DE19730330C2 - Spritzgießverfahren zum Herstellen einer WC-Sitzanordnung - Google Patents
Spritzgießverfahren zum Herstellen einer WC-SitzanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Spritzgießverfahren zum Her
stellen einer WC-Sitzanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 und einen nach einem derartigen Ver
fahren hergestellten WC-Sitz und/oder WC-Deckel.
Bei derartigen WC-Sitzanordnungen handelt es sich in
der Regel um relativ massive, schwere Artikel, die einer
seits eine hinreichende Festigkeit aufweisen und anderer
seits derart ausgestaltet sein müssen, daß sie den Benutzer
ein Gefühl der Hochwertigkeit und Solidität vermitteln.
Diese Anforderungen setzen ein gewisses Eigengewicht der
Sitzanordnung voraus, das sich in der Regel nur durch ent
sprechend dickwandige Ausgestaltung der Bauelemente errei
chen läßt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß gewichtsoptimier
te WC-Sitzanordnungen mit minimalem Materialverbrauch und
entsprechend geringem Gewicht bei den Endverbrauchern kei
nen Anklang finden.
Die dickwandigen WC-Sitze/-Deckel werden überwiegend
aus Duroplasten im Preßverfahren hergestellt, so daß das
Formteil mit einer großen Dichte und mit hoher Präzision
herstellbar ist. Derartige Preßverfahren sind jedoch hin
sichtlich der Materialaufbereitung und des vorrichtungs
technischen Aufwandes sehr aufwendig, so daß man bestrebt
ist, die WC-Sitzanordnungen im Spritzgießverfahren herzu
stellen.
In der DE-GM 17 19 527 ist eine WC-Sitzanordnung offen
bart, bei der der WC-Sitz oder WC-Deckel mit einem Holzkern
gefertigt sind, der mit Kunststoffolie beschichtet wird.
Diese Kunststoffolie bildet auch ein Filmscharnier zur Ver
bindung des WC-Deckels mit dem WC-Sitz.
Nachteilig bei dieser Variante ist, daß der Kern nach
den bekannten Holzbearbeitungsverfahren hergestellt und an
schließend in aufwendiger Weise mit einer Kunststoffolie
beschichtet werden muß, so daß ein erheblicher verfahren
stechnischer Aufwand zur Herstellung der WC-Sitzanordnung
erforderlich ist. Das durch die Kunststoffolie gebildete
Filmscharnier dürfte desweiteren nur geringen Belastungen
gewachsen sein.
In der Druckschrift Kunststoffe 75 (1985) 5, Seite 287
bis 290 "Spritzgießen von Schleifmehl- und Mineralhaltigem
Polypropylen" sowie in der Druckschrift Kunststoffe, Band
65 (1975) H. 2, Seiten 69 bis 74, "Spritzgießen Holzmehlhal
tiger Thermoplaste" wird per se die Verwendung von Holzpar
tikeln als Füll- und Verstärkungsmittel beim Spritzgießen
von thermoplastischen Formteilen beschrieben. Diese werden
jedoch durchgängig aus dem mit Holzpartikeln versehenen
Kunststoff ausgebildet, so daß die Formteile eine erhebli
che Oberflächenrauigkeit aufweisen. In der erstgenannten
Druckschrift werden die Nachteile derartiger, mit Holzpar
tikeln versetzter Thermoplast dargelegt (Enstehung teerähn
licher Produkte und saurer Pyrolyseprodukte, Verschmutzung
der Verarbeitungsmaschinen und Werkzeuge, Verringerung der
Zugfestigkeit, Reißdehnung und Schlagfähigkeit, Zunahme der
Wasserabsorption) und angesichts dieser erheblichen Nach
teile eine Verwendung bei Formteilen angeregt, bei denen es
auf eine erhöhte Klebefähigkeit ankommt. Der Fachmann er
hält keinerlei Anregung, diese Materialien, bei der Her
stellung einer WC-Sitzanordnung einzusetzen.
In der europäischen Patentanmeldung EP 0 673 743 A1
wird vorgeschlagen, bei einem WC-Sitz zunächst einen Kern
mit einem mit Treibgas versetzten Thermoplast zu spritzen
und diesen Kern in anschließenden Spritzgießvorgängen mit
einer Umhüllung zu umgeben. Ein derartiges Verfahren, bei
dem das Formteil durch Spritzgießen aus mehreren Komponen
ten gefertigt wird, wird in der Praxis als Mehrkomponenten-
oder 3-Phasen- bzw. Farben-Spritzgießen bezeichnet. Das
Kernmaterial ist in der Regel ein mit Treibgas geschäumter
Kunststoff (TSG), die hochwertige Umhüllung, die die fer
tige Außenfläche der WC-Sitzanordnung bildet, wird aus
hochwertigem Material hergestellt.
Ein derartiges Spritzgießteil erfüllt zwar die eingangs
genannten Kriterien, es hat sich jedoch gezeigt, daß auf
grund des sehr dickwandigen Kerns die Taktzeiten sehr hoch
sind, da der Kern vor der Entformung erst auf eine hinrei
chende Temperatur abgekühlt werden muß. Des weiteren muß
dieses aus mehreren Kunststoffsorten bestehende Formteil
bei der Entsorgung zunächst mit vergleichsweise aufwendigen
Verfahren aufbereitet werden, um ein Recyclen oder eine
sonstige Weiterverwendung zu ermöglichen.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Herstellung einer WC-Sitzanordnung
und einen nach einem derartigen Verfahren hergestellten WC-Sitz und/
oder WC-Deckel zu schaffen, die ein Spritzgießen mit minimaler Takt
zeit bei optimaler Oberflächenqualität ermöglichen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch
die Merkmale des Patentanspruches 1 und hinsichtlich des
WC-Sitzes/Deckels durch die Merkmale des Patentanspruches 10 ge
löst.
Durch die Maßnahme, einen Kern der WC-Sitzanordnung aus einem Material herzu
stellen, der einen vergleichsweise großen Anteil an Holz
partikeln enthält, kann die Taktzeit beim Spritzgießen ei
nes Kerns gegenüber den herkömmlichen Lösungen auf ein
Drittel reduziert werden, da der mit Holzpartikeln ver
setzte Kern auch bei vergleichsweise hoher Entformungstem
peratur eine hinreichende Formbeständigkeit aufweist. Da
durch kann der Kern bei vergleichsweise hohen Temperaturen
aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen und dem weiteren Ver
arbeitungsschritt zum Umspritzen zugeführt werden.
Die erforderliche
Oberflächenqualität wird durch eine Umhüllung des Kerns gewährleistet.
Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
WC-Sitzanordnung mit dem im wesentlichen aus Holzpartikeln beste
henden Kern kann auf einfache Weise entsorgt werden, da das
gesamte Formteil lediglich zerkleinert und das Recyclat
wieder dem Herstellprozeß zum Spritzgießen eines Formteil
kernes zuführbar ist.
Erste Versuche haben gezeigt, daß das Kernmaterial be
stehend aus Holzpartikeln und einem als Binder wirkenden
Thermoplast durch den Spritzgießvorgang sehr stark verdich
tet wird, so daß der Kern mit hoher Dichte vorliegt und
sich somit das gewünschte hohe Eigengewicht des Formteiles
einstellt.
Ein weiterer positiver Aspekt der Neuerung dürfte darin
zu sehen sein, daß ein im wesentlichen aus Holzpartikeln
hergestellter WC-Sitz im Zuge der derzeitigen Öko-Bewegung
sehr gut vermarktbar sein dürfte, da er zu einem großen An
teil aus biologisch abbaubaren Komponenten besteht.
Durch das Spritzgießverfahren ist es des weiteren ge
währleistet, daß die Formteilqualität sowohl hinsichtlich
der Maßhaltigkeit als auch hinsichtlich der Gleichmäßigkeit
der Oberfläche den bisherigen duroplastischen Lösungen zu
mindest ebenbürtig ist.
Die WC-Sitzanordnung läßt sich mit kurzer Taktzeit und optima
ler Formteilqualität herstellen, wenn der Anteil an Holz
partikeln im Kern mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise 70 Gew.-%
beträgt und/oder der Partikeldurchmesser zwischen 0,1 und
1,0 mm liegt. Da die Holzpartikel in der Regel aus Sägespä
nen oder spanartigen Holzbearbeitungsrückständen bestehen,
entspricht der Partikeldurchmesser im wesentlichen der
Spanlänge.
Bei Vorversuchen hat es sich gezeigt, daß sich mit ei
ner relativen Restfeuchte des verwendeten Holzes von weni
ger als 10%, vorzugsweise weniger als 5% optimale
Ergebnisse erzielen lassen. Durch die Restfeuchte, die wäh
rend des Spritzgießvorganges entweicht, muß die Zuhalte
kraft des Spritzgießwerkzeuges gegenüber Rohmaterialien mit
sehr geringer Restfeuchte höher ausgelegt werden, so daß
aufgrund der hohen Zuhaltekräfte und des ausgasenden Was
serdampfes und des damit verbundenen Druckes eine hohe Ver
dichtung des Kernmateriales erfolgt, die das Formteilge
wicht in der gewünschten Weise erhöht. Dazu kommt, daß auf
grund des hohen Forminnendruckes das Entstehen von die
Oberflächenqualität verringernden Einfallstellen auf ein
Minimum reduzierbar ist.
Die Taktzeit des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich
auf ein Minimum reduzieren, wenn der Kern bei Temperaturen
von mehr als 80°C, vorzugsweise zwischen 95°C und 120°C
entformt wird. Da sich herkömmliche WC-Sitzanordnungen ohne Holzan
teil in der Regel nicht bei derart hohen Temperaturen ent
formen lassen, kann die Abkühlzeit und damit die Taktzeit
gegenüber herkömmlichen Lösungen verringert werden.
Eine aus fertigungstechnischer Hinsicht flexible und
einfach zu bedienende Fertigungseinheit hat zwei Spritz
gießmaschinen, von denen an einer lediglich Kerne und an
der anderen lediglich die Umhüllung gespritzt wird.
Die Fließfront beim Spritzen der Umhüllung läßt sich
besonders gleichmäßig ausgestalten, wenn die Schmelze durch
Ausnehmungen des Kerns hindurch eingespritzt wird. Die
Rückseite kann dabei auch durch sog. Kernziehen nach An
spritzen der Vorderseite gefüllt werden, falls eine Dis
tanzhaltung nach Fig. 2 nicht ausreichend ist.
Diese Ausnehmung kann mit einem Zentrierabschnitt ver
sehen werden, so daß der Kern durch die Spritzdüse der
Spritzgießmaschine zentriert wird, die in diesen Zentrier
abschnitt eintaucht.
Bei einem alternativen Spritzgießverfahren wird zu
nächst eine Seite der Umhüllung und nach Rückziehen eines
Kernes eines Werkzeugs in einem weiteren Arbeitsgang die
Rückseite ausgebildet. Mit dieser Kernzugtechnik ist der
Kern während des Spritzgießvorganges zuverlässig in
seiner gewünschten Position fixiert, so daß Asymmetrien
vermieden werden können.
In einer bevorzugten Variante wird der WC-Sitz über
vier Anspritzpunkte angespritzt, so daß eine gleichmäßige
Füllung der Werkzeugkavität bewirkbar ist.
Das Kernmaterial wird vorzugsweise aus einer Mischung
aus Holz und Polyolefinen, beispielsweise Polypropylen her
gestellt; die Umhüllung kann ebenfalls aus Polyolefinen,
ABS, Nylon, etc. hergestellt werden.
Die Wandstärke der erfindungsgemäßen WC-Sitzanordnungen beträgt
in der Regel zumindest 8 mm.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilgeschnittene Darstellung einer WC-
Sitzanordnung;
Fig. 2 eine Detaildarstellung eines Spritzgießwerkzeu
ges und
Fig. 3 und 4 eine Fließsimulation beim Umspritzen
eines Kernes der WC-Sitzanordnung aus Fig. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte WC-Sitzanordnung 1 hat ei
nen in üblicherweise ausgebildeten, ringförmigen WC-Sitz 2
und einen verschwenkbar mit diesem verbundenen WC-Deckel 4.
Die WC-Sitzanordnung 1 wird über eine nicht gezeigte
Gelenkeinrichtung, über die auch der Deckel 4 am Sitz 2
angelenkt ist, an einem nicht dargestellten WC-Becken befe
stigt.
Wie aus den Schnittdarstellungen des Sitzes 2 und des
Deckels 4 hervorgeht, bestehen diese aus zwei Komponenten,
wobei jeweils ein Kern 6 aus einem Kernmaterial besteht,
das Holzpartikel enthält, die mit einem Thermoplast ver
mischt sind. Dieser holzhaltige Kern 6 ist mit einer Umhül
lung 8 aus einem Thermoplast umgeben.
Als thermoplastisches Material für den Kern 6 und für
die Umhüllung 8 können Polyolefine, insbesondere Polypropy
len und andere hochfeste Kunststoffe, wie beispielsweise
ABS, Nylon, etc. und deren verstärkte Varianten eingesetzt
werden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anwendung werden für
das Kernmaterial bei der Holzbearbeitung anfallende Holz
späne verwendet, die vorzugsweise eine der nachstehenden
Tabelle 1 entnehmbare Partikelgrößenverteilung aufweisen.
Die Tabelle 1 entnehmbare Fraktion läßt sich beispiels
weise durch Sieben herstellen. Demgemäß liegt die mittlere
Partikelgröße etwa bei 0,4 mm, wobei die maximale Partikel
größe etwa 8 mm beträgt und der Feinstanteil mit Partikeln
von weniger als 0,2 mm etwa 6% ist. Da beim Siebvorgang in
der Regel die Spanlänge maßgeblich ist, haben die verwende
ten Holzstäbe entsprechend eine Maximallänge von 8 mm.
Prinzipiell sind jedoch auch andere Partikelgrößen einsetz
bar, wobei festzustellen ist, daß eine größere Spanlänge
dem Formteil eine bessere Festigkeit verleiht, dabei aller
dings die Gefahr besteht, daß lange Späne (< 8 mm) während
des Verarbeitungsvorganges vom Kernbereich in den Umhül
lungsbereich eindringen.
Die Spannfraktion wird mit einem Polyolefin, beispiels
weise Polypropylen (PP) vermischt, wobei der Anteil an
Holzspänen etwa 60 bis 75, vorzugsweise 70% betragen soll.
Die Holzspäne oder das Holzmehl wird auf eine vorbe
stimmte relative Restfeuchte getrocknet, die bei dem be
schriebenen Ausführungsbeispiel etwa 5% beträgt.
Die im folgenden Arbeitsgang ausgebildete Umhüllung 8
besteht aus den eingangs genannten Materialien, d. h. PP,
Nylon, ABS, etc.
Die Herstellung der in Fig. 1 dargestellten Bauele
mente der WC-Sitzanordnung erfolgt beim erfindungsgemäßen
Verfahren in einem Spritzgießvorgang.
Für das Bauteil - d. h. Sitz 2 oder Deckel 4 - sind da
bei zumindest zwei Spritzgießmaschinen mit jeweils einem
Werkzeug vorgesehen, wobei im Werkzeug der ersten Spritz
gießmaschine der Kern 6 ausgebildet und im Werkzeug der
zweiten Spritzgießmaschine das Umspritzen des Kernes 6 zum
Ausbilden der Umhüllung 8 durchgeführt wird.
Aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Dichten der
Holzspäne und des damit vermischten Kunststoffes erfolgt
die Mischung mit dem vorbeschriebenen Mischungsanteil
(70 Gew.-% Holzspäne und 30 Gew.-% Kunststoff) unmittelbar an
der Maschine über Dosierbandwaagen, so daß durch einen
Transportvorgang keine Entmischung zwischen dem Silo und
der Spritzgußmaschine auftreten kann.
Die Verarbeitung des mit Holzpartikeln vermischten
Kunststoffgranulates erfolgt mit einer im wesentlichen han
delsüblichen Spritzgießmaschine, wobei die Massetemperatur
etwa 140°C bis 160°C beträgt. Diese Massetemperatur ist et
was niedriger als bei der Verarbeitung von reinem Polypro
pylen um eine thermische Zersetzung der Holzanteile zu ver
hindern. Allerdings darf die Masse nicht zu lange im Zylin
der verbleiben, da dann auch bei niedriger Massetemperatu
ren eine Zersetzung dann nicht zu verhindern ist.
Beim Einspritzen der holzhaltigen Masse in die Werk
zeugkavität der ersten Spritzgußmaschine wird das in den
Holzspänen enthaltene Wasser verdampft und versucht als
Wasserdampf aus der Spritzgießform zu entweichen. Dadurch
baut sich in der Spritzgießform ein zusätzlicher Druck auf,
der über einen entsprechenden Zuhaltdruck kompensiert wer
den muß. Der zusätzlich zur Kompensation des Gasdruckes
aufzubauende Druck kann 50% über demjenigen Druck liegen,
wie er bei der Verarbeitung eines vollständig getrockneten
Materials erforderlich wäre. Durch den erhöhten Zuhalte
druck und den entsprechenden Massedruck in der Kavität wird
der Bildung von Einfallstellen im Randbereich des Kernes 6
entgegengewirkt, so daß die Formteilqualität durch geeig
nete Einstellung der Restfeuchte positiv beeinflußbar ist.
Nach vollständiger Füllung der Kavität wird das Form
teil durch die Werkzeugkühlung abgekühlt, bis das Formteil
eine Temperatur von etwa 95°C erreicht hat. Vorversuche ha
ben gezeigt, daß das Formteil bei dieser Temperatur eine
hinreichende Formstabilität aufweist, so daß es ohne Verzug
aus dem Werkzeug der ersten Spritzgießmaschine entnehmbar
ist. Die entsprechenden Entformungstemperaturen bei der
Verarbeitung von reinem Polypropylen wären wesentlich nied
riger. Die gute Entformbarkeit bei höheren Temperaturen re
sultiert aus dem Holzanteil, der eine Faserteppichstruktur
bildet, die dem Formteil eine gewisse Eigenstabilität ver
leiht.
Gegenüber reinen Thermoplastformteilen hat der holzhal
tige Kern den Vorteil, daß er einen höheren Elastizitätsmo
dul, eine verringerte Schwindung, eine bessere Entformbar
keit, eine geringere Kühlzeit und ein höheres spezifisches
Gewicht aufweist.
Der auf 95°C abgekühlte Kern 6 wird anschließend von
Hand oder über ein geeignetes Handlingsgerät in das Werk
zeug der zweiten Spritzgießmaschine eingelegt und anschlie
ßend die Umhüllung 8 aus den vorgenannten Materialien ge
spritzt.
In Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Werkzeug 10 der
zweiten Spritzgießmaschine dargestellt. Es handelt sich da
bei um ein Werkzeug 10 mit Einfach- oder Mehrfachnutzen,
das in üblicher Bauart eine auswerferseitige Werkzeughälfte
12 und eine düsenseitige Werkzeughälfte 14 hat, die im dar
gestellten geschlossenen Zustand des Werkzeuges 10 gemein
sam eine Kavität 16 bilden. In der düsenseitigen Werkzeug
hälfte 14 ist eine Spritzdüse 18 vorgesehen, die als Heiß
kanal- oder Kaltkanaldüse ausgeführt sein kann. Bei dem in
Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der wie vor
stehend beschrieben hergestellte Kern 6 mittig in die Kavi
tät 16 eingelegt, wobei die Zentrierung und Halterung des
Kerns 6 über geeignete Halteelemente und einen Zentriervor
sprung 20 erfolgt, der in eine Zentrierbohrung 22 des Kerns
6 eintaucht, so daß die Zentrierung des Kernes 6 auch durch
die Düse 18 selbst erfolgt. Selbstverständlich müssen neben
dem Zentriervorsprung 20 noch weitere Halteelemente in der
Kavität 16 vorgesehen werden.
Alternativ dazu kann die Kavität 16 auf der Rückseite
der Zentrierstifte 18 durch sog. Kernziehen erreicht wer
den, sollten die Zentrierstifte den Spritzdruck in der Ka
vität 16 nicht auffangen.
In dem Kern 6 sind des weiteren noch Durchtrittsbohrun
gen 22 für die Schmelze vorgesehen, die im Bereich der Zen
trierbohrung 22 ausgebildet sind.
Da es sich sowohl bei dem Sitz 2 als auch beim Deckel 4
um sehr große Bauelemente handelt, wird das Bauteil in der
Regel nicht über eine Düse 18, sondern über mehrere Düsen
anspritzt. Bei der Ausbildung des Sitzes 2 hat man bei
spielsweise durch Einspritzen der Schmelze über vier An
spritzpunkte optimale Ergebnisse herbeigeführt.
Wie Fig. 2 entnehmbar ist, wird das Material zur Aus
bildung der Umhüllung 8 durch die Zentrierbohrung 22 und
damit durch den Kern 6 hindurch zur auswerferseitigen Flä
che des Sitzes 2 gespritzt, so daß die Schmelze zunächst
den zur Zentrierbohrung 22 benachbarten Bereich der Kavität
16 füllt und dann die sonstigen Umfangswandungen durch Um
strömen des Kernes 6 und Durchströmen der Durchtrittsboh
rung 24 füllt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Füllung der Kavität 16
nach 0,5 sec. Füllzeit von der Unterseite (Fig. 3) und von
der Oberseite (Fig. 4) des Sitzes 2 her gesehen. Im vor
liegenden Fall wäre die Unterseite der Auswerferseite des
Werkzeuges zugewandt.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wurden bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel vier Anspritzpunkte mit jeweils einer der Dü
sen 18 gewählt, so daß die Schmelze nach 0,5 sec. zunächst
vier Teilbereiche der Kavität im Bereich der Düsen 18 an
der Sitzunterseite füllt. Die Sitzoberseite (Düsenseite des
Werkzeuges) wird erst nach Umströmen des Kernes 6 und
Durchströmen der Durchtrittsbohrungen 24 umströmt, so daß
dieser Bereich ausweislich Fig. 4 später gefüllt wird.
Nach etwa einer Sekunde laufen die Fließfronten 26, 28
im Mittelbereich des Sitzes zusammen und die Randbereiche
30, 32 der Umhüllung 8 des Sitzes 2 sind nach etwas mehr
als zwei Sekunden vollständig gefüllt, wobei sich die
Fließfronten in Pfeilrichtung aufeinander zu bewegen. Nach
vollständiger Füllung der Kavität 16 und Aufbringen eines
geeigneten Nachdruckes zum Verhindern von Einfallstellen
wird der fertig gespritzte WC-Sitz 2 auf seine Entfor
mungstemperatur abgekühlt, die wesentlich niedriger ist als
die Entformungstemperatur des zuvor gefertigten Kernes.
Die Kühlzeit zur Abkühlung der Umhüllung 8 auf die Ent
formungstemperatur entspricht jedoch aufgrund der geringen
Wandstärke im wesentlichen der Kühlzeit zur Abkühlung des
dickwandigen Kernes auf die Entformungstemperatur von etwa
90°C, so daß die Taktzeiten der beiden Spritzgießmaschinen
etwa aufeinander abgestimmt sind.
Nach der Abkühlung und Entnahme des fertigen WC-Sitzes
liegt ein Formteil mit höchster Formqualität, bei hohem
spezifischem Gewicht vor, das auf einfache Weise in den
Rohstoffprozeß zurückführbar ist, da die verwendeten Mate
rialien thermisch zersetzbar, kompostierbar und als Recyc
lat zur Herstellung des Kernes 6 verwendbar ist.
Selbstverständlich ist die Verwendung des erfindungsge
mäßen Verfahrens nicht auf die Herstellung von WC-Sitz
anordnungen beschränkt, sondern es können auch andere dick
wandige Bauelemente, wie beispielsweise Türen, Fensterbret
ter, WC-Becken, etc. hergestellt werden.
Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren
auch durch entsprechende Werkzeugkonstruktion an einer ein
zigen Spritzgießmaschine durchgeführt werden, wobei bei
spielsweise Drehtische, Mehretagen- oder Umsetzwerkzeuge
einsetzbar sind. Entsprechende Technologien sind Stand der
Technik und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.
Bei dem vorbeschriebenen Verfahren wird der vorgefer
tigte Kern 6 des Formteils mittels Haltestiften in der Ka
vität 16 des Werkzeugs 10 gehalten. Bei ungünstigen Be
triebsbedingungen (abhängig von der Schmelzetemperatur, dem
verwendeten Kunststoff, dem Druck etc.) kann es vorkommen,
daß der auf die Stifte aufgesetzte Kern 6 durch die
Schmelzfront verformt oder von der vorbestimmten Position
wegbewegt wird. Um derartige Asymmetrien zu vermeiden, wird
in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zunächst nur die Vorderseite des Formteils (der
Spritzdüse zugewandte Seite) ausgebildet, wobei die Kavität
an der Rückseite durch Verfahren eines Kerns in eine
vorgeschobene Position für die Schmelzfront unzugänglich
ist. Nach Ausbilden der Vorderseite des Formteils wird der
Werkzeugkern zurückgezogen, so daß der rückseitige Teil der
Kavität 16 für die Schmelzfront zugänglich ist und in einem
darauffolgenden Schritt ausgebildet wird. Der Kern 6 ist
bei dieser Verfahrensweise zunächst durch den
verschiebbaren Werkzeugkern zuverlässig in seiner Symme
trieposition fixiert. Nach dem Zurückziehen des Werkzeug
kernes verbleiben - ähnlich wie bei der vorbeschriebenen
Vorgehensweise - Stifte in Anlage an dem vorgefertigten,
noch nicht umspritzten Teil des Kerns 6, wobei das zuvor
ausgespritzte Vorderteil des Formteils (WC-Deckel 4) zu
sätzlich zur Fixierung beiträgt.
Offenbart ist ein Spritzgießverfahren zum Herstellen
eines dickwandigen Formteiles und ein nach einem derartigen
Verfahren hergestelltes Formteil, wobei ein Kern des Form
teiles aus einem holzhaltigen Kernmaterial hergestellt ist,
das mit einem Thermoplast umspritzt wird.
Claims (14)
1. Spritzgießverfahren zum Herstellen einer WC-Sitzanord
nung aus WC-Sitz (2) und/oder WC-Deckel (4) gekenn
zeichnet durch die Schritte:
- - Bereitstellen einer Fraktion aus Holzpartikeln mit ei ner vorbestimmten Größenverteilung und Restfeuchte;
- - Mischen eines Kernmateriales aus einem Anteil der Frak tion und einem Anteil an Thermoplast;
- - Spritzgießen eines holzhaltigen Kernes (6) und
- - Umspritzen des Kerns (6) mit einer Umhüllung (8) aus Thermoplast.
2. Spritzgießverfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Anteil an Holzpartikeln zumindest
50 Gew.-%, vorzugsweise 70 Gew.-% beträgt.
3. Spritzgießverfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß der mittlere Partikeldurch
messer zwischen 0,1 und 1,0 mm liegt.
4. Spritzgießverfahren nach einem der vorhergehenden Pa
tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rest
feuchte weniger als 15%, vorzugsweise 5% beträgt.
5. Spritzgießverfahren nach einem der Patentansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entformungstem
peratur des Kernes (6) größer als 80°C, vorzugsweise
95°C bis 120°C ist.
6. Spritzgießverfahren nach einem der vorhergehenden Pa
tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ge
spritzte Kern (6) entformt und zum Umspritzen in das
Werkzeug (10) einer anderen Spritzgießmaschine einge
legt wird.
7. Spritzgießverfahren nach einem der vorhergehenden Pa
tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhül
lung (8) durch zumindest eine Ausnehmung (22) des Ker
nes (6) hindurchgespritzt wird.
8. Spritzgießverfahren nach Patentanspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß beim Spritzen der Umhüllung (8) eine
Spritzdüse (18) der Spritzgießmaschine mit einem Zen
triervorsprung (20) in die Ausnehmung (22) des Kernes
(6) eintaucht.
9. Spritzgießverfahren nach einem der vorhergehenden Pa
tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhül
lung (8) über vier Anspritzpunkte angespritzt wird.
10. Spritzgießverfahren nach einem der vorhergehenden Pa
tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein
spritzdüsenseitiger Abschnitt des Kernes (6) umspritzt
wird, und daß in einem darauffolgenden Arbeitsgang nach
Zurückziehen eines die Rückseite abdeckenden Werkzeug
kernes ein auswerferseitiger Teil der Umhüllung (8)
ausgebildet wird.
11. WC-Sitz und/oder WC-Deckel mit einem Kern (6), der mit
einer Thermoplastumhüllung (8) umgeben ist, hergestellt
nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Patent
ansprüche.
12. WC-Sitz und/oder WC-Deckel nach Patentanspruch 11, da
durch gekennzeichnet, daß der Kern (6) zumindest eine
Zentrierbohrung (22) hat, die von zumindest zwei Durch
trittsbohrungen (24) für die Schmelze umgeben ist.
13. WC-Sitz und/oder WC-Deckel nach Patentanspruch 11 oder
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus Holz und Po
lypropylen und die Umhüllung aus Polypropylen, ABS oder
Nylon besteht.
14. WC-Sitz und/oder WC-Deckel nach einem der Patentansprü
che 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke
zumindest 8 mm beträgt.
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- 1997-07-15 DE DE1997130330 patent/DE19730330C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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---|---|
DE19730330A1 (de) | 1999-01-21 |
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