DE2652172B2

DE2652172B2 - Spritzgießform zum Herstellen eines aus Kunststoff gespritzten, folienstarken Hohlkörpers

Info

Publication number: DE2652172B2
Application number: DE19762652172
Authority: DE
Inventors: Erich 7141 Steinheim Blattert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-11-16
Filing date: 1976-11-16
Publication date: 1980-01-17
Also published as: FR2370569A1; DE2652172A1; DE2652172C3; CH623775A5; BE860883A

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform zum Herstellen eines aus Kunststoff gespritzten, folienstarken Hohlkörpers entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Ein mit einer derartigen Spritzgießform herstellbarer und als Blumentopf ausgebildeter Hohlkörper ist durch die DE-PS 12 70 324 bekannt. Die Anbringung von als Fließwege wirkenden Rippen auf dem folienstarken Boden und/oder der folienstarken Seitenwand bringt dabei bei der Herstellung derartiger Hohlkörper im Spritzgießverfahren erhebliche Vorteile. Der Hohlkörper kann mit wenig Materialaufwand in ausreichender Festigkeit sehr schnell hergestellt werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei derartigen Hohlkörpern dann Schwierigkeiten bei der Herstellung im Spritzgießverfahren auftreten, wenn die Seitenwand eine verstärkte Übergangszone aufweist bzw. in einen verstärkten Rand übergeht und die als Fließwege wirkenden Rippen direkt in diese verstärkte Ühergangszone bzw. in den verstärkten Rand einmünden. Da die Rippen einen wesentlich kleineren Fließwiderst und für das Material darstellen als die folienstarken Teilbereiche zwischen den Rippen, wird beim Spritzen das Material sehr schnell bis zu der verstärkten Übergangszone bzw. bis zum verstärkten Rand hochgeführt und bildet dann über diesen eine geschlossene Materialbrücke zwischen den Rippen, bevor die folienütarken Teilbereiche des Bodens bzw. der Seitenwand zwischen diesen Rippen voll mit Material gefüllt sind. Die Folge davon ist, daß sich in den Übergangsbereichen zwischen den folienstarken Teilbereichen des Bodens bzw. der Seitenwand und der verstärkten Übergangszone bzw. dem verstärkten Rand Lufteinschlüsse bilden. Diese Lufteinschlüsse bringen einen nicht voll ausgespritzten Hohlkörper und daher Ausschußteile.

Diese Schwierigkeiten sind besonders dann groß, wenn zur Herstellung des Hohlkörpers keine ausreichend hohe Einspritzgeschwindigkeit zur Verfügung steht. Außerdem erhöht sich die Ausschußquote dann ganz beachtlich, wenn Material mit unterschiedlichem Fließverhalten verwendet wird. Dies ist besonders dann der Fall, wenn verschiedene Materialien gemischt werden, so wie es bei der Wiederverwendung von Mahlgut der Fall ist Das Material mit guter Fließeigenschaft füllt über die als Fließwege wirkenden Rippen die verstärkte Übergangszone bzw. den verstärkten Rand noch schneller, während das Material mit schlechteren Fließeigenschaften die folienstarken Teilbereiche zwischen den Rippen entsprechend langsa-

mer füllt, so daß die Lufteinschlüsse in den Übergangsbereichen zwischen den folienstarken Teilbereichen des Bodens bzw. der Seitenwand und der verstärkten Übergangszone bzw. dem verstärkten Rand zunehmen und der Anteil der Ausschußteile entsprechend ansteigt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Spritzgießform zum Herstellen eines derartigen Hohlkörpers zu schaffen, mit der der Hohlkörper ohne Gefahr der Bildung von Lufteinschlüssen und damit mit vernachlässigbarer Ausiallquote auch aus Material mit unter-

jo schiedlichem Fließverhalten auf Spritzgießmaschinen mit kleiner Einspritzgeschwindigkeit sehr schnell mit folienstarken Teilbereichen zwischen den Rippen gespritzt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch

J5 gelöst, daß die Enden der Fließwege bzw. der Rippen über im Fließquerschnitt geschwächte Teilbereiche in die verstärkte Übergangszone oder den verstärkten Rand übergehen und daß die Fließwiderstände der geschwächten Teilbereiche größer sind als die Fließwiderstände der zwischen den Rippen liegenden, folienstarken Teilbereiche der Seitenv, and.

Mit diesen geschwächten Teilbereichen an den Übergangsstellen von den Rippen zu der verstärkten Übergangszone bzw. dem verstärkten Rand läßt sich der Materialfluß so beeinflussen, daß die als Fließwege wirkenden Rippen sehr schnell gefüllt sind — was für die vollständige Füllung des Hohlkörpers von Bedeutung ist — daß aber die Brückenbildung in den Endbereichen der Rippen über die verstärkte Übergangszone bzw. den verstärkten Rand verhindert bzw. so verzögert wird, daß sich die folienstarken Teilbereiche des Bodens bzw. der Seitenwand zwischen den Rippen sicher ohne Lufteinschlüsse füllen können. Die Verlagerung der geschwächten Teilbereiche zur Erhöhung des Fließ-Widerstandes in die Übergangsstellen zwischen den Rippen und der verstärkten Übergangszone bzw. dem verstärkten Rand hat den Vorteil, daß die Brückenbildung verhindert bzw. verzögert werden kann, ohne den Materialübergang von den folienstarken Teilbereichen des Bodens bzw. der Seitenwand in die verstärkte Übergangszone bzw. den verstärkten Rand zu beeinträchtigen. Darin liegt die entscheidende Verbesserung der Spritzgießform. Da der Hohlkörper jetzt mit kleinerer Einspritzgeschwindigkeit sicher vollgespritzt werden kann, ist die für große Einspritzgeschwindigkeit erforderliche hohe Formzuhaitckraft nicht mehr nötig. Dies bedeute·., daß ein vorgegebener Hohlkörper auch mit einer leistungsschwacheren Spritzgießmaschine

hergestellt werden kann.

Da die Brückenbildung auch bei langsamen Füllvorgang verhindert werden kann, lassen sich die folienstarken Teilbereiche zwischen den Rippen in der Wandstärke noch weiter reduzieren. Können bei dem bekannten Blumentopf die folienstarken Teilbereiche bis auf ca. 0,35 mm reduziert werden, so ist es; mit der neuen Spritzgießform möglich, daß folienstarke Teilbereiche im Boden und/oder der Seitenwand noch bis herunter zu 0,20 mm einwandfrei vollgespritzt wenden können. Dies bringt eine weitere Gewichtsersparnis bei einem bestimmten Hohlkörper, die mit einer entsprechenden Erhöhung der Ausstoßstückzahl einer vorgegebenen Spritzgießmaschine verbunden ist.

Die Anpassung der Fließwiderstände dieser geschwächten Teilbereiche läßt sich dadurch erreichen, daß der Fließwiderstand durch den die Wandstärke der geschwächten Teilbereiche bestimmenden Fließquerschniti festgelegt ist. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der die Wandstärke der geschwächten Teilbereiche bestimmende Fließquerschnitt kleiner ist als der die Wandstärke der folienctarken Teilbereiche zwischen den Rippen bestimmende FlieUquerschni't.

Die Erfindung wird anhand von verschiedenen, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei^pielen von _>ϊ Hohlkörpern näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht einen kegelstumpfartigen Becher mit vollständig geschlossenen Wandungen,

Fig. 2 die Ansicht auf den Boden des Bechers nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Becher mit Stapelrand in Seitenansicht,

Fig. 4 den Becher nach Fig. 3 auf den Boden gesehen,

Fig. 5 einen schachtelartigen Hohlkörper in Seitenansicht und Ji

F i g. 6 den Hohlkörper nach F i g. 3, auf den Boden gesehen.

Der kegelstumpfförmige Becher 10 mach F i g. 1 und 2 weist in der Mitte des Bodens einen scheibenförmigen Anspritzbereich 18 mit dem Anguß 17 auf, über den der gesamte Becher beim Spritzen mit Material gefüllt wird. Von diesem Anspritzbereich 18 gehen strahlenförmig die als Fließwege wirkenden Rippen 16 aus, die auf der Unterseite des Bodens verlaufen. Die folienstarken Teilbereiche 11 des Bodens zwischen den Rippen 16 verschließen den Boden des Bechers I¹I) vollständig. Die Rippen 16 setzen sich in der folienstarken Seitenwand des Bechers 10 als Rippen 13 geradlinig weiter. Die Seitenwand des Bechers 10 geht in einen wulstartigen, verstärkten Rand 14 über, der die öffnung des Bechers so 10 umlaufend abschließt. Die Rippen 13 sind auf der Außenseite der Seitenwand angeordnet und münden direkt in den Rand 14 ein.

Wie der Teilschnitt in Fig. 1 erkennen läßt, sind die Einmündungsbereiche aller Rippen 13 im Rand 14 als 5Ί geschwächte Teilbereiche 15 ausgebildet. Diese geschwächten Teilbereiche 15 stellen für das in den Rippen 13 zugeführte Material erhöhte Fließwiderstände dar, die den Zufluß des Materials von den Rippen 13 in den Rand 14 abbremsen. Durch die Größe und die Wandstärke dieser geschwächten Teilbereiche 15 kann die Bremswirkung auf den MaterialfluO variiert werden. Die über diese geschwächten Teilbereiche 15 begrenzten und erhöhten Fließwiderstände sind so festgelegt, daß sich über den Rand 14 keine Materialbrücken bilden können, bevor die l'olienstarken Teilbereiche 12 der Seitenwand zwischen den Rippen 13 voll mit Material gefüllt sind. Dennoch können die Rippen 13 schnell bis zum Ende mit Material angefüllt werden, was sich auf den Füllvorgang des Bechers 10 günstig auswirkt. Die gezielt eingebrachten Bremsen für den Materialfluß bringen aber die Gewähr dafür, daß der Rand 14 wirklich erst zum Schluß des Füllvorganges geschlossen wird und so auch die folienstarken Teilbereiche 12 der Seitenwand mit Material gefüllt wird. Damit wird die Bildung von Lufteinschlüssen in den Übergangsuerei· chen von den folienstarken Teilbereichen 12 der Seitenwand zu dem verstärkten Rand 14 sicher vermieden. Da die Bremswirkungen der geschwächten Teilbereiche 15 sehr stark gewählt werden können, läßt sich die Bildung von Lufteinschlüssen auch dann noch vermeiden, wenn die geschwächten Teilbereiche 12 der Seitenwand sehr dünn sind, z. B. nur etwa 0,20 mm stark sind. Der Becher 10 kann daher im Gewicht noch weiter reduziert werden und auch auf einer Spritzgießmaschine mit kleiner Einspritzgeschwindigkeit und damit kleiner Formzuhaltekraft gespritzt werden. Die unterschiedliche Fließeigenschaft des Materials spielt bei dieser Ausgestaltung des Bechers 10 auch keine Rolle mehr, da die Brückenbildung, d besonders bei gut fließendem Material sehr schnell erlogen könnte, durch die eingeführten geschwächten Teilbereiche 15 im Rand 14 sicher vermieden bzw. zumindest so verzögert ist. daß der Füllvorgang der folienstarken Teilbereiche 12 der Seitenwand aus den Rippen 13 heruj' nicht beeinträchtigt wird.

Die Spritzgießform zum Herstellen des Bechers 20 wird so ausgelegt, daß beide SpritzgielJformhälfier, einen dem Becher 10 entsprechenden Hohlraum freilassen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 ist die Seitenwand durch einen im Durchmesser größerer, Stapelrand 24 abgeschlossen. Dabei ge· t die Seilen wand des Bechers 20 oder eines Tupfes über die verstärkte Übergangsi-one 26 in den Stapelrand 24 über. Die verstärkte Übergangszone 26 und der Siapelrand 25 weisen eine Wandstärke auf, die größer ist als die Wandstärke der geschwächten Teilbei eicht 22 der Seitenwand.

Es kann jedoch auch nur die verstärkte Übergangszoi,e 26 in der Wandstärke stärker ausgelegt sein. Der Stapelrand 24 schließt Mch mit einer folienstarken Wandung an. Die verstärkte Übeigangsz"ne 26 kann auch schon unterhalb des Stapelrandes 24 in der Seitenwand beginnen.

Die als Fließwege wirkenden Rippen 23 sind auf der Innenseite der Seitenwand gleichmäßig verteilt und strahlenförmig angeordnet, wobei die Rippen 23 von dem verstärkten Boden 21 mit dem Anguß 27 in der Mitte ausgehen. Die Wandstärke des vorzugsweise kleinflächigen Bodens 21 ist so gewählt, daß der Fließwiderstand ausreichend klein ist, der Materialbeda:' liafür" aber noch nicht erheblich ist und noch keine als Fließwege wirkenden Rippen erforderlich sind. Die Rippen 23 geheii bei diesem Ausführiingsoeispiel nicht direkt in die verstärkte Übergangszone 26 über, sondern enden in unmittelbarer Nähe. Auf diese Weise geht jede als Fließweg wirkende Rippe 23 über einen geschwächten Teilbereich 25 als Materialbremse in die verstärkte Übergangszone 26 über, Diese geschwächten Teilbereiche 25 stellen erhöhte Fließwiderständ» Jar, deren Werte durch die Größe und die Wandstärke dieser Teilbereiche 25 zwischen den Rippen 23 und der verstärkten Übe^rgangszonc 26 festgelegt werden können. Die Auslegung wird so vorgenommen, daß die folienstarken Teilbereiche 22 der Seitenwand beim

Spritzen aus den Rippen 23 heraus bereits mit Material gefüllt sind, bevor sich die verstärkte Übergangszone 26 schließt. Damit läßt sich wiederum die Bildung von l.ufteinschlüssen zwischen den folienstarken Teilbereichen 22 der Scilenwand und der verstärkten Übergangszone 26 vermeiden. Beim Spritzen von Topfen oder Bechern 20 kann daher die Ausschußquote selbst bei Mischungen mit unterschiedlich fließfähigem Mate rial, d. h. bei der Verarbeitung von Mahlgut od. dgl., •,eniachlässigbar klein gehallen werden.

Schließlich zeigt das Ausführungsbeispiel nach I ι g. "> und b einen schachtelartigcn Hohlkörper 30. tier eine pyramidenstiimpfartige ϊ-Όπιι aufweist. Der rechteckige Boden hat in der Mitte wieder einen scheibenförmigen Ansprit/bereich 38 mit dem Anguß 37. Dieser Boden weist auf seiner Unterseite strahlenförmig verlaufende Rippen 33 auf. die von diesem verstärkten Ansprit/bereich 38 ausgehen. Die folienstarken Teilbereiche 31 /wischen den Kippen M bringen den voll geschlossenen Boden. Die .Seilenwände 32 sind verhältnismäßig niedrig und werden daher in der Wandstärke so ausgelegt, daß eip ausreichend guter Materiaifluß ohne als I ließwege wirkende Rippen gewährleistet wird. Die Rippen 33 am Boden gehen nicht direkt in die Seitenwände 32 über, sondern enden in unmittelbarer Nähe derselben, so daß Übergangsbcreiche bei 35 entstehen. Diese Übergangsbereiche bei 35 können durch ihre Größe und ihre Wandstärke auf bestimmte erhöhte lließwiderstände festgelegt werden, so daß die folienstarken Teilbereiche 31 des Bodens aus ilen Kippen 33 heraus mit Material gefüllt werden, bevor die Seitenwänc.e 32 als umlaufender Abschluß gefüllt werden. Auf diese Weise kann die Bildung von l.ufteinschlüssen in den Übergangsbereichen /wischen den folienstarken Teilbereichen 31 des Bodens und den verstärkten Seitenwänden 32 vermieden werden. Die Seitenwände 32 weisen größere Wandstärke auf als die folienstarken Teilbereiche 31 des Bodens und wirken wie ein verstärkter Rand. Versuche haben gezeigt, daß optimale F.rgebnisse hinsichtlich eines eindeutigen Materialflusses ohne Bildung von Lufteinschlüssen und i:.iimt \(Hi Ausschlißteilen erzielt werden können, selbst wenn die folienstarken Teilbereiche von Boden und Seitenwand auf eine Wandstärke von etwa 0.2(1 mm reduziert werden. Dabei sind die verstärkten Ränder b/w. die verstärkte Seitenwand im Bereich von 0.40 bis 0.80 mm und auch die als MieLlwege wirkenden Kippen haben eine ähnliche Wandstärke, sind aber 1.0 bis 2.0 mm breit. Diese Abmessungen sind nur als Beispiel /u werten und /eigen deutlich, tl.ill mit der neuen Spritzgießform Hohlkörper mit einer Wandstärke gesprit/l werden können, wie sie bis heute fur gespritzte Kunststoffteile nicht möglich waren und nur im Tief/iehverfahren bekannt sind. Die geschwächten Teilbercvhe /ur Erhöhung des I Heßwiderstandes sind > dabei ir der Wandstärke kleiner als die folienstarken Teilbereiche des Hohlkörpers, um eine ausreichend große Bremswirkung für den Materialfluß /u erreichen.
Ils bkit)! noch zu er wähnen, daß der Hohlkörper auch als Blumentopf ausgebildet sein kann Dazu sind zumindest im Boden, vorzugsweise in den folienstarken Teilbereichen. Durchbrüche vorgesehen

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 26 52 172

1. Spritzgießform zum Herstellen eines aus Kunststoff gespritzten, folienstarken Hohlkörpers, der aus einem Boden und einer mit einer im Querschnitt verstärkten Übergangszone versehenen oder in einen im Querschnitt verstärkten Rand auslaufenden Seitenwand gebildet ist, mit einem Anguß im Bereich der Mitte des Bodens des Hohlkörpers und mit gegenüber dem Querschnitt der Seitenwand vergrößerten, über den Boden und/oder die Seitenwand des Hohlkörpers verteilte Rippen bildenden Fließwegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Fließwege bzw. der Rippen (13,23,33) über im Fließquerschnitt geschwächte Teilbereiche (15, 25, 35) in die verstärkte Übergangszone (26) oder den verstärkten Rand (14) übergehen und daß die Fließwiderstände der geschwächten Teilbereiche (15, 25, 35) größer sind als die Fließwiderstände der zwischen den Rippen (13, 23, 33) liegenden, folienstarken Teilbereiche (12, 22,31) der Seitenwand.

2. Spritzgießform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließwiderstand durch den die Wandstärke der geschwächten Teilbereiche (15, 25,35) bestimmenden Fließquerschnitt festgelegt ist.

3. Spritzgießform nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der cie Wandstärke der geschwächten Teilbereiche (15, 25,35) bestimmende Fließquerschnitt kleiner ist als der die Wandstärke der folienstarken Teilbereiche (12, 22, 31) zwischen den Rippen (13, 23, 33) bestimmende Fließquerschnitt.