DE2046958A1

DE2046958A1 - Mit Spritzguß hergestellter becherförmiger Gegenstand

Info

Publication number: DE2046958A1
Application number: DE19702046958
Authority: DE
Inventors: Keith Philip Don Mills Ontario Copping (Kanada)
Original assignee: Conlor Molding Systems Ltd
Current assignee: Conlor Molding Systems Ltd
Priority date: 1970-06-01
Filing date: 1970-09-23
Publication date: 1971-12-16
Also published as: GB1332344A; DE2046958B2; US3679119A; CA938233A; DE2046958C3

Description

Conior Molding Systems Limited, Don Mills, Ontario/Canada

Mit Spritzguß hergestellter becherförmiger Gegenstand

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffgegenstand in Becherform, hergestellt durch Spritzguß.

Speziell auf dem Gebiet von durch Spritzguß hergestellten Kunststoffgefäßen, insbesondere becherartigen Gefäßen z.B. für Getränke, erfordert der auf den Märkten für auf diese Weise erzeugte Gegenstände herrschende Wettbewerb, daß solche Gefäße mit minimalen Kosten hergestellt werden. Also ist die Verwendung eines minimalen Volumens an thermoplastischem Material von erstrangiger Wichtigkeit bei Herstellung der Gefäße durch Spritzguß, vorausgesetzt, daß die benötigte konstruktive Stärke erzielt werden kann.

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In mehrere Jahre dauernden Entwicklungsgängen wurde für den Spritzguß becherartiger Kunststoffgegenstände anscheinend ein Minimum an Materialvolumen bei zufriedenstellender Stärke des Endprodukts erzielt, und zwar durch Verwendung von Versteifungen, Wülsten oder Kanälen, welche in der Einfüll- oder. Gießrichtung verhältnismäßig eng nebeneinander verlaufen, so daß sich nur ein Minimum an Wandmaterial zwischen diesen Rippen erstreckt. Nichtsdestotrotz besteht eine scharfe Grenze für die Dünnheit, mit der eine Wand durch Spritzgußtechniken geformt werden kann, auch wenn eine beträchtliche Anzahl von sogar eng nebeneinanderliegenden Rippen in der Einfüll- oder Formrichtung vorgesehen sein sollte. Zum Beispiel kann bei der Herstellung von Gefäßen, wie z.B. Abfalleimern aus Kunststoff, eine Wanddicke von 3,18 mm oder mehr als Minimum erforderlich sein. Obwohl eigentlich angenommen werden könnte, daß die erwähnte Wanddicke von Erfordernissen der Stärke diktiert würde, so kann häufig das Einfüllproblem bei der Spritzguflherstellung von Kunststoffgegenständen, speziell bei Gefäßformen, der Paktor sein, welcher die Dünnheit der Wand beschrinkt, und Einfüllstellen oder Gänge können erforderlich sein, um das Einfließen des Kunst stoff mater IaLs In die Form zu erleichtern. Bei dem besten Verfahren nach dem Stand <3»r sollen solche Gänge in Elnfüllrlehtung Her Warm und zwar auf ikürj8©st©Bi Weg zum am weitesten <entfernten !Punkt bis zu d«m die Worm gefüllt w«r*en soll .

Eine Analyse vorhandener oeC&SkonstiTJfctionen in ' auf Verteilung und sachgemäße W&ewenaimg <äes zur Bestimmung einer Wand mit AKfrledenstellender verstärkung ergibt eine Volumenni^rhältnissehJL für. Verwendung des Materials, .welch« ein« iPtmktlon Ums konstruktiven Wirkungsgrades, beziehungsweise des Verhältnisses der Stärke zum Gewicht bei einer ^gegebenen Belastung

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und Biegung darstellt. Eine solche Zahl kann als Verhältniszahl für die Ausführung betrachtet werden, und zwar für das Volumen oder Gewicht des verwendeten Materials. So ergibt z. B. bei einem Kaffeebecher nach dem Stand der Technik, dessen Wand als gleichförmig dick unter den Rippen und dessen Rippen auf der Wand angebracht, angenommen werden, das Material der Wand geteilt durch das Material der Rippen und wiederum geteilt durch das insgesamt für den Gegenstand verwendete Material, eine Verhältniszahl für die Ausführung die als Wirkungszahl für Konstruktion und Materialverteilung betrachtet werden kann. So hatte z.B. ein Kaffeebecher für 200 g Inhalt des am 16. Februar I965 an R.D. Schad verliehenen Patents der Vereinigten Staaten 5 I69 688 bei " der Lieferung an den Handel ein Gesamtgewicht von 9*6 g. Das Verhältnis der Wand zu den Rippen bei den leichtesten im Handel erhältlichen Schad-Bechern drückt sich in der Zahl 2,56 aus. Daraus ergibt sich, daß die Verhältniszahl für die Ausführung (P ) des obigen Schad-Bechers wie folgt lautet:

W-Gewicht der Wand

R-Gewicht der Rippen =25,6

T-Gesamtgewicht des Gegenstandes "

Dies, ist eine Verhältniszahl, wie sie für die Ausführung sehr dünner Kaffeebecher nach dem Stand der Technik verwendet wird, welche alle eine unter 40 liegende Verhältniszahl aufweisen, wenn Schwierigkeiten beim Füllen der Form vermieden und eine allgemein zufriedenstellende Stärke erzielt werden soll.

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Die vorliegende Erfindung weicht vom Stand der Technik in bezug auf die Möglichkeit ab, die für die DUnnheit der Wand dadurch erreicht werden kann, daß eine mit der Wand verbundene Konstruktion vorgesehen ist, die die beim Einfüllen in die Form auftretenden Probleme bewältigt und ein Produkt entstehen läßt, bei dem eine wesentliche Einsparung an Material verbunden mit verbessertem konstruktivem Wirkungsgrad verwirklicht ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Gefäß wie z.B. ein 200 g an Getränk fassendes Gefäß vorzusehen, das aus thermoplastischem Material durch Spritzguß hergestellt und ungefähr 2 Drittel oder weniger des Gewichts des im Spritzgußverfahren nach dem Stand der Technik hergestellten leichtesten Kunststoffbechers aufweist, jedocn die gleicne oder verbesserte Stärke besitzt.

Weiterhin ist ein Ziel der Erfindung eine Konstruktion für eine Kunststoffwand fUr ein Gefäß oder anderen Gegenstand vorzusehen, welcher Rippen oder EinfUligänge, die sich in einem Winkel zur Linie des kürzesten Abstandes zwischen Einspritzstelle und Endkante der Form des Gegenstandes erstrecken und in einem entsprechenden Winkel verlaufende quer darübergelegte Rippen aufweist, welche mit den genannten ersten Rippen ein Gitternetz bilden, das als Fließweg dient, durch den eine Wabenkonstruktion von diesen Rippen oder Einfüllkafilen aus gespeist und gebildet wird, und zwar in einer Weise, daß die Gesamtfläche des Gegenstandes in im wesentlichen kleine von den genannten Rippen oder Einfüllkanälen vollständig begrenzte Partien aufgeteilt wird, wobei das Gesamtvolumen der Waben ein Minimum erreicht und den größeren Teil des Materials des Gegenstandes ausmacht.

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Weiterhin ist es ein Ziel der Erfindung, eine Gefäßkonstruktion vorzusehen, deren Verhältniszahl für die Ausführung im wesentlichen höher als 50 und ungefähr bei der Größenordnung 90 oder höher liegt.

In Anbetracht der genannten und anderer Ziele befaßt sich die Erfindung im allgemeinen mit einem Kunststoffgegenstand in Becherform, hergestellt durch Spritzguß, gekennzeichnet durch eine Einspritzstelle und eine Endstelle der Form, und dessen Hauptkonstruktionselement eine Wand ist, mit einem Wandelement von gleichmäßiger Dicke und darüber gelegten Rippen, welche auf der Wand ein sich kreuzendes wirksames J Gitterwerk bilden, das die Wand in einzelne Wabenbereiche teilt, die vollständig von den Rippen umgeben sind, welche sich durch das Material des Gegenstandes in einem Winkel zu einer theoretischen Linie des kürzesten Abstandes zwischen der Einspritz- und der Endstelle der Form des Gegenstandes erstrecken.

Weitere Ziele der Erfindung können aus der folgenden Figurenbeschreibung und den beiliegenden Zeichnungen entnommen werden.

In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine schematische Darstellung,wie der Kunststoff in einer Form fließt, bei Herstellung ™ eines Gegenstandes mit konventionell gerippter Wandkonstruktion, wobei die Rippen parallel zur Linie des kürzesten Abstandes zwischen der Einspritzstelle und dem Ende der Form verlaufen.

Fig. 2 ist ein Fließschema für den Kunststoff, ähnlich wie das in Fig. 1-gezeigte, stellt aber die Wirkung dar, wenn die die Rippen speisenden Kanäle in einem Winkel A

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zu der genannten Linie· des kürzesten Abstandes zu dem Ende der Form verlaufen. Dies ist nur ein Teil des Prinzips der vorliegenden Erfindung.

Fig. J5 zeigt ein Fließschema für Kunststoff, entsprechend den Fig. 1 und 2, zeigt jedoch das Prinzip dieser Erfindung vollständig, wobei die Einfüllkanäle für die Rippen so vorgesehen sind, daß sie ein im wesentlichen gleichwinkliges Gitternetz bilden, dessen Linien im Winkel zu der genannten Linie des kürzesten Abstandes zum Ende der Form verlaufen.

Fig. 4 ist ein Einspritzschema der Kräfte, die das Fließen des Kunststoffs um einen eingeteilten rechtwinkligen Wabenbereich der Wand von Fig. 3 lenken.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß geformten Trinkbechers mit einer aus einem Gitternetz von Rippen und Wandteilberieichen bestehenden Seitenwand.

Fig. 6 zeigt zwei Formteile mit zwei in einem Abstand zueinander parallel laufenden Rippenkanälen, wobei die Teile der Form an der Trennlinie völlig aneinander anliegen.

Fig. 7 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 6, wobei Jedoch die Form an der Trennlinie geringfügig geöffnet ist, um ein Durchfließen zu gestatten.

Fig. 8 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Rippenkreuzung des erfindungsgemäßen Gitternetzes. '

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Fig. 9 ist ein Schnitt nach Linie 9-9 in Fig. 8.

Fig. 10 ist ein Schnitt nach Linie 10-10 in Fig. 8 und zeigt außerdem einen Schnitt nach der Linie 1Oa-IOa, ebenfalls in Fig. 8.

In Fig. 1 stellt der Abstand h den kürzesten Abstand zwischen einer Anfangskante 10 und einer Endkante oder ■ einem Ende 11 dar, der von der Formwand 12 begrenzt ist, und innerhalb dessen eine dünne Kunststoffwand durch Einspritzen eines Kunststoffes geformt werden soll, der von einer Einspritzstelle 1J> durch Führungskanäle 14 zu in verschiedenen seitlichen Abständen voneinander angeordneten g Gängen 15 zum Formen der Rippen geleitet wird. So verläuft die theoretische Linie des kürzesten Abstandes von der Einspritzstelle durch das Kunststoffmaterial des Gegenstandes zum Ende des Gegenstandes vom Punkt 15 zur Anfangskante 10 und durch Gänge 15 zum Ende 11. Es versteht sich, daß die Form eine Spalte von gleichmäßiger und geringerer Dicke zwischen den Gängen 15 zum Formen der Rippen aufweist. Da die Dicke der zu formenden Wand geringer ist, muß der Druck zum Einspritzen vergrößert werden. Sogar wenn die Gänge für die Formung der Rippen sehr eng nebeneinander liegen, beträgt die minimale Dicke der Wand, die durch Spritzguß hergestellt werden kann, nur ungefähr ein Zehntel des Abstandes w zwischen den Gängen bzw. Kanälen zum Formen ύ der Rippen. Sogar dann sind große Schwierigkeiten beim Füllen der Form zu überwinden und es besteht die Tendenz, daß die Wand nur.teilweise geformt wird, wie durch die Grenzstriche 16, 17 und 18 angegeben ist, wobei es offensichtlich ist, daß je enger die Kanäle zum Formen der Rippen aneinander liegen, desto größer der Erfolg ist, der beim Gießen dünnwandiger Gegenstände erzielt zu werden vermag.

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Es gehört zur Idee der Erfindung, von dem alt eingeführten Verfahren nach dem Stand der Technik, wie sie in Pig. I dargestellt ist, abzuweichen und zu veranlassen, daß die Einfüllgänge, Rippen oder Kanäle sich in einem Winkel A zur Linie des kürzesten Abstandee h zwischen der Anfangskante und dem Ende 20 einer Wand verlaufen, die durch eine Formwand 21 begrenzt wird, wobei das in eine Einspritzstelle eingespritzte Kunststoffmaterial durch EinfUllgänge 23 zu einer Vielzahl von geneigt angeordneten, in einem Abstand parallel zueinander verlaufenden Einfüllgängen 24 für die Rippen gelangt. Dabei laufen die Rippen in einem Winkel A zu einer theoretischen Linie des kürzesten Abstandes durch das Kunststoffmaterial des Gegenstandes zwischen . der Einspritzstelle 22 und dem Ende 20. Diese erfindungsgemäße Technik verlängert die Durchflußzeit des ,Kunststoffs innerhalb der Gänge 24, angefangen vom Formen der ersten Kante der Wand bis zur Endkante 20, und gestattet auf die Weise eine langsamere Fließgeschwindigkeit in den Wabenbereichen 25 der zu bildenden Wand, um eine Durchlaufzeit zur Füllung einer solchen Partie zu erzielen, wenn das Fließen eher in vertikaler oder direkter Richtung geschieht, was eher der Dir¹ chlaufzeit in den geneigten Rippen angenähert ist, so daß auf diese Weise die Formung der Wand gleichmäßiger vor sich geht. Es wurde festgestellt, daß eine bessere Lenkung der Füllung der Form beim Spritzen einer dünnen Wand durch die in Fig.2 gezeigte erfindungsgemäße Wabentechnik erzielt werden kann, aber der einseitig ausgerichtete Charakter dieser Rippenkonstruktion weist den gleichen Nachteil auf wie die in einer Richtung laufenden Rippen der vorhandenen Konstruktionen, wie zJ3. bei gerippten Kaffeebechern nach dem Stand der Technik, die bei Querbelastung in Längsrichtung der Rippen besonders schwach sind.

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In Fig. 3 wird die vollständige Anwendung der erfindungsgemäßen Idee dargestellt. Kunststoffmaterial wird an einer Einspritzstelle 2.6 unter Druck eingespritzt und bewegt sich wie genabt in Einfüllgängen 27, zu einer Anfangswandkante 28 und steigt von da in einem Winkel zur Linie des kürzesten Äbstandes h zwiscnen Kante 28 und Endkante 29 der herzustellenden Wand, die von der Endwand 30 der Form begrenzt und durch überelnandergelegte Rippenkanäle 31, 32 gekennzeichnet ist, die ein sich kreuzendes Gitternetz 33 bilden, und die Wand in rechtwinklige Wabenbereiche 34- teilen, die von den genannten Rippen vollständig umgeben sind. Auf diese Weise wird Jeder einzelne Wabenbereich 34 dadurch geformt, daß die begrenzenden Rippenkanäle Kunststoffmaterial in diesen Bereich einbringen, in einer Weise wie sie in Fig.4· gezeigt und durch die die Flußrichtung angebenden Pfeile 35, 36, 37 und 38 veranschaulicht ist.

Die in Fig. 3 und 4 gezeigte Technik dient dazu, den in Fig. 5 gezeigten Becher zu formen, der in der Mitte 40 der Bodenwand 4-1 eine mittlere Einspritzstelle 39 zum Versorgen der ersten oder Bodenkante 42 der Seitenwände 43 besitzt, die eine Wandkonstruktion begrenzen, deren Ende 44« mit einer geeigneten Randkonstruktion 45 abschließt. Die Seitenwände 4-3 sind das Hauptkonetruktionselement.

Das Ziel beim Formen einer sehr dünnen Seitenwand, wie z.B. für einen Becher 38 in Fig. 5 ist es, Material zu sparen, die Gießzeit zu verkürzen und auf diese Weise mit der gleichen Gießvorrichtung hohe Produktionsraten zu erzielen. Je dünner das Material eines Gegenstandes ist, dtesfto kürzer ist die Härtungszeit und desto höher die Produktionsrate.

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Bei den Verfahren nach dem Stand der Technik ist dsas Formen dtfoner Wände scharf begrenzte Bei Ausf ühru-ngen nach dem Stand« der feehnik sind in der gewünschten PlieOricMung des Kunststoffs verlaufend« linfüllkäfiätLe benötigt, und diese Sichtung wifftS. praktisch im- kürzesten; Abstand fur das Füllen' der' Form; ges&ltmt. Iu einem äußersten Fall könnte mm sich die Formteil«,, wie sie in Fig* 6 gezeigt sind, vor stell en,· w©<bel der eine formteil 46 völl^feä^itiig' auf der Tellung^Xinl© 47 an dem: Formteil k& anliegt, der in einet» geeigneten. Abstaiad I voneinander eraitfermit laufende Hippenkafiäle 49 und 50 aufweist. Bei der vollständig geschlossenen. Stellung der Farmteile, wie sie in Fig. 6 g&zeigt ist, könnten lediglich in einem: Abstand ^näelßaasder verlaufende Kippm die Kanäle 49 und; ^) gegossen merämn, es wurde¹ |edoeh· Wand zwischen denselben entstellen,-

In Fig. 7 wa die Formteile 46, 48 geteilt sind und eine Spalte t bilden, ergeben sich die mit Bezug auf Fig. und 2 be»ehrielD®nen Bedimguagieia, Is; zeigt sich, daß der Widerstand ge-gsn den F'luÜ des Xmt8t&tGß't& tm de» EamÄleEt 49 und 50 gerit^er als in der Spelte t sei» w£v<$, solang® ser Spalt sehr" feleM ist. ®$m&$ dem Stan«*" d«r T&oimik jedoch allgemein festgesetzt:,. disS nictot au«· au« tionsgrüncfen., so:ndern auc& mit zum. Zm&k& d^r der Abstand; 1 zwischen: den B'fufMIfeanä£e*t c«fer ftipp«» 49 und; 5t) nicht grauer als: un^efä%r W t seia eöilt*» Znase krs&nn durch Anwendung eines sehr hoften Btruclte« b«im Gießern ein. größerer Abstand? für 1 v&vvtmtämz wertite», we^an versuciht wird, t minimal klein*: zu- haltenv s& waafd© dbcfe bei dm* praktischen Äusfufairums sölch«er CfieÄtwctoaliteat naseh: dem Sta^it* dfer Technik d%& IHinn&eit der W^a«i «ta*k läisgpeö^_r und- sie wird auch bei hohem Einspritzdruclc in einer ßröffienordhuiig. von 1760 krg/em mindestens 0,457 mm dick: hergestellt.- Efei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Techniken ist offensichtlich,

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daß der in der Spalte t fließende Kunststoff einen langen Weg zurücklegen muß, und obwohl der Kunststoff in einem beträchtlichen Grad aus den beschriebenen Kanälen austritt, wird es bei Vergrößerung des Abstandes 1 zu der Spalte t schwieriger, diesen Spaltenben&ch in der Mitte zwischen Rippenkanälen zu füllen. So dominieren bei den Verfahren nach dem Stand der Technik neben Überlegungen zur Konstruktion Form-Einfüllprobleme beim Ausbilden dünner Wände, speziell für dünnwandige Gefäße, was dazu führt, daß größere und enger nebeneinander liegende vertikal gerichtete Einfüllrippen vorgesehen werden, als sie lediglich der Konstruktion halber nötig wären. Die vorliegende Erfindung bewirkt eine Verbesserung dieses Punktes, was aus weiterer Betrachtung von Fig. 3 und 4 hervorgeht, wobei sich ergibt, daß bei jeder einzelnen Partie 34, die von den Einfüllkanälen 31 und vollständig umgeben ist und von allen Richtungen von den Kanten dieser Wabenteile gespeist wird, der Einspeiseabstand zum Füllen dieser Waben auf schätzungsweise die Hälfte ihrer geringsten Größe reduziert wird. Demgemäß können die erfindungsgemäßen Rippen in einem weiten Abstand voneinander laufen. Weiterhin können die Rippen in bezug auf Größe und Menge des verwendeten Materials auf eine mit den Erfordernissen der Konstruktion übereinstimmende Größe beschränkt werden.

Beim Vergleichen von Kaffeebechern, die die gleiche physikalische Größe wie die erfindungsgemäßen aufweisen, mit nach dem Stand der Technik hergestellten minimalen Wänden ist daher die folgende Tabelle von Interesse:

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	Erfindung	Stand der Tech nik (A)	Stand der Technik (B)
fortl. Wand	4,7	5,9	6,1
äußere Wand der Rippen	0,7	2,5	1,3
Boden mit Einfluß stellen für den Boden	0,9	0,9	0,9
Rand	0,5	0,5	0,5
Gesamtgewicht	6,8 g	9,6 g	8,8 g
Verhältniszahl für
die Ausführung	98,5	26,8	53,4

Bei der obigen Tabelle sollte beachtet werden, daß die Minimalgewichte (B) sich auf Kaffeebecher des Schad-Typs nach dem Stand der Technik beziehen, die jedoch keine seitlich verstärkten Rippen aufweisen, und deren Wanddicke in der Größenordnung von 0,457 mm ist. Solche Becher sind mit Hilfe von sehr hohen Einspritzdrücken hergestellt worden, da sie jedoch keine seitlichen Verstärkungsbänder aufweisen, besitzt diese Konstruktion, verglichen mit dem Becher (A) nach dem Stand der Technik keine zufriedenstellende Stärke und spaltet sich in vertikaler Richtung zwischen den Rippen sehr leicht bei umfassendem oder seitlich einwirkenden Fingerdruck. Der Becher (A) nach dem Stand der Technik ist ein Schad-Typ mit seitlichen Verstärkungsbändern und vom Gesichtspunkt der Stärke aus von Interesse, was die benötigte konstruktive Haltbarkeit anbetrifft, welche durch die in Fig. 5 dargestellte erfindungsgemäße Konstruktion geschaffen wurde.

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In obiger Tabelle sind ebenfalls dieVerhältniszahlen P_n aller Bechertypen angegeben, aus denen hervorgeht, daß die Verhältniszahl des erfindungsgemäßen Bechers den unter (B) aufgeführten der Konstruktion nach akzeptierten Becher nach dem Stande der Technik bei weitem übertrifft. Nach dieser Vergleichsgrundlage beträgt weiterhin das Gesamtgewicht des Materials für den erfindungsgemäßen Becher weniger als 71 % des Gewichts des Materials nach dem Stande der Technik (A) und nur 78 % des Minimalgewichts nach dem Stande der Technic (B). Die konstruktive Stärke des erfindungsgemäßen Bechers scheint demjenigen nach dem Stande der Technik (A) zu entsprechen. Dies beruht nicht nur auf dem aus den Rip- " pen 52 und 53 bestehenden Verstärkungsnetz des Wandelements 43, sondern es scheint auch an Eigenschaften des Korns oder der Gießrichtung zu liegen, welche sich aus der gitterartigen Füllung und Formung des Gegenstandes ergibt.

Die funktioneile Stärke ist bei durch Spritzguß hergestellten Kunststoffprodukten, insbesondere bei spröden Kunststoffen wie Polystyrol mit kurzer Erstarrungszeit hauptsächlich durch die strukturelle Spannung begrenzt, die im Augenblick des Übergangs vom geschmolzenen zum festen Zustand in der geschlossenen Gießform entsteht und im Kunstfestoff verbleibt. · J

Die Kräfteverhältnisse in einem dünnwandigen Kunststoffprodukt, wie z.B. einem Gefäß, dessen Wände alle gleichmäßig dick sind, sind äußerst angespannt, weil die ganze Wand im gleichen Augenblick erstarrt und die Spannung keine Gelegenheit hat, sich in den nicht nachgebenden Grenzen der noch geschlossenen Form zu lockern. Das Vorhandensein der erfindungsgemäßen Teilungsrippen scheint diese Bedingungen völlig zu verändern und eine neue Ordnung

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der Begleitumstände zu schaffen. Die Wand erstarrt nicht insgesamt in einem Augenblick und zwar wegen den wesentlichen Unterschieden an Masse des Materials in den Rippenteilen, verglichen mit der dünnen Wandwabe zwischen den Rippen. Die dünneren Grundwandteile oder Waben zwischen den Rippen erstarren zuerst. Ein bedeutender Teil der Spannung, die normalerweise in einer nichtgerippten Wand eingeschloseen wäre, verteilt sich in die noch geschmolzenen Rippen, die jede Wabe von allen Seiten umringen. Die restliche Spannung in den einzelnen Wabenbereichen zwischen den Rippen ist wesentlich gelockert. Verbleibende Spannungen werden durch die Absonderung jedes Wabenbereiches innerhalb seiner Begrenzung durch dickere Rippen isoliert. Die durch das Gießen auftretenden Spannungen können weiterhin durch die Anhäufung von Material an den Überschneidungstellen der Rippen abgeleitet werden.

Gewisse Gesichtspunkte der obigen Vorschläge, die mit der sichtlich verbesserten konstruktiven Haltbarkeit aufgrund[von Kornordnung und -lenkung beim Gießen von Kunststoffgegenständen erklärt worden sind, können weiterhin in einem Artikel studiert werden, der den Titel "Injection Moulding of Shapes of Rotational Symmetry with Multi-Axial Orientation" trägt, von Kenneth J. Cleereman verfaßt und im SPE Journal im Oktober I967, Seite 43 bis 47 wiedergegeben.

In Pig. 8 ist ein bestimmter vergrößerter Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Wandform dargestellt, wobei das Wandfragment 51 durch thermoplastische Einspritzung in Richtung des Pfeils y gegossen werden soll und geneigte Flächen zum Abziehen und Abtrennen der Form in Richtung des Pfeiles y enthält. In diesem Falle steigen die Rippen

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52 und 53i die in einem gleichen Winkel B in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind, in bezug auf die Linie des kürzesten Abstandes und der kürzesten Richtung der Formfüllung, beide ebenfalls in Richtung des Pfeiles y nach außen von einer äußeren Fläche 5^ der darunterliegenden Wandkonstruktion 55* die die Teilbereiche der Waben 56, 57, 58 und 59 enthält. Die oberen Flächen der genannten Rippen beeinflussen die Gestalt der Rippen um ein Abnehmen der Gießform in Trennrichtung des Pfeiles y möglich zu maschen. So ist bei dem in Fig. 10 gezeigten Kreuzungsbereich 60 der Rippen in einer Schnittebene 10-10 zu sehen, daß die äußeren Flächen 5^ der Wand 55 einen Abzugswinkel C in der Größenordnung von ungefähr 7° zu der Vertikalen 61 bilden. Die oberen Flächen 62 der Rippen sind in einem vertikalen positiven Abzugswinkel der Vertikalen 61 abgesetzt, wie bei Winkel D gezeigt, und zwar in einer Größenordnung von 2 oder 3°, während die untere Fläche 65 dieser Rippen einen größeren Winkel E in der Größenordnung von ungefähr 30° (Fig. 10) bildet. Im Querschnitt gesenen ist eLne der Rippen 53, wie in Fig. 9 gezeigt, durch die geometrische Form begrenzt, welche für zufriedenstellende Abzugswinkel in Höhe h der Rippe benötigt ist, die sich über die Fläche 5^ der Wabe in bezug auf die Dicke t derselben erhebt. Die sichtbare Höhe h der Rippe kann auf diese Weise dadurch gesteigert werden, daß die effektive Breite w der Rippe ausgedehnt und damit die wirksame Größe der rechtwinkligen Wabenbereiche 55 verkleinert wird.

Es sollte beachtet werden, daß die "Rippen" der vorliegenden Erfindung mehr als nur eine konstruktive Funktion besitzen. Während das Füllen einer Form fortschreitet, bestehen sie nur als geschmolzene Kunststoffströme

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und sollten aufgrund der Pließeigenschaften des Kunststoffs eher als "Einfüllwege", "Gänge" oder "Kanäle" bezeichnet werden. Nachdem die Ströme erstarrt sind, werden sie zu echten konstruktiven Rippen und fangen somit an, ihre ständige Verstärkungsfunktion für den Gegenstand zu erfüllen. Daraus erklären sich die verschiedenen oben genannten Bezeichnungen und Kombinationen dieser Bezeichnungen, die abwechselnd verwendet wurden, um die verschiedenen Funktionen und Kennzeichen der Rippen wiederzugeben, die den normalerweise mit dem Wort "Rippe" verbundenen Sinn übersteigen.

Bei der Erfindung ist geplant, daß das sich kreuzende Gitterwerk auf den entgegengesetzten Seiten einer Wand vorgesehen sein kann. In einem solche Falle würden die Rippen sich in Spiralform im wesentlichen parallel in einer Richtung auf jeder Oberfläche hinziehen, jedoch würde die Richtung der Spirale auf den Oberflächen entgegengesetzt verlaufen, wodurch die Dicke des Kunststoffmaterials an einer Kreuzungsstelle h 2h+t betragen würde, verglichen mit lediglich h+t dieser Kreuzungsbereiche. Weiterhin ist zu verstehen, daß ein Gitternetz von Rippen auch auf einer äußeren Fläche vorgesehen ist, während ein zweites Gitternetz an einer inneren Fläche vorgesehen ist, Wenn das innere Gitternetz in Abständen angebracht ist, und parallel zu dem äußeren Gitternetz, aber nicht an der gleichen Stelle läuft, d.h. wenn es ungefähr in der Mitte des Abstandes angebracht ist, versteht es sich, daß der Wabenbereich dadurch tatsächlich halbiert würde. Auf diese Art und Weise kann die Größe der Waben verdoppelt werden, während sie tatsächlich gleich groß bleibt. Der Gegenstand würde auf tatsächlich auf der Außenfläche die halbe Anzahl der Rippen aufweisen, die sonst benötigt würde, wenn

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sich das ganze Netz von Rippen an der Außenfläche bdände. Es ist daher vorgesehen, daß die sich von Oberflächen von Wänden gleichförmiger Dicke erhebenden Gitternetze von Rippen, welche diese Wand in voneinander getrennte rechtwinklige Teilbereiche aufteilen, aus geneigten Rippen be stehen können, welche ein sich auf einer Fläche auf beiden Flächen, oder bei verschiedenen Richtungen der Rippen, auf entgegengesetzten Flächen kreuzendes Gitternetz bilden können. Die erfindungsgemäßen becherförmigen Gegenstände können die Form flacher, runder oder quadratischer Gegenstände annehmen, bei deren Seitenwänden die Erfindung verwirklicht und falls gewünscht, auch als Gitternetz an der Bodenwand verwendet ist.

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Claims

. - 18 Patentansprüche

ί 1 .J Kunststoff gegenstand In Becherform, hergestellt durch Spritzguß, gekennzeichnet durch eine Einspritzstelle (22) und eine Endstelle (21) der Form, und dessen Hauptkonstruktionselement eine Wand ist, mit einem Wandelement von gleichmäßiger Dicke (55) und darüber gelegten Rippen (52, 55)* welche auf der Wand ein sich kreuzendes wirksames Gitterwerk (33* 3²O bilden, das die Wand in einzelne Wabenbereiche (56 - 59) teilt, die vollständig von den Rippen umgeben sind, welche sich durch das Material des Gegenstandes in einem Winkel zu einer theoretischen Linie des kürzesten Abstandes zwischen der Einspritz- und der Endstelle der Form des Gegenstandes erstrecken.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wand (55) kegelstumpfförmig erstreckt und mit dem Rest des Gegenstandes ein oben offenes becherartiges Gefäß bildet.
3. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Rippen (52, 53) geringer als zwei Zehntel des Volumens tier Wand (55) ist.
4. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale nicht gestützte Ausdehnung der Wabenpartien (56 - 59) der Wand zwischen 10 t und 30 t beträgt, wobei t die Wanddicke ist.

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5.Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze i chnet, daß die Verhältniszahl für die Ausführung, die das Verhältnis des Gewichts des für die Wand benötigten Kunststoffs, geteilt sowohl durch das Gewicht der Rippen als auch durch das Gesamtgewicht des Gegenstandes und multipliziert mit 100, bezeichnet, größer als 40 ist.

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