch die einzelnen Kunststoffmassetröpfchen nicht immer mit dem -gleichen Durchmesser bzw. gleichen Dicke herstellen, so daß eine genaue Ausrichtung des Kernes schwierig wird. Darüber hinaus ist auch eine Veränderung der Lage des jeweiligen Kernes nicht oder nur schwierig möglich, so daß dieses bekannte Verfahren nicht besonders anpassungsfähig ist..

Es gibt nun eine Reihe von Formteilen, die zwar zwei sich gegenüberliegende ebene Flächen aufweisen, an welchen die Halteeinrichtung bzw. Haltefinger angreifen können, jedoch die betreffenden Formhälften nicht nachträglich auf einer Seite verschlossen werden können, so daß also ein Inlagebringen eines Metallkernes bei geschlossenen Formhälften in derartigen Fällen ausgeschlossen ist.

Insbesondere stellt ein Fensterrahmen ein Formteil dar, welches einen bestimmten Raum umschließt, so daß auch hier nicht die Möglichkeit besteht, die Formhälften nach dem Schließen derselben auf einer Seite nachträglich zu verschließen bzw. nicht die Möglichkeit besteht, in geschlossenem Zustand der Formhälften den Metallkern richtig ausgerichtet innerhalb des Formhohlraumes in Lage zu bringen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Spritzgießform der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß eine genaue Positionierung des Metallkerns innerhalb des Formhohlraumes möglich wird.

Ausgehend von der Spritzgießform der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der-größte Teil des Formhohlraumes in einer Formhälfte ausgebildet ist und daß die Halteeinrichtungen zu beiden Seiten dieses Formhohlraumes der einen Formhälfte angeordnet sind.

Durch die Erfindung wird eine Spritzgießform geschaffen, die zum Spritzgießen von einen Metallkern enthaltenden Teilen geeignet ist und bei welcher der Metallkern mit großer Sicherheit innerhalb des Formhohlraumes in Lage gebracht werden kann. Der Metallkern kann bei geöffneten Formhälften genau in Lage gebracht werden und bereits bei geöffneten Formhälften in dieser Lage unverrutschbar festgehalten werden, so daß dadurch die Spritzgießform beispielsweise auch in aufrechter Stellung betrieben werden kann und schließlich auch die Möglichkeit besteht, den rahmenförmigen Metallkern unter Spannung in einer Formhälfte festzuhalten, wenn beispielsweise ein rahmenförmiger Metallkern nicht vollkommen geradlinig ausgebildet ist bzw. in einer Ebene liegt.

Mit Hilfe der Spritzgießform nach der Erfindung lassen sich sehr langgestreckte Teile mit einem Metall-

kern durch Spritzgießen herstellen, wobei die Dicke der ummantelnden Kunststoffschicht außerordentlich gering sein kann, da die Metallkerne vor dem Schließen der Formhälften äußerst genau in der betreffenden Formhälfte eingerichtet werden können.

Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß der Metallkern hohl ausgebildet ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Haltefinger der Halteeinrichtungen hy- ίο draulisch betätigbar sind.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht einer Spritzgießform mit weggelassenen Teilen, ,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1 in vergrößerter Darstellung und

F i g. 3 und 4 Schnittdarstellungen von Einzelteilen der Vorrichtung in gleicher Größe wie F i g. 2.

Die Spritzgießform besteht aus einem Rahmen mit rechtwinkligen hinteren Platten 1 und 2 mit vier Ab* Standsstücken 3, 4 tmjieTen" Kanten. Diese sind mittels in entsprechenden Aufnahmen 6 gehaltenen Zwischenh locken 5 in die Platten, 1, 2 und Abstandsstücke 3, 4 eingelassen. Die Abstandsstücke 3, 4 sind darüber hinaus durch weitere in entsprechenden Aufnahmen 8 gehaltenen Zwischenblöcken 7 gehalten. Die Zwischenblöcke 7 und die Aufnahmen 8 in den Abstandshaltern 4 sind zwecks leichter Montage und Demontage abgeschrägt ausgebildet.

In dem Rahmen sind zwei rechtwinklige Platten 9,10 mit zueinander passenden Ausnehmungen 11 zur Bildung der Kanäle angeordnet. In den gegenüberliegenden Flächen der Platten 9,10 sind passend zu den hinteren Platten 1, 2 Ausnehmungen 12 zur Wasseraufnahme angeordnet. Die Kanten der Platten 9 und 10 sind im Abstand von den Abstandshaltern 3, 4 mittels vier zusammenwirkender Paare von Formhälften 13, 14 angeordnet. Jede Formhälfte 13 zeigt eine flache Längsnut 15, und die Formhälften 13 liegen an den Formhälften 14 an, während jede Formhälfte 14 einen schmalen und tiefen Formhohlraum 16 in Längsrichtung aufweist, dessen Flächen sich in Kontakt mit der Formhälfte 13 befinden. Diese Formhohlräume 15 und 16 bilden zusammen einen durchgehenden Kanal, in den ein Kunststoff, z. B. Polyvinylchlorid^ Acrylnitrit-Butadien-Styrol-Polymere (»A. B. S.«), Polyäthylen oder chloriertes Äthylen-PoIyvinyl-Chlorid-Polymere um den Metallkern 17 eingespritzt werden kann, der in dem Formhohlraum 16 angeordnet ist, um einen mit Flanschen ausgebildeten Formkörper zu schaffen. Die Paß-Flächen der Formteile zeigen darüber hinaus Ausnehmungen 18, weiche Kanäle bilden, die die durch die Nuten gebildeten Ausnehmungen 11 miteinander verbinden, so daß ein durchgehender Formkanal entsteht. Auf den gegenüberliegenden Flächen der an den Rückplatten passend anliegenden Formhälften 13,14 sind Ausnehmungen 19 zur Wasseraufnahme ausgebildet.

In der Mitte der hinteren Platte 2 und der Platte 10 ist eine in einem Ring 21 angeordnete Nabe 20 in eine entsprechende Aufnahme 22 in der hinteren Platte 2 eingeschraubt. Die Nabe 20 zeigt eine Aufnahme 23 für den Ansatz der Spritzgießvorrichtung und eine Bohrung 24, die in Verbindung mit den durch die Ausnehmungen 11 gebildeten Kanäle steht. Ein Ringraum 25 zur Wasseraufnahme ist um den Kern herum dort angeordnet, wo er in der Platte 10 gehalten ist. Die Ausnehmungen 12,19 und 25 sind mittels nicht veranschaulichter Kanäle mit einem Wasserbehälter verbunden, der mit einer Temperatursteuerung ausgestattet ist. Gegenüber der Nabe 20 ist ein durch eine Druckfeder 27 in einer Kammer 28 in den hinteren Platten 1 und 2 beaufschlagter Kolben 26 angeordnet, um die Verbindung zwischen der Bohrung 24 und den durch die Ausnehmungen 11 gebildeten Kanäle zu öffnen. Aber der Kolben 26 kann zum Unterbrechen der Verbindung eingedrückt werden. Dichtungen sind bei 29 vorgesehen, um ein Lecken von Wasser und Kunststoff zu verhindern.

In F i g. 3 ist eine Anzahl von Vorrichtungen veranschaulicht, die an jeder der Formhälften 14 zwecks Trennung der geformten Sektionen von diesen Teilen angeordnet sind, wenn die Spritzgießform nach dem Formvorgang demontiert wird. Jede dieser Vorrichtungen zeigt zwei Kolben 30, die gleitend in den Bohrungen 31 in einer Formhälfte 14 aufgenommen sind und zum Teil in die Flächen der entsprechenden Formhälfte 13 eingreifen und teilweise .über die Längsnut 15 hinausragen. Jeder Kolben 30 ist mittels der Druckfeder 32 gegenüber der Formhälfte 13 beaufschlagt, und diese Druckfedern 32 sind durch Tellerfedern um den Kolbenschaft 33 in der Kammer 34 dep-Formhälfte 14 und einer Platte 2 gebildet. Das freie Ende eines jeden Kolbenschaftes 33 ist in einer Bohrung 35 des in die Platte 2 in Kunststoff 37 eingeschraubten Deckels 36 geführt.

In der F i g. 4 ist eine von mehreren längs der Formhälfte 14 zwecks Anordnung des Metallkernes 17 angebrachten Vorrichtungen und der Formkanal zur Einleitung des Formvorganges veranschaulicht. Diese Vorrichtungen werden hydraulisch oder pneumatisch betätigt und umfassen ein Paar Kolben 38, von denen jeder mit einem in den Formhohlraum 16 ausdehnbaren Haltefinger 39 ausgebildet ist, der in Kontakt mit dem Metallkern 17 zwecks Positionierung desselben gegenüber den Wandungen des Formhohlraums 16 tritt und in eine Lage, zurückziehbar ist, in der die Enden der Haltefinger 39 mit den Enden der Wandungen fluchten. Der »Kolben 38 ist in entsprechenden Kammern 40 in der Formhälfte 14 bewegbar, wobei die gegenüberliegenden Enden der Kammer 40 über die Kanäle 41 mit der Druckflüssigkeitsquelle verbunden sind, und es ist auch ein nicht veranschaulichtes Verteilventil zur Steuerung der Ausdehnung -und des Rückzuges des Haltefingers 39 vorgesehen.

Die Spritzgießform ist mit dem Metallkern 17 in dem Formhohlraum 16 durch eine Vorrichtung zum Ausdehnen der Haltefinger 39 veranschaulicht. Ein geeigneter geschmolzener Kunststoff, beispielsweise Polyvinylchlorid wird durch die Bohrung 24 eingespritzt und gelangt durch die Umlaufkanäle infolge der Ausnehmungen 11 und weiter in den Formhohlraum 16. Wenn der Formhohlraum 16 gefüllt ist, reicht der hydrostatische Druck des geschmolzenen Kunststoffs aus, um den Metallkern 17 in seiner Lage zu halten. Die Haltefinger 39 werden anschließend zurückgezogen, und die hierdurch gebildeten Räume werden mit dem Kunststoff gefüllt. Die Kunststoffmasse verfestigt sich anschließend, um die den Metallkern 17 ummantelnde Kunststoffschicht zu bilden. Der Fluß des Kunststoffs und das nachfolgende Verfestigen wird durch die Steuerung der Temperatur des Wassers in den Ausnehmungen 12, 19 und 25 erleichtert.

Nach dem Verfestigen der Kunststoffschicht wird die Spritzgießform durch Auseinandernehmen der Abstandsstücke 3 und 4, der Platten 9 und 10 sowie der

Formhälften 13 und 14 geöffnet. Hierbei werden die Kolben 30 zum Ausstoßen der Formteile ausgefahren und die Angüsse von den Formhälften 14 und den Platten 10 entfernt, damit das verfestigte Kunststofformteil entnommen werden kann. Das Formteil und die Angüsse werden anschließend von der Spritzgießform abgenommen.

Das Formteil soll als ein Fensterrahmen Verwendung finden, und der Innenflansch des Formteiles ist mit durch das Formteil gebildeten Dichtstreifen ausgestattet, um eine Abdichtung in Verbindung mit Metallrahmenteilen eines Fensters zu bilden. Der Außenflansch ist vorgesehen, um entweder den Anforderungen an Festigkeit zu genügen oder gleichfalls zwecks Abdichtung.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann der Metallkern 17 mit Ansätzen oder anderen Befestigungsmitteln ausgebildet sein, an denen im Falle eines Fensterrahmens Scharniere oder andere Beschläge angebracht werden können, und zwar im Anschluß an die Ummantelung des Metallkerns 17. Beispielsweise kann der Metallkern .17 mit».Gewindestreben ausgestattet sein, die beispieisweTse"ähgeschweißt sein können, wobei durch die Führung des Spritzgusses die außenliegenden, vorstehenden Teile von dem Kunststoff zwecks Befestigung der Beschläge freigelassen sein können.

Andererseits kann der Metallkern 17 an bestimmten Stellen mit Gewindebohrungen ausgestattet sein, wobei das Spritzgießverfahren so angepaßt wird, daß entweder entsprechende Öffnungen frei gelassen oder im Bedarfsfall ein Durchbruchfleck über einem entsprechenden Loch vorgesehen wird.

Der Metallkern 17 besitzt vorzugsweise einen Hohlquerschnitt und ist im allgemeinen als rechteckiger stranggepreßter Träger ausgebildet, oder besitzt beispielsweise einen gewalzten flachen Querschnitt. Der Metallkern 17 besteht vorzugsweise aus Stahl, weil dieses Material leicht mit Kunststoff, vorzugsweise Polyvinyl-Chlorid oder einem anderen Kunststoff verträglich ist, aber es können auch andere Materialien bei der Herstellung des Metallkernes 17 Verwendung finden, die mit dem ausgewählten Kunststoff verträglich sind.

Die Spritzgießform kann auch bei Türrahmen zur Anwendung gelangen.

Bei einem mit der erläuterten Spritzgießform hergestellten Rahmen bleibt _ der Metallkern vollständig durch den Kunststoff ummantelt. Es gibt keine unregelmäßigen Stellen im Kunststoff, durch die atmosphärische Luft oder andere Verunreinigungen zum Metallkern vordringen und dort Korrosion oder andere Beeinträchtigungen bewirken könnten."

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spritzgießform zum Herstellen von Formteilen mit einem mit Kunststoff umspritzten Metallkern, insbesondere von Fensterrahmen, mit zwei einen Formhohlraum begrenzenden Formhälften und mit Halteeinrichtungen, die aus dem Formhohlraum herausziehbare Haltefinger zum Halten des Metallkerns innerhalb des Formhohlraumes aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil des Formhohlraumes (16) in einer Formhälfte (14) ausgebildet ist und daß die Halteeinrichtung (38,39,40,41) zu beiden Seiten dieses Formhohlraumes (16) der einen Formhälfte (14) angeordnet sind.

2. Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (17) hohl ausgebildet ist.

3. Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefinger (39) der Halteeinrichtungen hydraulisch betätigbar sind.