DE19518153A1 - Schubkasten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schubkasten gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Schubkästen, die ganz oder überwiegend aus Kunststoff, beispielsweise aus Polystyrol, hergestellt sind, erweisen sich insbesondere für den Einsatz in Küchenmöbeln als besonders zweckmäßig, weil sie einfach und kostengünstig herstellbar sind, ein geringes Gewicht aufweisen und eine glatte, unempfind­ liche und leicht zu reinigende Oberfläche aufweisen, und in letzter Zeit vor allem auch deshalb, weil die verwendeten Kunststoffmaterialien problemlos recycelt werden können. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die umlaufende Zarge des Schubkastens und die obere oder innere Wand des Bodens in einem Stück aus Kunststoff gespritzt sind, da dann die gesamte Innenfläche des Schubkastens keinerlei Fugen aufweist, in denen sich Schmutz festsetzen könnte. Außerdem ist es bei der Herstellung im Kunststoff-Spritzverfahren problemlos möglich, die Innenecken und -kanten so auszurunden, daß sie leicht gesäubert werden können.

Aus Kosten- und Gewichtsgründen und wegen der unvermeidlichen Schwin­ dung des Kunststoffmaterials ist es jedoch in der Regel nicht möglich, den Kunststoffboden des Schubkastens so massiv zu gestalten, daß er für sich al­ lein eine ausreichende Tragfähigkeit besitzt. Zwar wäre es im Prinzip mög­ lich, den Boden an der Unterseite mit angeformten Versteifungsrippen zu versehen, doch wird diese Lösung den heutigen Qualitätsvorstellungen nicht gerecht, weil sich die Anbindungsstellen der Versteifungsrippen an den Schubkastenboden auf der Bodenoberseite in Form von Einfallstellen abzeich­ nen und weil, wenn der Schubkasten nicht im Möbelteil eingebaut ist, die Versteifungsrippen an der Unterseite des Schubkastenbodens frei zugänglich und sichtbar sind, so daß der Schubkasten insgesamt wenig solide wirkt und nicht dem heutigen Publikumsgeschmack entspricht.

Als Bodenversteifung wird deshalb zumeist eine Spanplatte eingesetzt, die die aus Kunststoff bestehende obere Wand des Schubkastenbodens auf ganzer Flä­ che unterfängt und in hierfür vorgesehene Führungsnuten in den Seltenwän­ den des Schubkastens eingeschoben wird. Diese Bauweise erfordert jedoch einen erhöhten Montageaufwand, weil die Spanplatte geeignet zugeschnitten und dann in einem gesonderten Arbeitsgang in die Führungsnuten eingescho­ ben werden muß. Dieser Vorgang ist deshalb besonders problematisch, weil die Spanplatte in den Führungsnuten möglichst kein Spiel aufweisen soll. Auch bei einer späteren Entsorgung des Schubkastens erweist sich diese Bauweise als nachteilig, weil die verschiedenen Materialien zunächst wieder voneinander getrennt und dann auf unterschiedlichen Wegen entsorgt oder recycelt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Schubkasten zu schaffen, der einen hinreichend steifen, massiv wirkenden und ganz aus Kunststoff beste­ henden Boden aufweist. Weiterhin soll durch die Erfindung ein Verfahren an­ gegeben werden, mit dem sich ein solcher Schubkasten einfach, rationell und in hoher Qualität herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schubkasten nach Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 3.

Bei dem erfindungsgemäßen Schubkasten wird die Bodenversteifung durch eine untere Bodenwand und durch auf der Bodenfläche verteilte Verstei­ fungsrippen gebildet, die die oberen und unteren Bodenwände verbinden. Die untere Bodenwand und die Versteifungsrippen sind in einem Stück mit der oberen Bodenwand und der Zarge des Schubkastens aus Kunststoff herge­ stellt. Bei dem Schubkasten handelt es sich somit um ein einstückiges Kunst­ stoff-Spritzteil mit doppelwandigem Boden. Die obere und untere Bodenwand bilden einen ringsum geschlossenen, im Inneren durch Versteifungsrippen ausgesteiften Hohlkörper, der sich durch eine hohe Stabilität und Tragfähig­ keit auszeichnet und geschlossene obere und untere Oberflächen besitzt, so daß er ein massives und solides Erscheinungsbild bietet. Durch die einstücki­ ge Anbindung der Versteifungsrippen an die oberen und unteren Bodenwän­ de wird eine besonders hohe Stabilität erreicht. Der doppelwandige Boden ähnelt nicht nur im Aussehen, sondern auch im Klang, etwa wenn auf den Bo­ den geklopft wird oder wenn Gegenstände in den Schubkasten eingelegt werden, dem Klang eines herkömmlichen Schubkastens mit einer Spanplatte als Bodenversteifung. Der erfindungsgemäße Schubkasten ist somit in jeder Hinsicht einem herkömmlichen Schubkasten mit Spanplattenboden zumin­ dest ebenbürtig, hat dabei jedoch ein deutlich geringeres Gewicht und hat vor allem den Vorteil, daß er aus einem einheitlichen Material besteht.

Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Schubkasten auch einfach und ko­ stengünstig herstellbar, da er, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, in einem einzigen Arbeitsgang aus Kunststoff gespritzt werden kann.

Bei der Herstellung des Schubkastens in einer Spritzgießmaschine wird zu­ nächst eine Bodenform, die mit in den Formhohlraum vorspringenden Rip­ pen versehen ist, so weit in den Formhohlraum eingefahren, daß die lichte Höhe des Formhohlraums im Bodenbereich deutlich kleiner ist als die späte­ re Gesamtdicke des Schubkastenbodens. Dann wird die Kunststoffschmelze in den Formhohlraum eingespritzt, und die Bodenform wird auf das ge­ wünschte Maß zurückgezogen, wobei gleichzeitig Gas unter Druck in den Formhohlraum injiziert wird. Durch das Zurückziehen der Bodenform wird das Volumen des Formhohlraums im Bodenbereich vergrößert, und aufgrund des dadurch entstehenden Druckgefälles bahnt sich das injizierte Gas seinen Weg in die zusätzlich geschaffenen Hohlräume. Da die Viskosität der Kunst­ stoffschmelze im Inneren des Formhohlraums größer ist als an den kühleren Innenflächen des Formwerkzeugs sammelt sich das Gas im Inneren des Formhohlraums und verdrängt die Schmelze gegen die Wände des Form­ werkzeugs, so daß die Kunststoffmasse einen ringsum geschlossenen Hohl­ körper bildet. Da der Formhohlraum durch die vorspringenden Rippen der Bodenform stellenweise verengt ist, bildet sich im Bodenbereich keine ein­ heitliche Gasblase, sondern es bilden sich getrennte Gasblasen jeweils in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Rippen. Diese Gasblasen sind durch Stege aus Kunststoffschmelze getrennt, die sich von den Rippen der Bodenform zur gegenüberliegenden Wand des Formhohlraums erstrecken. Diese Stege werden beim weiteren Zurückziehen der Bodenform ausgezogen und verdünnt, jedoch ohne zu reißen, und bilden schließlich die Verstei­ fungsrippen des Bodens.

Während die Schmelze abkühlt, wird der Materialschwund, der insbesondere an den Anbindungsstellen der Versteifungsrippen an der oberen und unteren Wand des Bodens auftritt, den durch Gasdruck weitgehend kompensiert, so daß an den oberen und unteren Oberflächen des Bodens praktisch kein Ein­ fall entsteht.

Nachdem die Schmelze sich ausreichend abgekühlt hat, wird das Gas im Formhohlraum entspannt, und der fertige Schubkasten kann entformt wer­ den.

Gewisse Elemente des beschriebenen Herstellungsverfahrens sind bereits aus EP 0 529 080 A1 bekannt. Diese Druckschrift bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Kunststofformteilen mit Versteifungs­ rippen. Bei diesem Verfahren wird ebenfalls der Formhohlraum nach dem Einspritzen der Schmelze vergrößert, und Gas wird unter Druck in die zu­ sätzlich geschaffenen Hohlräume injiziert. Die Versteifungsrippen werden hier jedoch nicht mit Hilfe einer mit Rippen versehenen Bodenform erzeugt sondern mit Hilfe von separaten Kernzügen, die unabhängig von der Boden­ form bewegt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert demgegenü­ ber einen wesentlich geringeren werkzeugtechnischen Aufwand.

Zwar bleiben bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an der Unterseite des Bodens flache Nuten zurück, die zu den Rippen der Bodenform komplemen­ tär sind, doch sind diese Nuten an der Unterseite des Schubkastenbodens nicht störend, und soweit sie vor Einbau des Schubkastens in einem Möbel­ teil sichtbar sind, werden sie durchweg als dekoratives Element empfunden, das die Bodenfläche des Schubkastens auflockert und strukturiert. Funktio­ nell haben diese Nuten den Vorteil, daß sie die untere Bodenwand des Schubkastens zusätzlich versteifen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt des Schubkastens;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein Werkzeug zur Herstel­ lung des Schubkastens; und

Fig. 3 eine Bodenansicht des Schubkastens in verkleinertem Maßstab.

Der in Fig. 1 gezeigte Schubkasten 10 besitzt eine Zarge 12 und einen Bo­ den 14 und ist in einem Stück aus Kunststoff hergestellt. Von der Zarge 12 sind in der Zeichnung eine vordere Wand 16 und zwei Seitenwände 18 zu er­ kennen, die ein nach unten offenes Hohlprofil aufweisen und im Inneren durch vertikale Versteifungsrippen 18′ versteift sind. An den oberen Rändern besitzen die Seitenwände 18 sowie auch die in Fig. 1 nicht erkennbare Rückwand des Schubkastens wulstförmige Verdickungen 20.

Der Boden 14 ist ein allseits geschlossener Hohlkörper mit einer oberen Bo­ denwand 22 und einer unteren Bodenwand 24. Dieser Hohlkörper ist durch innere Versteifungsrippen 26 ausgesteift, die sich parallel zu den Seitenwän­ den 16 des Schubkastens vertikal zwischen den oberen und unteren Boden­ wänden erstrecken.

Die obere Bodenwand 22 ist auf der oberen Oberfläche mit einer wellenför­ migen Riffelung versehen, die in der Zeichnung etwas übertrieben dargestellt ist. Diese Riffelung verläuft parallel zu den Versteifungsrippen 26 und dient dazu, die Anbindungsstellen der Versteifungsrippen 26 an die obere Boden­ wand 22 optisch zu kaschieren, falls sich diese Anbindungen an der Oberflä­ che abzeichnen sollten, etwa durch geringfügigen Einfall oder weil das Kunst­ stoffmaterial etwas durchscheinend ist.

Die untere Bodenwand 24 weist an der Unterseite flache Nuten 28 auf, die je­ weils mit einer der Versteifungsrippen 26 im Inneren des Bodens korre­ spondieren. Diese Nuten 28 erstrecken sich jedoch nicht über die gesamte Länge des Bodens, sondern enden jeweils kurz vor der vorderen Wand 16 und der Rückwand 30, wie in Fig. 3 zu erkennen ist. Die zwischen den ein­ zelnen Versteifungsrippen 26 im Inneren des Bodens 14 gebildeten Kam­ mern 32 stehen deshalb zumindest über schmale Durchbrüche in der Nähe der Rückwand und/oder der vorderen Wand miteinander in Verbindung.

Auch die wulstförmigen Verdickungen der Seitenwände 20 (und der Rück­ wand 30) sind nicht massiv, sondern weisen in Längsrichtung durchgehende Hohlräume 34 auf.

Die einstückige, doppelwandige Ausbildung des Bodens 14 mit Inneren Ver­ steifungsrippen 26 verleiht diesem Boden eine hohe Stabilität und ein massi­ ves, solides Aussehen.

Ein Verfahren zur Herstellung dieses Schubkastens soll nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 erläutert werden.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Werkzeug zum Spritz­ gießen des Schubkastens. Dieses Werkzeug umfaßt u. a. ein Oberwerkzeug 36, das die obere Oberfläche der oberen Bodenwand 22 und die Innenflächen der Seitenwände, der vorderen Wand und der Rückwand des Schubkastens formt, sowie seitliche Kerne 38, mit denen die nach unten offenen Hohlräu­ me in den Seitenwänden 18 ausgebildet werden. Das Oberwerkzeug 36 und die Kerne 38 bilden somit die oberen und seitlichen Begrenzungen eines Formhohlraums 40 für den Boden 14. Die untere Begrenzung dieses Form­ hohlraums wird durch eine relativ zu den Kernen 38 bewegliche Bodenform 42 gebildet, die an der oberen Oberfläche mit in den Formhohlraum 40 vor­ springenden Rippen 44 versehen ist, mit denen die Nuten 28 ausgeformt werden.

In Fig. 2 ist die Bodenform 42 so weit in den Formhohlraum 40 eingefah­ ren, daß die Rippen 44 fast bis an das Oberwerkzeug 36 heranreichen und die lichte Weite des Formhohlraums auf ein Maß begrenzt ist, das deutlich kleiner ist als die in Fig. 1 erkennbare Dicke des fertigen Bodens 14. Wenn sich das Werkzeug in dem in Fig. 2 gezeigten Zustand befindet, wird die flüssige Kunststoffschmelze in den Formhohlraum 40 Injiziert, bis das gesam­ te Formhohlraumvolumen vollständig mit Schmelze gefüllt ist.

Anschließend wird über drei Injektionsstellen 46 (Fig. 3), die sich in der Mitte jeder Seitenwand und der Rückwand jeweils unmittelbar unter der wulstförmigen Verdickung 20 befinden, ein Gas, beispielsweise Stickstoff, unter hohem Druck in den Formhohlraum injiziert. Während der Gasinjek­ tion wird die Bodenform 42 zurückgefahren, so daß die lichte Weite des Formhohlraums 40 auf die gewünschte Dicke des Bodens 14 zunimmt. Da die Kunststoffschmelze durch das Werkzeug gekühlt wird, nimmt die Tempera­ tur der Schmelze im Formhohlraum von außen nach innen zu, während die Viskosität von außen nach innen abnimmt. Das injizierte Gas verdrängt des­ halb in erster Linie die dünnflüssigere Schmelze in den weiter von den Werk­ zeugwänden entfernten Bereichen des Formhohlraums. So verteilt sich das Gas zunächst in den wulstförmigen Verdickungen 20 und schafft dort die Hohlräume 34. Da jedoch die größte Volumenvergrößerung des Formhohl­ raums im Bereich des Bodens eintritt, ergibt sich ein Druckgefälle von den wulstförmigen Verdickungen 20 zu dem Formhohlraum 40 für den Schubka­ stenboden. Das Gas schafft sich deshalb dünne Strömungskanäle in den inne­ ren Wandlagen der Seitenwände 18 und der Rückwand 30. Über diese Strö­ mungskanäle, die sich vornehmlich an den Anbindungsstellen der Verstei­ fungsrippen 18′ bilden, strömt das Gas in den Formhohlraum 40 und schafft so die Kammern 32 in dem Boden 14.

An den Stellen der Rippen 44 ist der Formhohlraum 40 so weit verengt daß die Schmelze dort nicht verdrängt werden kann. Die Schmelze bildet deshalb längs jeder Rippe einen Steg, der die obere Bodenwand 22 mit der unteren Bodenwand 24 verbindet. Das Gas umströmt diese Stege nur an den vorderen und hinteren Enden der Rippen 44. Im Verlauf der Rückzugsbewegung der Bodenform 22 werden die Stege nicht zerstört, sondern lediglich gedehnt und verdünnt, so daß sie schließlich die Versteifungsrippen 26 bilden.

Wenn die Bodenform 42 ihre Endlage erreicht hat und die Schmelze genü­ gend abgekühlt ist, wird mit Hilfe eines Stiftes die untere Bodenwand 24 durchstochen, so daß eine Entgasungsöffnung 48 gebildet wird, über die das Gas entweichen kann, bis sich der überschüssige Gasdruck in den Hohlräu­ men des Schubkastens entspannt hat. Anschließend kann der fertige Schub­ kasten 10 entformt werden.

Die beschriebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß mit nur drei Injek­ tionsstellen 46 alle gewünschten Hohlräume in dem Schubkasten, insbeson­ dere die Hohlräume 34 in den wulstförmigen Verdickungen 20 und die Kam­ mern 32 im Boden 14 gebildet werden können. Da diese Hohlräume über dünne Strömungskanäle miteinander in Verbindung stehen, kann die Ent­ spannung des Gases über eine einzige Entgasungsöffnung 48 erfolgen.

Für die Bildung der Versteifungsrippen 26 sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine separaten Kernzüge erforderlich, sondern die Positionen dieser Versteifungsrippen werden allein durch die Positionen der Rippen 44 der beweglichen Bodenform 42 bestimmt. Es hat sich gezeigt, daß sich durch geeignete Einstellung oder Steuerung des Gasdruckes und durch geeignete Wahl der Rückzugsgeschwindigkeit der Bodenform 42 vollständige und im wesentlichen einheitliche Versteifungsrippen 26 ausbilden lassen. Da die an den Rippen 44 gebildeten Stege aus zähflüssiger Schmelze auch noch wäh­ rend des Abkühlens von beiden Seiten dem hohen Druck des Gases ausge­ setzt sind, kann die beim Abkühlen eintretende Schwindung weitgehend durch das nachdrückende Gas kompensiert werden, so daß sich die Anbin­ dungsstellen der Versteifungsrippen 26 an die obere Bodenwand 22 kaum durch Einfallstellen abzeichnen.

Die allenfalls geringfügigen Einfallstellen werden darüber hinaus durch die Riffelung der oberen Bodenwand 22 kaschiert. Diese Riffelung erhöht zu­ gleich die Rutschfestigkeit des Schubkastenbodens.

Das Muster der Rippen 44 an der Bodenform 42 und damit das Muster der Versteifungsrippen 26 kann je nach Bedarf variiert werden. Wahlweise kann auch die Anordnung und Anzahl der Injektionsstellen variiert werden. Bei­ spielsweise ist es möglich, für jede einzelne Kammer 32 des Bodens eine ge­ sonderte Injektionsstelle vorzusehen.

Schließlich ist es auch möglich, mit Hilfe der Gasinjektion zusätzliche Hohl­ räume in den Seitenwänden 18 und der Rückwand 30 zu schaffen, wobei die­ se Hohlräume analog zu den Hohlräumen des Bodens mit Versteifungsrippen versehen werden können, so daß auch die Zarge des Schubkastens eine hö­ here Stabilität erhält.

Claims (6)

1. Schubkasten mit einer Zarge (12) und einer oberen Bodenwand (22), die in einem Stück aus Kunststoff gespritzt sind, sowie mit einer Bodenverstei­ fung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenversteifung durch eine untere Bodenwand (24) und durch auf der Bodenfläche verteilte, die Bodenwände verbindende Versteifungsrippen (26) gebildet wird, und daß die beiden Bo­ denwände (22, 24) zusammen einen ringsum geschlossenen Hohlkörper bil­ den, der einschließlich der Versteifungsrippen (26) in einem Stück mit der Zarge (12) ausgebildet ist.

2. Schubkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Bodenwand (22) auf ihrer oberen Oberfläche eine parallel zu den Verstei­ fungsrippen (26) verlaufende Riffelung aufweist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Schubkastens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Einfahren einer Bodenform (42), die mit in den Formhohlraum (40) vor­ springenden Rippen (44) versehen ist, in den Formhohlraum des Spritzgieß­ werkzeugs derart, daß die lichte Höhe des Formhohlraums (40) im Bodenbe­ reich kleiner ist als die gewünschte Dicke des Schubkastenbodens (14),
• - Einspritzen der Kunststoffschmelze in den Formhohlraum,
• - Zurückziehen der Bodenform (42) bei gleichzeitiger Injektion von Gas unter Druck in den Formhohlraum (40), so daß sich Gasblasen in den zwi­ schen den Rippen der Bodenform liegenden Bereichen des Formhohlraums bilden, während von den Rippen aus zur gegenüberliegenden Wand des Formhohlraums verlaufende Stege aus Kunststoffschmelze zu Versteifungsrip­ pen (26) des Schubkastenbodens ausgezogen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierte Volumen des Formhohlraums (40) vollständig mit Kunststoffschmelze gefüllt wird, bevor Gas injiziert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas über Injektionsstellen (46) im Bereich wulstförmiger Verdickungen (20) der oberen Ränder der Zarge (12) in den Formhohlraum (40) injiziert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Abkühlen der Schmelze die untere Bodenwand (24) durchsticht, um eine Entgasungsöffnung (48) zu bilden.