DE2263315A1

DE2263315A1 - Verfahren zum herstellen relativ duennwandiger kunststoffgegenstaende und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2263315A1
Application number: DE19722263315
Authority: DE
Inventors: Bryant Edwards
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1972-12-23
Publication date: 1973-07-12
Also published as: CA982765A; JPS5620177B2; GB1411250A; JPS4874555A; FR2166197B1; AU5032172A; AU470575B2; FR2166197A1

Description

"Verfahren zum Herstellen relativ dünnwandiger Kunststoffgegenstände und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens "

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen relativ dünnwandiger Kunststoffgegenstände in einer Kunststoffspritzform, wobei es auf eine genau überwachte Wanddicke ankommt. Obwohl das Verfahren und die dazu benutzte Vorrichtung zur Herstellung von genau überwachten Wanddicken bei den verschiedensten Gegenständen einsetzbar ist, eignet es sich besonders für die Herstellung von dünnwandigen Kunststoffbechern oder Gefäßen. Derartige Gefäße haben für gewöhnlich eine größere Tiefe als Breite, und eine Spritzform zur Herstellung derartiger Gefäße ist in Fig. 1 im Querschnitt dargestellt. Die Spritzform besteht .im allgemeinen aus wenigstens zwei !Teilen, die zum Zwecke des Entfernens des gespritzten Gefäßes getrennt werden können. Der äußere oder weibliche Spritzformteil ist dabei im allgemeinen mit einer Einspritzdüse zum Einspritzen geschmolzenen Kunststoffes in die Spritzmulde versehen. Die Düse mündet in diese Spritzmulde im Bereich der Bodenmitte des zu spritzenden Gefäßes. Der innere männliche Spritzformteil oder der Formkern bildet zusammen mit dem äußeren Spritzformteil die Spritzmulde.

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Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Mitte des Spritzformkeraes, und es ist zu sehen, daß die Spritzmulde einen runden Behälter bildet, dessen Seitenwände sich nach oben und außen aufweiten. Der geschmolzene Kunststoff wird durch die Einspritzdüse bei 10 unter relativ hohem Druck von beispielsweise 1.406,2 kg/cm zugeführt, Bei der Spritzfonn nach dem in Fig. 1 dargestellten Stand der Technik ist der Boden relativ flach ausgebildet. Der unter hohem Druck in die Spritzform eintretende Kunststoff breitet sich dann über den «te» Teil der Spritzmulde aus, welcher später den Boden des Gefäßes bildet, und strömt dann nach oben, um die Seitenwände zu formen, bis er schließlich zu dem oberen Rand des Gefäßes gelangt. Bei einer derartigen Spritzformausbildung kann der geschmolzene Kunststoff leicht die eine Seitenwand des Gefäßes schneller erreichen als die andere Seitenwand. Infolge des hohen Druckes, mit dem der geschmolzene Kunststoff die eine Seitenwand schneller erreicht, wird auf den Kern der Spritzform ein seitlicher Druck ausgeübt, welcher den Kern auf die andere Seitenwand zu verdrängt, wie es aus Fig. 1 zu ersehen ist. Diese leichte Verschiebung des Spritzformkernes bleibt bestehen und kann sogar noch größer werden, wenn der geschmolzene Kunststoff die Spritzmulde vollständig füllt. Beim Spritzen von relativ dünnwandigen Kunststoffgefäßen kann eine leichte Verschiebung bereits ein ernsthaftes Problem aufwerfen. Derartige Behälter haben im allgemeinen eine Wanddicke in der Größenordnung von 0,058 mm. Es

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hat sich gezeigt, daß beim Spritzen derartiger Kunststoffgefäße oft Spritzformkernverschiebungen von 0,015 mm auftreten. Diese Verschiebung kann eine Wanddickendifferenz von der einen Seite des Gefäßes zur anderen in der Größenordnung von 0·,03 mm herbeiführen, was mehr als die Hälfte der Wanddicke des Behälters überhaupt ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei welchem Verschiebungen des inneren Spritzformteiles bzw. des Spritzformkernes vermieden sind.

Die gestellte Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der geschmolzene Kunststoff unter hohem Druck in eine Spritzform eingeleitet wird, und zwar zunächst in einen kleinen Bereich, welcher der Einspritzdüse dicht benach'bart ist und in dem die beiden Spritzformteile in ihrer relativen Stellung gegeneinander genau festgelegt sind, bevor der Kunststoff in den größeren Teil der Spritzform eindringt. Hierzu ist an dem inneren Spritzformteil ein kleiner stiftförmiger Ansatz vorgesehen, der sich axial erstreckt und unmittelbar vor der Einspritzdüse befindet. Der äußere Spritzformteil weist einen ringförmigen Umfangsansatz auf, der so gegenüber dem stiftförmigen Ansatz angeordnet^ ist, daß der unter hohem Druck einfließende Kunststoff- zunächst' unmittelbar den Raum zwischen dem stiftförmigen Ansatz an -='' dem inneren Spritzformteil und dem axialen ringförmigen '

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Ansatz des äußeren Spritzforinteiles ausfüllt. Der innere Spritzformteil kann sich damit aufgrund des eingespritzten, zwischen seinem stiftförraigen Ansatz und dem ringförmigen Ansatz des äußeren Spritzformteiles befindlichen Kunststoff nicht mehr verschieben. Die Konstruktion nach der Erfindung kann auch als eine ümfangsüberlappung der Spritzformteile angesehen werden, die sich konzentrisch zur Einspritzdüse befinden.

Durch das Verfahren und den Aufbau der Spritzform nach der Erfindung lassen sich Kunststoffspritzteile mit genau kontrollierter Wanddicke herstellen.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden bevorzugt zum Herstellen von Kunststoffspritzteilen mit relativ dünnen Wänden und relativ tiefen Hohlräumen eingesetzt.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Spritzform nach dem Stand der Tecnnik,

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht eines Gefäßes, welches mit hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung gespritzt ist,

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Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Spritzforin nach der Erfindung und

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Spritzform nach Fig. 3. ·

In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines äußeren Spritzformteiles 11 dargestellt, welches mit einem inneren Spritzformteil 12 zusammenwirkt. Zwischen diesen beiden Spritzformteilen 11 und 12 bildet sich eine Spritzmulde aus, in welcher ein Gefäß 13 nach Fig. 2 gespritzt werden

oder

kann. Die äußere Spritzmulde 11 kann aus einem/mehreren Teilen bestehen»

Es sei darauf hingewiesen, daß das Gefäß 13 nach der Darstellung nur eine Form von Gegenständen wiedergibt, die mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung a\if günstige Weise hergestellt werden können. Das Gefäß 13 bildet jedoch ein gutes .Beispiel, da es einen Gegenstand repräsentiert, der beträchtlich tiefer als breiter ist und der üblicherweise mit relativ'dünnen Wänden gespritzt wird. Das Gefäß 13 hat eine Bodenwandung 14 und sich nach oben erstreckende Seitenwände 15, die in einen Rand 16 am oberen Ende des Behälters auslaufen. Die Seitenwände 15 sind abgeschrägt, damit sich der Durchmesser des becherartigen Gefäßes nach oben hin erweitert.

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Die Spritzformteile 11 und 12 wirken längs einer Ebene zusammen, die durch die Linie 17 in Fig. 3 wiedergegeben ist. Die Spritzmulde 18 ist damit zwischen den Spritzformteilen genau definiert. In der Mitte des unteren Endes der Spritzaiulde 18 befindet sich eine Spritzdüse 19, durch welche geschmolzener Kunststoff unter relativ hohem Druck in die Spritzmulde eingepreßt werden kann.

Der innere Teil der Spritzform ist mit einem Stift 20 versehen, der sich axial auf die Düse 19 zu erstreckt und dieser dicht benachbart ist. Darüber hinaus ist das Spritzmuldenteil 12 der vorliegenden Ausführungsform mit einem ringförmigen abgeschrägten Wandabschnitt 21 versehen, welcher den etwas eingezogenen Ansatz des Stiftes 20 umgibt. Der abgeschrägte Wandabschnitt 21 ist für die Erfindung jedoch nicht wesentlich und kann auch eine andere Form aufweisen.

Der äußere Spritzformteil 11 weist ebenfalls einen ringförmigen Wandabschnitt 22 auf, der gleichfalls den Stift 20 umgibt und einschließt. Der ringförmige Abschnitt 22 befindet sich damit zwischen dem Stift 20 und dem äußeren ringförmigen Abschnitt 21 des inneren Spritzformteiles 12. Der ringförmige Wandabschnitt 22 schließt weiterhin die Einspritzdüse 19 ein.

Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, füllt der durch die Düse 19

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in den Raum zwischen dem Stift 20 und dem Wandabschnitt 22 eingespritzte Kunststoff den relativ schmalen ringförmigen Raum um den Stift 20 im wesentlichen vollständig aus. Damit wird verhütet, daß das geschmolzene Kunststoffmaterial das innere Spritzformteil 1-2 radial wegdrückt; der geschmolzene Kunststoff fließt dann weiter zu den anderen Teilen der Spritzmulde 18. Es sei bemerkt, daß die anderen Teile der Spritzmulde 18, die axial und radial von der Einspritzdüse entfernt sind, nicht gleichmäßig gefüllt zu werden brauchen oder auch nicht gleichmäßig gefüllt werden sollen. Mit Hilfe der Erfindung wird eine vollständig kontrollierte Wanddicke der geschmolzenen Gegenstände erreicht, es sei denn, daß der Entwurf der Spritzform radial von der Einspritzdüse so unausgeglichen ist, daß radiale Versetzkräfte auftreten, welche die Rieht- oder .Blockierkraft des Stiftes 20 und des ringförmigen Wandabschnittes 22 übersteigen.

Es versteht sich, daß Änderungen der Erfindung, die im Rahmen fachmännischen Könnens liegen, in den Schutzbereich der Ansprüche fallen.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung relativ dünnwandiger Kunststoffgegenstände mit kontrollierter Wanddicke in einer wenigstens zweiteiligen Spritzform, wobei einer der Teile relativ zum anderen verschiebbar ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: ein Strom geschmolzenen Kunststoffes wird in die Spritzmulde durch den anderen Spritzformteil in einer Richtung eingeleitet, welche auf der Achse liegt, längs der eines der Spritzformteile verschiebbar ist, und daß der geschmolzene Kunststoff in einen ringförmigen Bereich der Spritzmulde einströmt, welcher axial verläuft und einen Teil der einen Spritzform umgibt, -womit der geschmolzene Kunststoff sofort den Einlaßteil der Höhlung umschließt und einen Umfangsverschluß herbeiführt zwischen den Spritzformteilen beim Eintreten des geschmolzenen Kunststoffes in die Spritzmulde„

2. Vorrichtung zur Herstellung relativ dünnwandiger Kunststoffgegenstände mit überwachter Wanddicke und zusammenwirkenden äußeren und inneren Spritzformteilen, welche eine Spritzmulde in der Form eines Kunststoffgegenstandes bilden, wobei einer der Muldenteile gegenüber dem anderen verschiebbar ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einspritzdüse in einem der Spritzformteile, durch die geschmolzener Kunststoff in

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die Spritzmulde unter Druck einspritzbar ist, wobei die Düse den geschmolzenen Kunststoff in Richtung der Verschiebungsachse des einen Spritzformteiles einleitet;
durch einen stiftförmigen Ansatz an einem de,r Spritzformteile, der in Richtung der Verschiebeachse innerhalb der Spritzmulde verläuft und sich unmittelbar benachbart der Einspritzdüsenöffnung befindet, wobei das andere Spritz- ±>rmteil mit einem ringförmigen Ansatz versehen ist, welcher konzentrisch zu der Achse verläuft und wenigstens' einen Teil des stiftförmigen Ansatzes umgibt, um die Anfangsmenge des geschmolzenen Kunststoffes in den Muldenteil um den stiftförmigen Ansatz zu leiten und so zu verhüten, daß eines der Spritzformteile relativ zum anderen verschoben wird, wenn die Spritzmulde unter Druck mit geschmolzenem Kunststoff ausgefüllt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Spritzformteil relativ gegenüber dem äußeren Spritzformteil verschiebbar ist, daß die Einspritzdüse und ein ringförmiger Vorsprung am äußeren Spritzforrateil angeordnet sind und daß der stiftförmige Ansatz am inneren Spritzformteil befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzformteile eine Höhlung in der Form eines Gefäßes mit einer Bodenwand bilden, wobei sich .die S_eitenwände nach.

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oben und außen zu einem oberen offenen Rand aufweiten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Höhlung bestimmte Gefäß wesentlich tiefer als breit ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse und der ringförmige Vorsprung am äußeren Spritzformteil ausgebildet sind, wobei sich die Einspritzdüse längs der Achse des Gefäßes an seinem Boden,in die Spritzmulde öffnet und die äußere Spritzform so geformt ist, daß die öffnung der Düse unmittelbar vor dem stiftförmigen Ansatz zu liegen kommt und sich zumindest teilweise innerhalb des ringförmigen Ansatzes befindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzformteile zusammenwirkende Abschnitte aufweisen, die konzentrisch um den stiftförmigen Ansatz angeordnet sind und daß der ringförmige Ansatz und die axiale Erstreckung des Gefäßes wenigstens bis zur Öffnung der Düse an der Spritzmulde geführt ist, um die äußere Bodenwand des Behälters zu bilden.

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