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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Artikeln,
welche allgemein aus Plastikmaterial gefertigt sind, insbesondere
(aber nicht nur) auf Platten mit überformten Teilen.
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Die
Artikel, auf die sich diese Erfindung bezieht, können entweder durchsichtig,
oder undurchsichtig sein, und auch die Teile, welche darauf angeformt
werden, können
entweder durchsichtige oder undurchsichtige sein, welche aus demselben
Material gefertigt werden, wie die Artikel oder aus einem anderen
Material. Die Teile können
vielmehr an peripheren Gebieten des Artikels angeformt werden, beispielsweise
auf eine kontinuierliche oder diskrete Weise entlang ihrer peripheren
Kante, oder sonst wie in verschiedenen Gebieten.
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Für die Bequemlichkeit
der Behandlung wird jedoch Bezug genommen auf das, was ab und zu
Gegenständen
passiert, welche aus einem durchsichtigen Plastikmaterial gefertigt
sind und angeformten Teilen, welche aus einem undurchsichtigen Plastikmaterial
gefertigt sind, wobei die Definitionen auch so verstanden werden,
dass sie jede andere verschiedenartige Kombination der oben verdeutlichten
Begriffe beinhalten.
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Stand der
Technik
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Üblicherweise
werden Platten, welche aus einem durchsichtigen Plastikmaterial
gefertigt werden, mittels Spritzgießen hergestellt: Das durchsichtige
Material, typischerweise ein Polycarbonat, ist sehr viel empfindlicher
als andere Plastikmaterialien gegenüber Fließlinien, Verbindungsstücken etc.,
so sehr, dass wenn die Dimensionen der Produkte größer werden,
die Schwierigkeiten der Injektion darin bestehen, dass es unmöglich ist,
bestimmte typische ästhetische
und optische Defekte zu eliminieren, außer wenn ausgesprochen ausgetüftelte Injektionssysteme
eingesetzt werden. Für
Artikel mit kleinen Dimensionen, wird das so genannte „Filminjektions"-System auf effektive
Weise genutzt. Dieses System ermöglicht
es, dass viele der typischen Probleme dieser durchsichtigen Plastikmaterialien
gelöst werden
können,
aber wenn die Dimensionen größer werden,
sorgt es nicht auf ausreichende Weise dafür, dass hohe Qualitätstandards
erreicht werden. Darüber
hinaus beinhaltet dieser Typ von Injektion das Schneiden der Fortsätze des
Films, welche von der geformten Platte hervorstehen, wobei solche
Fortsätze
eine im Hinblick auf die des Produktes nicht zu vernachlässigende
Masse aufweisen und wobei sie eine beträchtliche Materialverschwendung
bedeuten. Des Weiteren ist für
die durchsichtigen Platten, hinsichtlich der verschiedenen Anwendungen,
für welche
sie konzipiert wurden (und insbesondere im Fall der Verwendung im
Automobilbereich oder auf dem Gebiet der Plasmafernseher), die Verminderung
von inneren Restspannungen („In-Formspannungen") von fundamentaler
Bedeutung. Diese Spannungen neigen tatsächlich dazu, das Produkt zu
deformieren, wodurch seine optischen Eigenschaften verändert werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Der
Zweck der Erfindung ist es, die Beschränkungen die einhergehen mit
herkömmlichen Injektionssysteme
zu überwinden
und eine effiziente Herstellung von Artiklen möglich zu machen, welche aus
durchsichtigem Material gefertigt sind (oder wie gesagt, undurchsichtiges
Material) mit undurchsichtigen Teilen (oder wie gesagt, durchsichtigen
Teilen), welche optimale ästhetische
und optische Eigenschaften aufweisen, sowie optimale mechanische
Eigenschaften und welche frei von Deformationen sind.
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Im
Hinblick darauf, dieses Ziel zu erreichen, ist es die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die Herstellung von Artikeln,
welche aus Plastikmaterial gefertigt sind, mit angeformten Teilen,
welche aus Plastikmaterial gefertigt sind, bereitzustellen, welches
grundsätzlich
dadurch gekennzeichnet ist, dass die Teile, welche aus Plastikmaterial
gefertigt sind, zumindest teilweise durch Injektionskompression
auf den Artikel angeformt werden.
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Im
Falle einer transparenten Platte und von Teilen, welche darauf angeformt
wurden und aus undurchsichtigem Material gefertigt wurden, wird
die erfindungsgemäße Vorrichtung
umfassen:
eine Form, eine erste Formungsstation und eine zweite
Formungsstation; wobei
das durchsichtige Plastikmaterial in
die Form in der ersten Formungsstation eingespritzt wird, um auf
diese Weise den Artikel zu erzeugen; und
das undurchsichtige
Plastikmaterial in der Form in der zweiten Formungsstation eingespritzt
und komprimiert wird, um die Teile auf vorbestimmten Gebieten des
durchsichtigen Artikels zu anzuformen.
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Für den Fall,
dass die Gebiete aus einem peripheren Gebiet des Artiklelsbestehen,
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
bequemerweise einen Satzes von ersten Injektoren in der ersten Formungsstation
und einen Satz von zweiten Injektoren in der zweiten Formungsstation
verwenden, wobei die ersten und zweiten Injektoren in einer Position
ausgerichtet sind, welche direkt mit dem peripheren Gebiet der herzustellenden
Artikels korrespondiert.
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Das
Einspritzen von Plastikmaterial auf den Artikel kann vorteilhafterweise
in Übereinstimmung mit
einer bestimmten sequentiellen Art und Weise ausgeführt werden
und auch dieses Einspritzen kann gefolgt werden von einem Schritt
der Nach-Kompression.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun im Detail beschrieben unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen, wobei eine typische Anwendung der Erfindung lediglich
beispielhaft illustriert wird, wobei:
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1 eine
schematische Rückansicht
der Platte ist, welche aus zwei Komponenten Plastikmaterial gefertigt
wurde und welche durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erhalten wurde;
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2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht von 1 ist;
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3 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht ist, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung während eines
ersten Verfahrensschritts;
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4 eine
Querschnittsansicht ist, in Übereinstimmung
mit der Linie IV-IV aus 3;
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5 eine ähnliche
Ansicht wie die aus 3 ist, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung während eines
zweiten Verfahrensschritts zeigt;
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6 eine
Querschnittsansicht ist, in Übereinstimmung
mit der Linie VI-VI aus 5, und
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7 eine
schematische Darstellung der nachfolgenden Schritte eines Verfahrens
ist, welche unter Verwendung einer Presse des Stapelformtyps ausgeführt werden.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die 1 und 2 der
beigefügten
Zeichnungen sind schematische Darstellungen eines Beispiels für einen
Artikel, welcher gefertigt wurde aus einem 2-Komponenten-Plastikmaterial, welches
erhalten wurde mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Der
Artikel besteht aus einer Platte 1, welche aus Plastikmaterial
gefertigt ist, beispielsweise (aber nicht notwendigerweise) einem
durchsichtigen Plastikmaterial, typischerweise Polycarbonat. Auf
der Rückseite
der Platte 1 befindet sich ein umlaufender (perimetraler)
Rahmen 2, welcher aus Plastikmaterial angeformt ist. Der
Rahmen 2 besteht beispielsweise (aber nicht notwendigerweise)
aus einem undurchsichtigen Plastikmaterial, welches mit Fortsätzen und Vorsprüngen 3 angeformt
wurde, die für
den Zusammenbau der Platte im Betriebszustand nützlich sind.
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Das
Verfahren zur Herstellung eines solchen Zwei-Komponenten-Produkts
sieht zwei aufeinander folgende Schritte vor, welche im Folgenden
im Zusammenhang mit jeweils den 3, 4 und 5, 6 beschrieben
werden.
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Es
sollte festgehalten werden, dass das Verfahren sowohl auf einer
Presse zum Injektionsformen implementiert werden kann, welche ausgestattet
ist mit einer drehenden Platte als auch auf einer Presse des Stapelformtyps,
welche eine zentrale drehende Oberfläche aufweist. In beiden Fällen wird
dann auf 7 Bezug genommen.
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In
beiden Fällen
werden Formungsstationen bereitgestellt, wobei die erste mit dem
Bezugszeichen 7 bezeichnet wird und die zweite mit dem
Bezugszeichen 8, und zwar in korrespondierenden Positionen,
an denen nachfolgend eine Form 9 angeordnet wird.
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Die
erste Formungsstation 7 ist mit einem Satz von ersten Injektoren 4 eines
allgemein herkömmlichen
Typs ausgestattet mit einer direkt eingebrachten Schiebernadel 11,
welche axial zwischen einer geschlossenen Position und einer geöffneten Position
zum Einbringen des durchsichtigen Plastikmaterials in die Form 9 verschoben
werden kann, das auch auf einem an sich bekannten Weg, von einer heißen Kammer
kommt und durch ein Verflüssigungssystem
bereitgestellt wird.
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Es
sollte festgehalten werden, dass die Injektoren 4 mit jeweiligen
Ringmuttern ausgestattet sind, welche in im Wesentlichen abgedichtetem
Kontakt mit der Form 9 angeordnet sind, deren Gestaltung (aus
Gründen
der Kürze
hierin nicht dargestellt oder beschrieben ) innovativen Typs sein
kann und für eine
optimale Steuerung der Temperatur sorgen kann, wobei die Ringmuttern
den Gegenstand einer parallelen italienischen Patentanmeldung bilden, welche
zum gleichen Datum wie die prioritätsbegründende italienische Patentanmeldung
durch den vorliegenden Anmelder eingereicht wurde.
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Die
Injektoren 4 der ersten Formungsstation 7 sind
zueinander ausgerichtet und bezüglich
der Form 9 in einer Position positioniert, welche direkt korrespondiert
mit einem peripheren Gebiet der zu formenden durchsichtigen Platte 1.
Das periphere Gebiet wird in 4 mit dem
Bezugszeichen 10 bezeichnet und besteht aus einem Band,
welches benachbart ist zu einer der größeren Seiten der Platte 1.
Das Band liegt innerhalb der in inneren Grenze (in der gleichen 4 mit 5 bezeichnet)
des umfänglichen
Rahmens 2, welcher nachfolgend in der zweiten Formungsstation 8 geformt
wird.
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Im
Falle des dargestellten Beispiels sind sieben Injektoren 4 der
ersten Formungsstation 7 vorhanden: Sie werden jeweils
in 4 bezeichnet, mit u1 für den mittleren, mit u2 und
u3 für
diejenigen, welche an gegenüber
liegende Seiten des mittleren Injektors u1 angrenzen, mit u4 und
u5 für
diejenigen, welche an gegenüber
liegende Seiten der Injektoren u3 und u2 angrenzen und mit u6 und
u7 für
diejenigen, welche jeweils, an die Injektoren u4 und u5 angrenzen.
Natürlich
kann die Anzahl der Injektoren in Übereinstimmung mit den Dimensionen
der Platte größer oder
kleiner sein, aber Arten und Weisen ihre Betätigung werden in jedem Falle ähnlich sein
zu den unten beschriebenen.
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Nach
dem Schließen
der Form 9 werden die Injektoren 4 aktiviert,
um das durchsichtige Plastikmaterial in die Form 9 einzubringen.
Die Aktivierung kann gleichzeitig oder anders erfolgen. Auf vorteilhafte
Weise kann sie ausgeführt
werden, gemäß einer bestimmten
sequentiellen Art und Weise beginnend von dem mittleren Injektor
u1 in Richtung der endständigen
Injektoren u6 und u7 wie in einer parallelen italienischen Patentanmeldung
beschrieben und veranschaulicht, welche am gleichen Datum der prioritätsbegründenden
italienischen Patentanmeldung durch den vorliegenden Anmelder eingereicht
wurde.
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Obwohl
im Falle des dargestellten Beispiels die Injektoren 4 in
einer Ausrichtung lediglich entlang des peripheren Gebiets 10 der
Platte 1 angeordnet sind, d. h. wie gesagt wurde, gibt
es entlang einer ihrer größeren Seiten,
keine bestimmten Beschränkungen
beim Vorsehen von weiteren Injektoren auch entlang der kleineren
Seiten und auch entlang der anderen größeren Seite der Platte 1.
Experimentelle Tests, welche durch den vorliegenden Anmelder durchgeführt wurden,
haben jedoch gezeigt, dass die Anordnung, welche in dem Beispiel
veranschaulicht ist, normalerweise zur optimalen Befüllung des
Hohlraumes der Form 9 auch bei Platten mit großen Abmessungen
ausreichend ist.
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Für den Fall,
dass die Platte 1 große
Abmessungen aufweist, ist die Verminderung von verbleibenden inneren
Spannungen von fundamentaler Bedeutung, da diese am Ende des Einspritzens
des durchsichtigen Plastikmaterials erzeugt werden können, wobei
die inneren Spannungen möglicherweise Deformationen
verursachen und die optischen Eigenschaften der Platte an sich verändern.
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Aus
diesem Grund wird, wie vorstehend beschrieben, die ausgeführte Einspritzung
in die erste Formungsstation 7 vorteilhafterweise von einem Kompressionsschritt
zur Formung der Platte 1 gefolgt werden. Dieser Schritt
der Nach-Kompression
kann auf eine herkömmliche
Art und Weise ausgeführt werden:
In dem Fall, wo die Vorrichtung eine Presse des Stapelformungstyps
verwendet, aufweisend eine drehende Doppelform und eine doppelte
Gegenform, kann dieser Schritt in Übereinstimmung mit dem, was in
der deutschen Patentanmeldung Nr. DE-A-102 17 584 beschrieben ist,
ausgeführt
werden.
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Am
Ende des Formens der durchsichtigen Platte 1, können auf
ihrem peripheren Gebiet 10 die Indikatoren oder Markierungen
(in Form von kleinen Kratern) der Injektionspunkte identifiziert
werden, die den Düsen
der Injektoren u1 bis u7 entsprechen.
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Die
Form 9 wird dann in eine Position gebracht, welche der
zweiten Formungsstation 8 entspricht und welche in den 5 und 6 dargestellt
wird. Auch in diesem Fall wird zumindest ein Satz von Injektoren 6 bereitgestellt,
welche ausgerichtet sind entlang des peripheren Gebiets 10 der Platte 1 und
eventuell ein zweiter Satz von Injektoren 6, welcher ausgerichtet
ist in einer Position korrespondierend mit dem gegenüber liegenden
Gebiet (d. h., der anderen größeren Seite
der Platte 1), wie in 6 dargestellt.
Die Düsen
der Injektoren 6 werden in dieser Figur durch „us" identifiziert.
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Die
Injektoren 6 des einen oder der mehreren Sätze können hinsichtlich
der Anzahl weniger sein als die Injektoren 4 der Formungsstation 7,
beispielsweise vier an der Zahl und es ist nicht notwendig, dass
es welche mit Düsennadeln
sind. Die se Düsen 6 können sequentiell
gesteuert werden oder stattdessen mit gleichzeitiger Öffnung.
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Das
undurchsichtige Plastikmaterial, welches durch die Düsen 6 eingespritzt
wird und infolgedessen komprimiert wird, wird den peripheren Rahmen 2 bilden,
wobei es auf die Rückseite
der durchsichtigen Platte 1 zwischen der umlaufenden (perimetralen)
Linie und der peripheren Kante davon angeformt ist, wobei die Indikatoren
oder Markierungen der Injektionspunkte, die den Düsen u1 bis
u7 entsprechen, der ersten Formungsstation 7 überdeckt werden.
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Der
Schritt der Nach-Kompression des peripheren Rahmens 2 kann
beispielsweise für
den Fall, dass die Formungsvorrichtung eine Stapelformungspresse
verwendet, auf die Art und Weise ausgeführt werden, welche schematisch
in den aufeinander folgenden Schritten 1 bis 6 der 6 dargestellt
ist, oder anderweitig auf verschiedene und effizientere Weisen,
welche beschrieben werden in den parallelen italienischen Patentanmeldungen,
welche am gleichen Datum der prioritätsbegründenden italienischen Patentanmeldung
durch den vorliegenden Anmelder eingereicht wurden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
es, alle die Beschränkungen,
welche durch herkömmliche
Formungssysteme auferlegt werden, zu überwinden und ermöglicht eine
effiziente Produktion von Zwei-Komponenten-Artikeln, auch mit durchsichtigen
Oberflächen
und undurchsichtigen Oberflächen von
großen
Abmessungen, frei von inneren Spannungen oder in jedem Fall mit
extrem niedrigen Graden an Spannung und so dass Deformationen und Änderungen
in ihren optischen Eigenschaften verhindert werden. Diese Effekte
sind eine direkte Konsequenz aus den speziellen Eigenschaften der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Natürlich können die
Details der Konstruktion der Vorrichtung, welche beispielhaft beschrieben wurden
für die
Ausführungsform
des Verfahrens stark variieren im Hinblick auf das, was hierin beschrieben
und veranschaulicht wurde, ohne da bei den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen, wie es in den beigefügten Ansprüchen definiert wird. Daher
kann beispielsweise die Injektionskompression nur auf einige Teile
angewendet werden, welche auf der Platte überformt sind, wohingegen für andere
Teile andere Methoden verwendet werden.