-
Verfahren zum Herstellen von hohlen Kunststoff-Formkörpern und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
von hohlen Kunststoff-Formkörpern, bei dem der Formkörper zunächst spritzeossen
und anschließend in aber Form zusätzlich ausgeformt wird, sowie eine vorteilhafte
Vorrichtung zur Druchführung dieses Verfahrens.
-
Aus der Deutschen Patentschrift 937 078 ist ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus wärmeformbarer Masse bekannt, bei
der ein in einer Vorform befindlicher Vorformling innerhalb einer der Außenform
des Lohlkörpers entsprechenden Xauptformhöhlung von seiner ihn umschließenden Vorformwandung
freigegeben und dabei entsprechend der Freigabe bis zur Anlage an der Innenwand
der Hauptformhöhlung durch ein gasförmiges Mittel aufgeblasen wird, wobei die Vorform
sich nach dem Füllen des Innenraums mit ihrem den Boden des Hohlkörpers formenden
Bodenteil von dem Hals des Hohlkörpers entfernt und dabei durch ihren dem Hals des
Hohlkörpers zugewandten Rand den Eintritt des durch Blasen aufzuweitenden Vorformling
in die Hauptformhöhlung freigegeben wird. Mit diesem bekannten Verfahren lassen
sich beispielsweise hohlzylinderförmige Formkörper einheitlicher Wandstärke herstellen,
wobei der gesamte Verfahrensablauf unter dem Begriff Irßpritzblasen von ffohlkorpern'
zu erfassen ist. Das bekannte Verfahren bietet jedoch keine Möglichkeit, irgenwelche
Umfangsausnehmungen an dem hohlen Formkörper anzuordnen, da ein Abweichen von
der
hohlzylinderförmigen Außenform eine Wandstärkenverschwächung bedingen würde, die
einem späteren Gebrauch des Formkörpers entgegenstehen würde.
-
Durch die Deutsche Auslegeschrift 1 303 555 ist ferner ein Werkzeug
zum Herstellen von hohlen, mit einer ringförmig umlaufenden, innen offenen Sicke
versehenen Kunststoff-Forrikörper bekannt. Das Werkzeug ist derart ausgelegt, daß
das Werkstück zunächst spritzgegossen und danach teilweise aufgeblasen wird. Das
Werkzeug ist dafür mit einem teilbaren Formwerkzeug mantel und einem axial bewegbaren,
einen Pressluftzuführungskanal enthaltenden Kern versehen. Das mit dem bekannten
Werkzeug ausführbare Herstellungsverfahren arbeitet auf die Weise, daß nach dem
Spritzgießen des hohlen Vorformlings ein Teil des den Vorformling begrenzenden Werkzeugmantels
axial verfahren wird und daß der dadurch freigegebene Teilbereich des Vorformlings
über die durch den Kernkanal zugeführte Pressluft in die durch die Kernteilverschiebung
freigegebene Durehmessererweiterung eingeblasen wird.
-
Dieser vorbekannte Arbeitsablauf hat den Nachteil, daß der Vorformling
vor Beginn des Kernteil-Verschiebevorgangs allseitig von Außen- und Innenformteilen
umfaßt ist. Bei Beginn des Verschiebevorganges muß der im Verschiebebereich liegende
Teil des Vorformlings über den vollen Umfang aus dem zugeordneten Kernteil herausgezogen
werden. Da der Vorformling aufgrund des verwendeten Spritzverfahrens mit relativ
hohen Drücken in den Formhohlraum eingespritzt ist und diesen vollflächig ausfüllt,
kann es bei der einsetzenden Verschiebebevegung möglich sein, daß der Vorformling
nicht aus dem bewegten Kernteil herausgezogen wird, sondern an den Wandflächen dieses
Kernteils kleben bleibt und im Wandquerschnitt verringert wird oder gar abreißt.
-
Aber auch wenn diese Nachteile nicht eintreten würden, ist der bekannte
Arbeitsablauf von dem weiteren liachteil betroffen, daß beim endgültigen Ausblasen
der Um.fangssicke die Wandstärke gerade im Sickenbereich unzulässig verschwächt
wird, da jede Durchmessererweiterung ohne ausreichenden Materialnachschub eine entsprechende
Verschwächung des ausgeweiteten Wandbereiches bedingt.
-
Der ausreichende Materialnachschub ist bei der vorbekannten Arbeitsweise
aber keineswegs gesichert, da hier die Abrasionskräfte des in den Formhohlraum eingespritzten
Vorformlings der Ausdehnung und Zurückziehung des betreffenden Teils des Vorformlings
aus dem verschobenen Kernteil entgegenstehen. Die nachteilige Folge des bekannten
Arbeitsverfahrens ist in diesem Fall ebenfalls eine weitgehende Verschwächung des
Wandquerschnitts gerade im stark beanspruchten Sickenbereich, die zu einem wirtschaftlich
unbrauchbaren Endprodukt führt.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden
und ein Verfahren zum Herstellen von hohlen, mit einer ringförmig umlaufenden, innen
offenen Umfangssicke versehenen Kunststoff-Formkörpern anzugeben, welche gerade
im Sickenbereich während des Ablaufs des Formvorgangs eine Zwangsverstärkung erfahren.
Es liegt ferner im Aufgabenbereich der Erfindung, eine vorteilhafte Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.
-
Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß nach Beendigung des Spritzvorganges
und nach Abkühlung des Formkörpers auf Verformungstemperatur der Formhohlraum durch
eine erste axiale Schiebebewegung um Breite und Tiefe einer Umfangssicke erweitert
wird, und daß die erste axiale Schiebebewegung eine gegengerichtete, an
der
vorderen Stirnfläche des Formkörpers angreifende zweite axiale Schiebebewegung auslöst,
welche wiederum als auslösendes Moment für die zusätzliche Ausformkraft tätig wird.
-
Es hat sich hierbei als vorteilhaft herausgestellt, daß die zweite
Schiebebewegung zur Unterstützung der zusätzlichen Ausformkraft dient und daß mittels
beider Kräfte im Sickenbereich ein Wandauerschnitt erzeugt wird, welcher wenigstens
gleich der Ausgangswandstärke des Formkörpers ist.
-
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Herstellung von hohlen, mit einer
ringförmig umlaufenden, innen offenen Umfangssicke versehenen Kunststoff-Formkörpern,
wobei der Formkörper spritzgegossen und anschließend in der Form durch Druckmittelaufgabe
zusätzlich ausgeformt wird, kann aus einer teilbaren Außenform und einem Innendorn
bestehen, wobei zwischen Außenform und Innendorn ein im geschlossenen Zustand umlaufender
Formhohlraum verbleibt und die Außenform die äußeren Konturen des Formkörpers aufweist.
Eine solche Form ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum für die Umfangssicke
durch einen axial bewegbaren, äußeren Ringschieber abdeckbar ist, welcher auf einem
den Hohlraum für die Umfangssicke stirnseitig abschließenden, am äußeren Umfang
des Innendorns angeordneten, inneren Ringschieber ruht, und daß die zur axialen
Bewegung des äußeren Ringschiebers dienenden Antriebsmittel über geeignete Bewegungsmechanismen
gleichzeitig die gegengerichtete Verschiebebewegung des inneren Ringschiebers bewirken.
-
Zweckmäßigerweise ist der innere Ringschieber über einen Hebelmechanismus
beim axialen Verschieben des äußeren Ringschiebers gegenläufig in den Formhohlraum
verschieblich. Es erscheint vorteilhaft, daß die Wanddicke des inneren Ringschiebers
der lichten Querschnittshöhe des Formhohlraums entspricht.
-
In einer Ausführungsform können in den Innendo-rn absperrbare Druckmittel-Zuführungs
leitungen eingeformt sein, welche unter dem in der Außenform eingearbeiteten Hohlraum
für die Umfangssicke münden. Neben dieser Druckmittelbeaufschlagung von innen her
ist es möglich, durch Anordnung entsprechender Vakuumbohrungen in der Außenform
oberhalb des Hohlraums für die Umfangssicke diese Umfangssicke durch von außen angreifendes
Vakuum in den Hohlraum hineinzuziehen und auf diese Weise auszuformen. Die Kombination
beider Ausformkräfte liegt im Bereich der erfinderischen Vorrichtung.
-
Zur Regulierung der Wandstärken im Sickenbereich hat es sich als vorteilhaft
herausgestellt, am Umfang des Innendorns unterhalb des Hohlraums für die Umfangssicke
dem Übergang der Seitenwände des Hohlraums-in die waagrechte Hohlraumbegrenzung
der Außenform gegenüberliegend radiale Umfangseinschnürungen einzuformen. Auf diese
Weise werden beim Zurückstauchen der Formkörperwandung durch die zweite axiale Schiebebewegung
in den besonders gefährdeten Bereichen am Übergang zwischen den senkrechten Seitenwänden
des Hohlraums für die Umfangssicke zu denwaagerechten Hohlraumbegrenzungen Materialanhäufungen
vorgenommen, die beim endgültigen Ausformen der Umfangssicke gleichmäßig an die
Hohlraumwandungen verteilt werden und für eine im wesentlichen gleiche Querschnittsfläche
in diesem Bereich sorgen.
-
In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform
der
erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt; Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt
durch den Formteil mit der erfindungsgemäßen Bewegungsmimik in Spritzstellung Fig.
2 einen Schnitt gemäß Fig. 1 mit der Bewegungsmimik in Blasstellung Fig. 3 einen
vergrößerten Ausschnitt aus dem Bereich des Sickenhohlraums.
-
In Fig. 1 ist der Formkörper 2 in den durch die Außenform 1 und den
Innendorn 4 gebildeten Formhohlraum eingespritzt.
-
Der in der Außenform 1 angeordnete Hohlraum 11 für die Umfangssicke
21 ist durch den äußeren Ringschieber 3 abgedeckt. Der Formhohlraum für den Formkörper
2 ist in Richtung zur Bewegungsmimik 6, 7 durch den inneren Ringschieber 5 verschlossen.
Der äußere Ringschieber 3 ist außerhalb der Außenform 1 mit einem Antriebsmittel
6 verbunden, welches eine axiale Verschiebebewegung des äußeren Ringschiebers 3
ermöglicht. Dieses in der Zeichnung im einzelnen nicht dargestellte Antriebsmittel
6 kann beispielsweise aus einer hydraulischen Arbeitsvorrichtung bestehen, welche
über die Schubstange 6 auf den äußeren Ringschieber 3 in axialer Richtung einzuwirken
vermag.
-
Im Innendorn ist in der dargestellten Ausführungsform eine Druckniittel-Zuführungsleitung
8 erkennbar, welchemit ihrem Auslaß 81 bis unter den Hohlraum 11 für die Umfangssicke
21 reicht. Der Außlaß 81 der Druckmittel-Zuführungsleitung 8 ist in der dargestellten
Spritzstellung durch das Absperrventil 82 verschlossen.
-
Die in Fig. 1 gewählte Darstellung zeigt lediglich die
obere
Hälfte der erfindungsgemäßen Vorrichtung bis zur gedachten Mitte. Da die untere
Hälfte im wesentlichen spiegelbildlich ist, wurde auf die volle Darstellung im Schnitt
verzichtet.
-
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Blasstellung. Der äußere
Ringschieber 3 ist nunmehr zurückgezogen dargestellt, wobei die dafür erforderliche
axiale Verschiebebewegung den Hohlraum 11 für die Umfangssicke freigegeben hat.
Bei der axialen Verschiebebewegung des äußeren Ringschiebers 3 ist durch den Bewegungsmechanismus
6, 7 gleichzeitig der innere Ringschieber 5 in gegenläufiger Richtung aktiviert
worden.
-
Die Verschiebebewegung des inneren Ringschiebers 5 in Richtung auf
den Hohlraum 11 kann beispielsweise durch Anstoßen des Anschlages 71 an den Hebelmechanismus
7 erfolgen, wobei der letztere die für die Schiebebewegung des inneren Ringschiebers
erforderliche Kraft auf das Ende des inneren Ringschiebers 5 aufbringt.
-
Die gewählte Darste-llung zeigt, daß das Absperrventil 82 geöffnet
ist und damit die Druckmitelzuführungsleitungen 8, 81 zur Ausformung der Umfangssicke
21 freigegeben sind.
-
Fig. 3 zeigt den Ausschnit aus dem Sickenbereich mit in der Darstellung
leerem Formhohlraum. In der gewählten Darstellungsart sind deutlich die am Umfang
des Innendorns 4 angeordneten radialen Umfangseinschnürungen 41, 42 zu erkennen.
Diese radialen Umfangseinschnürungen 41, 42 sind im wesentlichen an den Übergängen
der senkrechten Seitenwände 111, 112 des Hohlraums 11 in die waagerechte Begrenzung
113, 114 des Formhohlraums angeordnet.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird kurz wie folgt beschrieben: Nach
dem Einspritzen der Kunststoffmase in den Formhohlraum wird die Kunststoffmasse
zunächst auf Verformungstemperatur
abgekühlt. Verformungstemperatur
heißt hier, daß sich die Kunststoffmasse in plastischem Zustand befindet, welcher
eine Formgebung ermöglicht. Nach Erreichen der Verformungstemperatur wird der äußere
Ringschieber 3 durch den Bewegungsmechanismus 6 in einer axialen Verschiebebewegung
aus dem Formhohlraum heraus in Richtung auf den Hebelmechanismus 7 verschoben. Bei
dieser Verschiebebewegung wird der Hohlraum 11 für die Umfangssicke 21 freigegeben.
-
Die Verschiebebewegung des äußeren Ringschiebers 3 endet, wenn die
innere Strinfläche 31 mit der vorderen Seitenwand 112 des Hohlraums 11 fluchtet.
-
Während dieses Verschiebev-organges hat der Anschlag 71 den Hebelmechanismus
7 erreicht und die über den Anschlag 71 auf den Hebelmechnismus 7 einwirkende axiale
Verschiebekraft bewirkt, daß diese Kraft in gegenläufiger Richtung über den Hebelmechnismus
7 auf den inneren Ringschieber 5 übertragen wird. Der innere Ringschieber 5 wird
durch diese Kraft nach innen in den Formhohlraum hinein verschoben, wobei diese
gegenläufige Verschiebebewegung das Material des Formkörpers von seiner Stirnfläche
her in Richtung auf den Hohlraum 11 für die Umfangssicke 21 zurückdrückt. Der Endstand
dieses Verfahrensschrittes ist der Fig. 2 zu entnehmen.
-
Bei dieser von der Stirnseite des Formkörpers 2 in Richtung auf den
Hohlraum 11 erfolgenden Materialverschiebung wird das zusätzliche Kunststoffmaterial
zunächst von den radialen Umfangseinschnürungen 41, 42 am Innendorn 4 aufgenommen.
Das überflüssige Material hat die Möglichkeit, in den Hohlraum 11 auszuweichen.
-
Die über die Druckmittelzuleitungen 8, 81 einsetzende Druckmittelbeaufschlagung
bewirkt dann ein gleichmäßiges Verteilen des Kunststoffmaterials an den den Hohlraum
11 begrenzenden Wänden 111, 112, 31, 113, wobei insbesondere die Eckbereiche durch
die Materialanhäufungen in den radialen Umfangseinschnürungen 1+1, 1+2 in der gleichen
Dicke
gehalten werden können wie die Querschnittsabmessungen der übrigen Wandteile des
Formkörpers 2.
-
Das zur Ausformung der Umfangssicke benötigte Druckmittel kann in
gasförmiger, flüssiger oder gemischter Form angewendet werden. Es läßt sich also
mit dem vorliegenden Verfahren beispielsweise Pressluft genauso verarbeiten wie
Wasser oder Dampf. Es sind Fälle denkbar, in denen auf die Zuführung eines Druckmittels
von Innen her verzichtet werden muß. In diesen Fällen ist das erfindungsgemäße Verfahren
genauso zweckmäßig und vorteilhaft durchzuführen, wenn über dem Hohlraum 11 durch
die Außenform am Umfang verteilt Bohrungen für den Eingriff von Vakuum angeordnet
sind.
-
Diese Variante ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
-
Der Bewegungsmechanismus 6, 7 kann über hydraulische Einrichtungen
aktiviert werden. Es sind jedoch hier alle anderen Antriebsmittel denkbar, die zur
Erzeugung von Kraft, welche wiederum der Erzeugung der axialen Verschiebebewegung
dient, geeignet sind.
-
Die gegengerichtete Verschiebebewegung des inneren Ringschiebers 5
ist einstellbar und im Regelfall so gewählt, daß im Sickenbereich gleiche Wandstärken
wie im übrigen Muffenbereich erreicht werden.
-
Die Erfindung schafft die Möglichkeit, im bekannten Spritz-Blasverfahren
Formkörper mit Umfangsausnehmungen herzustellen, wobei der Querschnitt der Wandflächen
in den Umfangs ausnehmungen wenigstens gleich mit dem Querschnitt der Wandflächen
des übrigen Formkörpers ist. Diese bisher nicht erzielbare Formkörpereigenschaft
wird durch die gegenläufig gerichteten Verschiebebewegungen
des
äußeren Ringschiebers 3 und des inneren Ringschiebers 5 erreicht. Diese Verschiebebewegungen
können gleichzeitig einsetzen oder zeitlich versetzt mit einem Vorsprung für den
äußeren Ringschieber 3 ablaufen. Ähnliches gilt für die Druckmittelzuführung, die
beispielsweise bereits beim Einsetzen der Verschiebebewegung des inneren Ringschiebers
5 beginnen und mit Erreichen dessen Endstellung enden kann. Die Druckmittelzuführung
kann jedoch auch so gesteuert werden, daß zunächst die beiden Verschiebebewegungen
der gegenläufig arbeitenden Ringschieber 3, 5 ablaufen und im Anschluß daran die
Druckmittelbeaufschlagung im Sickenbereich erfolgt.
-
PATENTANSPRÜCHE