DE3039796A1 - Composite thermoplastic injection mouldings prodn. - by injecting first polymer and enlarging cavity for injecting second polymer on it - Google Patents
Composite thermoplastic injection mouldings prodn. - by injecting first polymer and enlarging cavity for injecting second polymer on itInfo
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Abstract
Description
Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-FormkörpernProcess for the production of plastic moldings
sowie Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Formkörr#ern aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialqualitäten durch aufeinanderfolgendes Spritzgießen in einem Werkzeug.and tools for performing the method. The invention relates to a method for producing plastic molded articles from at least two different ones Material qualities through successive injection molding in one tool.
Gegenstand der Erfindung ist aber auch ein Werkzeug zur Durchführung dieses Verfahrens, welches aus einer Außenform und einer relativ dazu axial beweglichen Kernform besteht.The invention also relates to a tool for implementation this method, which consists of an outer shape and an axially movable one relative to it Core shape.
Bei bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird zunächst der erste Formkörperteil gespritzt. Nachdem dieser ausgehärtet ist, wird er dem Werkzeug entnommen und in ein weiteres Werkzeug mit entsprechend größerem Forminnenraum eingelegt. Es erfolgt dann das Anspritzen des zweiten Formkörperteils. Die Verbindung beider Teile kommt meist dadurch zustande, daß das zweite Formkörperteil in Hinterschneidungen oder dergleichen des ersten Formkörperteils eingespritzt wird.In known methods of the type mentioned initially the first molded body part injected. After this has hardened, it becomes the tool removed and inserted into another tool with a correspondingly larger mold interior. The second molded body part is then molded on. The connection between the two Parts usually come about by the fact that the second molded body part has undercuts or the like of the first molded body part is injected.
Durch das Arbeiten mit zwei verschiedenen Werkzeugen lassen sich die beiden Spritzvorgänge nur mit relativ großem zeitlichen Abstand ausführen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beide Formkörperteile nur mechanisch miteinander verklammert sind.By working with two different tools, the Carry out both spraying processes only with a relatively large time interval. Another The disadvantage is that the two molded body parts are only clamped together mechanically are.
Bekannt ist es auch, zwei Formkörperteile getrennt voneinander herzustellen und sie anschließend durch Verkleben oder Verschweißen miteinander zu verbinden. Hier muß neben dem Spritzen der Formkörperteile Montagearbeit verrichtet werden.It is also known to produce two molded body parts separately from one another and then to connect them to one another by gluing or welding. In addition to the injection molding of the molded body parts, assembly work has to be carried out here.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben und ein Werkzeug zu dessen Durchführung zu schaffen, durch welches bzw. mit welchem auf einfache Art und Weise eine innige und damit dauerhaft sichere Verbindung zwischen dem Formkörperteil aus der ersten Materialgualität und dem Formkörperteil aus der zweiten Materialqualität erhalten wird, ohne daß zusätzliche Montagearbeiten zu verrichten sind.The invention is based on the object of a manufacturing method of the generic type and to create a tool for its implementation, through which or with which in a simple way an intimate and thus permanently secure connection between the molded body part from the first material quality and the shaped body part is obtained from the second material quality without additional assembly work has to be carried out.
Die verfahrenstechnische Lösung dieses Problems ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Formkörperteil aus der ersten Materialgualität gespritzt wird, danach, jedoch vor dessen Erstarren, bei geschlossenem Werkzeug das Volumen des Forminnenraumes vergrößert und anschließend in den freien Teil des Forminnenraumes die zweite Materialqualität eingespritzt wird, wobei gegebenenfalls nach nochmaliger Vergrößerung des Forminnenraumes eine weitere Materialqualität eingespritzt wird.The procedural solution to this problem is characterized by that first the molded body part is injected from the first material quality, thereafter, but before it solidifies, the volume of the with the tool closed Mold interior enlarged and then in the free part of the mold interior the second material quality is injected, possibly after repeated Enlargement of the mold interior a further material quality is injected.
In vielen Fällen ist es zweckmäßig, daß beim Spritzen des Formkörperteils aus der ersten Materialqualität und gegebenenfalls beim Spritzen des Formkörperteils aus der zweiten Materialqualität in dessen Wandungen Durchlässe freigehalten werden, durch die dann die zweite und gegebenenfalls die weitere Materialqualität eingespritzt werden.In many cases it is expedient that when injecting the molded body part from the first material quality and optionally during injection molding of the molded body part from the second material quality in the walls of which passages are kept free, through which the second and possibly the further material quality is then injected will.
Es empfiehlt sich, daß im Forminnenraum der Raum für das Formkörperteil aus der zweiten oder einer weiteren Materialqualität gleichzeitig mit den Durchlässen freigemacht wird.It is recommended that the space for the molded body part in the mold interior from the second or a further material quality at the same time as the passages is vacated.
Unterschiedliche Materialqualitäten meint Kunststoffe unterschiedlicher Eigenschaften. So kann es zweckmäßig sein, Kunststoff-Formkörper herzustellen, die teilweise aus formhartem und teilweise aus formelastischem Material bestehen. Als Beispiel sei eine Kehrichtschaufel genannt, die aus formstabilem Kunststoff gespritzt ist, an der Vorderkante jedoch mit einer Lippe aus weichem Kunststoffmaterial versehen ist, die sich den Unebenheiten des Fußbodens anzupassen vermag.Different material qualities mean different plastics Properties. So it can be useful to produce plastic moldings that consist partly of rigid and partly of form-elastic material. as An example is a garbage shovel that is injection-molded from dimensionally stable plastic is, however, provided with a lip made of soft plastic material at the front edge that is able to adapt to the unevenness of the floor.
Ein weiterer Grund, Kunststoff-Formkörper aus zwei Materialien herzustellen, kann in den unterschiedlichen Materialpreisen zu suchen sein. Es kann vorteilhaft sein, derartige Formkörper teilweise aus billigem Material zu erstellen.Another reason to make plastic moldings from two materials, can be found in the different material prices. It can be beneficial be to create such moldings partially from cheap material.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich aber auch dann mit Vorteil einsetzen, wenn die verschiedenen Materialien sich lediglich farblich voneinander unterscheiden, wie das z.B. bei Kraftfahrzeug-Rückleuchten der Fall ist, die einen Rot-, einen Orange- und einen Welßbereich aufweisen.However, the method according to the invention can then also be used to advantage use when the different materials only differ in color from each other differentiate, as is the case e.g. with motor vehicle taillights, the one Have red, an orange and a whale area.
Zur Erzielung einer innigen Verbindung zwischen dem Formkörperteil aus der ersten Materialqualität und dem aus der zweiten Materialgualität bestehenden Formkörperteil ist es wichtig, daß die beiden Spritzvorgänge unmittelbar aufeinanderfolgend in ein und demselben Werkzeug durchgeführt werden. Beim Einspritzen der zweiten Materialqualität muß der Formkörperteil aus der ersten Materialqualität bereits so formstabil sein, daß er bei der Völumenvergrößerung des Forminnenraumes seine Gestalt nicht verändert. Er darf aber noch nicht erstarrt bzw. ausgehärtet sein. Vielmehr muß der Teil seiner Außenfläche, der nach der Volumenvergrößerung des Forminnenraumes als Teil der Formwandung für den Formkörnerteil aus der zweiten Materialqualität dient, durch die zweite Materialqualität gewissermaßen aufgeschmolzen werden, so daß beide Kunststoffmassen einwandfrei miteinander verschweißen.To achieve an intimate connection between the molded body part from the first material quality and that consisting of the second material quality Part of the molded body, it is important that the two injection processes take place immediately after one another can be carried out in one and the same tool. When injecting the second The molded body part must already have material quality from the first material quality be so dimensionally stable that it is his when increasing the volume of the mold interior Shape not changed. However, it must not yet have solidified or hardened. Rather, the part of its outer surface that is after the increase in volume of the interior of the mold must as part of the mold wall for the molded part made of the second material quality serves to be melted, so to speak, by the second material quality, so that both plastic compounds weld together properly.
Ein Werkzeug zum Herstellen von Kunststoff-ForrWörpern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, mit einer Außenform und einer relativ dazu axial beweglichen Kernform zeichnet sich dadurch aus, daß die Kernform aus zwei ineinandersitzenden Formteilen besteht, von denen der äußere formteil entsp#echnnd der Innenkontur des Formkörperteils aus der ersten Materialqualität und der Außenkontur des Formkörpsrteils aus der zweiten Material qualität profiliert sowie auf dem inneren Formteil um ein vorbestimmtes Maß axial verschiebbar geführt ist während der in nere Formteil eine der Tnnenkcntur des Formkörperteils aus der zweiten Materialqualität entsprechende Profilierung hat, die bei vorgeschobenem äußeren Formteil völlig evt, , bei zurückgezogenem äußeren Formteil jedoch zur sinnenkontur des äußeren Formkörperteils hin zumindest teilweise freigegeben ist.A tool for producing plastic molded bodies according to the invention Method with an outer shape and a core shape that is axially movable relative thereto is characterized by the fact that the core form consists of two nested molded parts consists, of which the outer molded part corresponds to the inner contour of the molded body part from the first material quality and the outer contour of the molded part from the second material quality profiled as well as on the inner molding around a predetermined one Dimension is axially displaceable while the inner molding is one of the inner contour corresponding profiling of the molded body part made of the second material quality has that completely evt when the outer molding is advanced, when the outer part is withdrawn Molded part, however, to the outer contour of the senses Molded body part is at least partially released.
Im äußeren Formteil kann mindestens ein radial gegen den inneren Formteil anstellbarer Schieber zur Bildung eines Angußdurchlasses im äußeren Formkörperteil für das Spritzen des inneren Formkörperteils vorgesehen sein.In the outer molded part, at least one can radially oppose the inner molded part adjustable slide to form a sprue passage in the outer molded body part be provided for the injection molding of the inner molded body part.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nunmehr erläutert werden.The invention will now be explained with the aid of the drawing.
Figur 1 zeigt im Längsschnitt und als Beispiel für erfindungsgemäße Kunststoff-Formkörper einen aus einem Deckel und einem Stutzen bestehenden Schraubverschluß, wie er bspw. für Blechemballagen verwendbar ist, wobei der Stutzen die erfindungsgemäße Ausbildung aufweist, während die Figuren 2 bis 4 jeweils im axialen Halbschnitt ein Werkzeug zur Herstellung des Stutzens gemäß Fig. 1 bei verschiedenen aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten wiedergeben.Figure 1 shows in longitudinal section and as an example of the invention Plastic molded body a screw cap consisting of a cover and a connecting piece, as it can be used, for example, for sheet metal packaging, the nozzle according to the invention Has training, while Figures 2 to 4 each in an axial half-section a tool for producing the nozzle according to FIG. 1 at different successive ones Reproduce process steps.
In-Fig. 1 ist im Ls.ngaschnitt ein. Schraubverschluß 1 aus formstabilem Kunststoff gezeigt, welcher aus einem Stutzen 2 und einem zugehörigen Deckel 3 besteht. Der Stutzen 2 kann dabei in eine angepaßte Öffnung eines Blechbehälters, bspw. eines Kanisters oder eines Fasses, eingesetzt werden.In-Fig. 1 is in the longitudinal section. Screw cap 1 made of dimensionally stable Plastic is shown, which consists of a connecting piece 2 and an associated cover 3. The connecting piece 2 can be inserted into an adapted opening of a sheet metal container, for example one Canisters or a barrel.
Während der Deckel 3 insgesamt aus formhartem Kunststoff besteht, handelt es sich beim Stutzen 2 um einen Kunststoff-Formkörper, welcher einen äußeren Formkörperteil 4 aus formhartem Kunststoff aufweist und außerdem einen inneren Formkörperteil 5 aus formweichem Kunststoff hat.While the cover 3 consists entirely of rigid plastic, it is the nozzle 2 is a plastic molded body, which has an outer Has molded body part 4 made of rigid plastic and also an inner molded body part 5 made of soft plastic.
Der äußere Formkörperteil 4 ist an seinem Innenumfang mit zwei sich zum freien Ende stufenförmig erweiternden, zueinander konzentrisch und parallel zur Längsachse verlaufenden Einformungen 6 und 7 versehen. Der innere Formkörperteil 5 bildet einen Dichtungsring, welcher einen im wesentlichen Y-förmigen Querschnitt hat. Der Y-Steg 8 liegt dabei in der im Durchmesser kleineren Einformung 6 des äußeren Formkörperteils 4, während der eine Y-Schenkel 9 von der im Durchmesser größeren Einformung 7 des äußeren Formkörperteils 4 aufgenommen ist. Der andere Y-Schenkel 10 steht frei über den Innenumfang des äußeren Formkörperteils 4 vor und weist einen von seiner Wurzel zum freien Ende hin keilförmig verjüngten Querschnitt auf, solcherart, daß der als Dichtungsring wirkende innere Formkörperteil 5 sich an seinem Innenumfang in den Stutzen 2 hinein konisch verengt.The outer molded body part 4 is on its inner circumference with two gradually widening towards the free end, concentric and parallel to one another to the longitudinal axis extending indentations 6 and 7 provided. The inner molded body part 5 forms a sealing ring which has a substantially Y-shaped Has cross-section. The Y-web 8 lies in the indentation with a smaller diameter 6 of the outer molded body part 4, while the one Y-leg 9 of the diameter larger indentation 7 of the outer molded body part 4 is added. The other Y-leg 10 protrudes freely over the inner circumference of the outer molded body part 4 and has a cross section which tapers in a wedge shape from its root to the free end on, in such a way that the inner molded body part 5 acting as a sealing ring narrows conically on its inner circumference into the connecting piece 2.
Der Ringspalt 11 zwischen den beiden Y-Schenkeln 9 und 10 weist in entspanntem Zustand des Dichtungsringes vorzugsweise auf seiner Tiefe annähernd gleiche Breite auf. Selbstverständlich kann er aber auch ein anderes ouerschnittsprofil besitzen, bspw.The annular gap 11 between the two Y-legs 9 and 10 has in FIG relaxed state of the sealing ring preferably approximately on its depth same width. Of course, it can also have a different cross-sectional profile own, e.g.
sich zu seinem Grund hin verjüngen.rejuvenate towards its base.
Das den Dichtungsring bildende innere Formkörperteil 5 aus formelastischem Kunststoff ist einstückig fest mit dem äußeren Formkörperteil 4 aus formfestem Kunststoff verbunden.The inner molded body part 5, which forms the sealing ring, is made of dimensionally elastic Plastic is integral with the outer molded body part 4 made of dimensionally stable plastic tied together.
Die Herstellung des aus den beiden Formkörperteilen 4 und 5 bestehenden Stutzens 2 erfolgt mit Hilfe des in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Werkzeuges durch Spritzgießen aus Kunststoff, und zwar in mehreren aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten.The manufacture of the two molded body parts 4 and 5 Nozzle 2 is carried out with the aid of the tool shown in FIGS. 2 to 4 Injection molding from plastic, namely in several successive process steps.
Dieses Werkzeug wird im wesentlichen von einer Außenform 12 und einer Kernform 13 gebildet. In die Außenform 12 sind dabei sämtliche Außenkonturen 14 des äußeren Formkörperteils a eingeformt, während dessen Innenkonturen 14 von der Kernform 13 bestimmt werden.This tool is essentially of an outer mold 12 and one Core shape 13 is formed. All the outer contours 14 are in the outer shape 12 of the outer molded body part a molded, while the inner contours 14 of the Core shape 13 can be determined.
Die Kernform 13 besteht aus zwei konzentrisch ineinandersitzenden Teilen 16 und 17, wobei der äußere Teil 16 der Innenkontur des äußeren Formkörperteils 4 entspricht und demzufolge an seinem Außenumfang mit stufenartigen Absätzen 18 und 19 versehen ist. Der innere Teil 17 der Kernform weist eine Umfangseindrehung 20 auf, welche in ihrer Querschnittsform dem Y-Schenkel 10 des inneren Formkörperteils 5 entspricht.The core form 13 consists of two concentrically seated one inside the other Parts 16 and 17, the outer part 16 of the inner contour of the outer molded body part 4 corresponds and therefore to its outer circumference with step-like Paragraphs 18 and 19 is provided. The inner part 17 of the core mold has a circumferential turn 20, which in its cross-sectional shape corresponds to the Y-leg 10 of the inner molded body part 5 corresponds.
In der aus Fig. 2 ersichtlichen Stellung des Werkzeuges wird zunächst durch die Angußöffnung 21 formfester Kunststoff in die vorhandenen Hohlräume zwischen der Außenform 12 und der Kernform 13 einqespritzt. Nachdem das geschehen ist, werden die radial durch die Außenform 12 bis gegen das Formteil 16 der Kernform 13 vorgeschobenen Stifte 22 herausgezogen und damit die öffnungen 23 freigegeben, welche vorzugsweise gleichmäßig auf den Umfang verteilt angeordnet sind. Anschließend wird dann das äußere Formteil 16 der Kernform 13 in die.Stellung nach Fig. 3 gebracht, so daß von der Umfangsnut 20 im inneren Formteil 17 der Kernform 13, dem bereits gespritzten äußeren Formkörperteil 4 und dem teilweise gezogenen äußeren Formteil 16 ein im Querschnitt Y-förmiger Ringraum freigelegt wird. In diesen Ringraum wird sodann durch die Angußöffnung 23a in der Außenform 12, aus welcher der Stift 22 vollständig entfernt ist und durch die mit der Angußöffnung 23a korrespondierende öffnung 23 im äußeren Formkörperteil 4 formelastischer Kunststoff eingespritzt, so daß dieser den im Querschnitt Y-förmigen Hohlraum völlig ausfüllt und sich zugleich mit dem bereits vorher gespritzten äußeren Formkörperteil 4 fest verschweißt.In the position of the tool shown in FIG. 2, first through the sprue opening 21 dimensionally stable plastic in the existing cavities between the outer mold 12 and the core mold 13 are injected. After that is done, will which is advanced radially through the outer mold 12 up to the molded part 16 of the core mold 13 Pins 22 are pulled out and thus the openings 23 are released, which preferably are arranged evenly distributed over the circumference. Then the outer mold part 16 of the core mold 13 brought into die.Ststellung according to FIG. 3, so that from the circumferential groove 20 in the inner mold part 17 of the core mold 13, the already injected outer molded body part 4 and the partially drawn outer molded part 16 an im Cross-section of the Y-shaped annulus is exposed. In this annulus is then through the sprue opening 23a in the outer mold 12, from which the pin 22 is completely is removed and through the opening 23 corresponding to the sprue opening 23a In the outer molded body part 4 form elastic plastic is injected so that this completely fills the cavity, which is Y-shaped in cross section, and at the same time with the already previously injected outer molded body part 4 firmly welded.
Daraufhin wird zuerst das Formteil 16 und sodann die gesamte Kernform 13 völlig aus der Außenform 12 herausgezogen, wie das Fig. 4 erkennen läßt.Thereupon the molding 16 is made first and then the entire core shape 13 completely pulled out of the outer shape 12, as can be seen in FIG.
Der auf diese Art und Weise fertiggestellte, aus dem formbaren äußeren Formkörperteil 4 und dem formweichen inneren Formkörperteil 5 gebildete Stutzen kann dann nach öffnen der Außenform 12 aus dieser herausgenommen werden.The one finished in this way, from the malleable outer Molded body part 4 and the form-soft inner molded body part 5 formed nozzle can then be removed from the outer mold 12 after opening it.
Der sichere Halt des inneren Formkörperteils 5 innerhalb des äußeren Formkörperteils 4 wird noch dadurch begünstigt, daß zapfenartige Abschnitte 24 der Angüsse radial in die von den Stiften 22 freigegebenen öffnungen 23 des äußeren Formkörperteils 4 hineinragen, wie das den Fig. 1 und 4 entnommen werden kann.The secure hold of the inner molded body part 5 within the outer Shaped body part 4 is still favored in that peg-like sections 24 of the Sprues radially into the openings 23 of the outer one released by the pins 22 Shaped body part 4 protrude, as can be seen in FIGS. 1 and 4.
Der auf diese Art und Weise Tertiggestellte Stutzen 2 kann sodann, wie aus Fig. 1 ersichtlich, zusammen mit dem Deckel 3 zur Bildung eines Schraubverschlusses benutzt werden Normalerweise reicht die Elastizität des als Dichtungsring wirkenden inneren Formkörperteils 5 aus, den Stutzen 2 und -den Deckel 3 des Schraubverschlusses 1 gegeneinander abzudichten. Soll jedoch die Dichtwirkung verbessert werden, dann ist es zweckmäßig, den mit dem Y-Schenkel in Wirkverbindung tretenden Dichtunqsansatz 25 des Deckels 3 konzentrisch mit einem Ringsteg 26 zu umgeben, der beim Aufschrauben des Deckels 3 auf den Stutzen 2 in den Ringspalt 11 zwischen den beiden Y-Schenkeln 9 und 10 des als Dichtungsring dienenden inneren Formkdrperteils 5 eindringt. Durch diesen Ringsteg wird dann der freie Y-Schenkel 10 des inneren Formkörperteils 5 nach radial einwärts verformt und großflächig gegen den Dichtungsansatz 25 des Deckels 3 gepret.The nozzle 2 completed in this way can then as can be seen from FIG. 1, together with the cover 3 to form a screw cap Usually the elasticity of the sealing ring is sufficient inner molded body part 5, the nozzle 2 and the cover 3 of the screw cap 1 to seal against each other. However, if the sealing effect is to be improved, then it is advisable to use the sealing attachment that is in operative connection with the Y-leg To surround 25 of the cover 3 concentrically with an annular web 26, which when screwed on of the cover 3 on the nozzle 2 in the annular gap 11 between the two Y-legs 9 and 10 of the inner molded body part 5 serving as a sealing ring penetrates. By this ring web then becomes the free Y-leg 10 of the inner molded body part 5 deformed radially inward and over a large area against the sealing shoulder 25 of the cover 3 pressed.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es ohne weiteres möglich, das äußere Formteil 16 der Kernform 13 durch bloßes axiales Verschieben aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung in die Stellung nach Fig. 3 zu bringen. Es ist aber auch denkbar, in die Rille 27 des Deckels 3 eine Dichtung aus Weichkunststoff einzuspritzen. Da der Deckel 3 mit einem Innengewinde 23 versehen ist, könnte die Kernform 13 nicht ohne weiteres axial verschoben werden. Ihre axiale Verlagerung müßte dann durch Herausschrauben erfolgen Die Gestaltung des Werkzeuges hangt im wesentlichen von der Ausbildung des Kunststoff##orP:#o#rpers ab.In the present embodiment it is easily possible the outer mold part 16 of the core mold 13 by simply sliding it axially out of the to bring the position shown in FIG. 2 into the position according to FIG. But it is It is also conceivable to inject a seal made of soft plastic into the groove 27 of the cover 3. Since the cover 3 is provided with an internal thread 23, the core shape 13 could not can easily be shifted axially. Your axial displacement would then have to go through Unscrewing done The design of the tool depends essentially on the training of the plastic ## orP: # body.
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