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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen eines
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aus zwei Komponenten bestehenden Spritzgußteils in einem von verschiebbaren
Formbacken für die Innen- und die Außenkontur gebildeten Hohlraum einer Spritzgießform
sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
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Es sind Spritzgußmaschinen mit zwei relativ zueinander bewegbaren
Formhälften bekannt, die beim Herstellen von Spritzgußteilen mit inneren und äußeren
Hinterschneidungen eIngesetzt werden. In diesen Fällen genügt nämlich nicht - wie
sonst üblich - lediglich ein einteiliger Formkern für die Innenkontur und eine einteilige
Hohlform für die Außenkontur des Spritzgußteiles. Die Hinterschneidungen würden
nämlich sonst das Entformen des Spritzgußteils verhindern.
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Aus diesem Grunde muß die die Hinterschneidungen aufweisende Kontur
aus mehreren, einzeln lös- und bewegbaren Formteilen bestehen. Deshalb bilden zur
Vereinfachung des Entformens und des Schließens der Form für den nächsten Spritzgußtakt
relativ zu den Formhälften verschiebbare, insbesondere auf einer Formhälfte quer
zur üblichen Bewegungsrichtung der Formhälften verschiebbare Formbacken die Formflächen
der Innen- und Außenkontur des Spritzgußteiles.
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Eine derartige Spritzgußmaschine, insbesondere zum Herstellen von
Spritzgußteilen mit einer im Vergleich zur Konturtiefe geringeren Konturbreite,
wie beispielsweise Kraftfahrzeugstoßfänger aus Kunststoff, ist aus der DE-OS 3 247
723 bekannt. Da bei dieser Maschine alle Formflächen der Formbacken auf einer Formhälfte
vereint sind und sich die von Schenkeln oder Rippen definierte, verhältnismäßig
große Konturtiefe des um 900 zur üblichen Lage gedrehten Spritzgußteils quer zur
Bewegungsrichtung der Formhälften erstreckt, läßt sich der Auffahrweg der Formh#lften
vor dem Ausstoßen
des fertigen Spritzgußteiles erheblich verringern,
da der Auffahrweg nicht mehr von der Konturtiefe abhängig ist, sondern von der demgegenüber
sehr viel geringeren Konturbreite.
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Aus der DE-PS 2 247 995 ist bereits ein Verfahren zum Spritzgießen
von Kunststofformkörpern aus zwei Komponenten bekannt, die aus einer Füllschicht
aus einem thermoplastischen Kunststoff und aus einer diese einschließenden Deckschicht
aus einem anderen thermoplastischen Kunststoff bestehen. Um den Kunststoff für die
Füllschicht gleichzeitig mit dem Kunststoff für die Deckschicht in eine Form einzuspritzen
und die Füllschicht zwischen dem die Deckschicht bildenden Kunststoff einzuschließen,
wird eine Spritzdüse mit konzentrisch zueinander verlaufenden Ringkanälen verwendet.
Damit lassen sich getrennte Stränge für die Füllschicht und die Deckschicht koaxial
zueinander führen und unmittelbar vor dem Einspritzen in die Spritzgußform zu einem
gemeinsamen dreischichtigen zylindrischen Strang vereinigen, um ein dreischichtiges
Spritzgußteil herzustellen, bei dem die Deckschichten eine andere Beschaffenheit
und/oder Farbe besitzen als die eingeschlossene zentrale Füllschicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu schaffen, um zweifarbige bzw. aus zwei Komponenten bestehende, insbesondere auch
winklige Spritzgußteile herzustellen.
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Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem Gedanken, den der Kontur
des Spritzgußteils entsprechenden Formhohlraum allein mit Hilfe der Formbackenkontur
und -bewegung in zwei Teilräume zu unterteilen, von denen der eine der Kontur des
aus einer der Komponenten herzustellenden Teilkörpers entspricht.
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DIese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren
der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Formbacken bis zu einer etwa linienförmigen
Berührung zweier einander gegenüberliegender Formbacken aufeinanderzubewegt werden
und dadurch der Formhohlraum unterteilt wird, und daß alsdann In dem einen Teilraum
ein Basisteil aus der einen Komponente gespritzt und nach dem Auseinanderfahren
der Formbacken an das Basisteil ein Komplementärteil aus der anderen Komponente
angespritzt wird.
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Auf diese Weise läßt sich ein zweistufiges Spritzen durchführen, wobei
der der Werkstückkontur, d.h. dem Spritzgußteil entsprechende Formhohlraum zunächst
unterteilt und auf diese Weise nur ein begrenzter Hohlraum, nämlich der für das
Basisteil geschaffen wird. Dazu können sich in der ersten Stufe Teilbereiche gegenüberliegender
Formflächen der Formbacken linienförmig berühren, während sich die übrigen Bereiche
mit Abstand gegenüberliegen. Die Berührungszonen können flächig aneinanderliegen;
sie können jedoch auch so beschaffen sein, daß sich beispielsweise ein gegebenenfalls
keilförmiger Spalt von wenigen hundertstel Millimetern Breite bildet, der an der
Keilspitze in eine linienförmige Berührung der Formflächen übergeht, die den anderen
Teilraum abschließt und ein Eindringen der Basiskomponente verhindert. Nach dem
Auseinanderfahren der Formhälften bzw.
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Formbacken in die die endgültige Kontur des fertigen Spritzgußteiles
bestimmende Position, wird das Komplementärteil gespritzt und verbinden sich die
beiden Komponenten zu dem fertigen Spritzgußteil.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich für beliebige Spritzgußteile
mit einer Vorrichtung durchführen, bei der zumindest ein Vorsprung einer Formbacke
in den von dem auseinandergefabrenen Formbacken eingeschlossenen Formhohlraum
hineinragt
und zumindest eine den Teilraum des Basisteils begrenzende Berührungslinie für die
aufeinanderzubewegten Formbacken festlegt. Der im Querschnitt beispielsweise nasen-
oder höckerartige Vorsprung ragt in der Ausgangsposition, d.h. bei am weitesten
voneinander entfernten Formbacken, so weit in den Formhohlraum hinein, daß ein ausreichender
Teilraum für das zuerst zu spritzende Basisteil übrigbleibt, wenn di e die aufeinanderzubewegten
Formbacken entweder flächig oder auf einer Berührungslinie des Vorsprungs aneinanderlegen.
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Der Vorsprung läßt sich vorteilhaft an der Formbacke für die Innenkontur
des Spritzgußteiles anordnen, weil dann die Sichtseite von etwaigen Kunststoffrändern
im Bereich des Übergangs vom Basis- zum Komplementärteil bzw. der Berührungslinie
verschont bleibt und keiner besonderen Nacharbeit bedarf.
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Zum Herstellen winkliger Spritzgußteile lassen sich mehrteilige, jeweils
im Scheitelpunkt des eingeschlossenen Winkels getrennte Formbacken verwenden. Vorteilhaft
sind dabei in den von angrenzenden Formbacken eingeschlossenen Winkeln Schließkeile
angeordnet. Bei mehrteiligen Formbacken verlaufen die Verschieberichtungen im rechten
Winkel zueinander.
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Die hierbei bedingt durch das Spritzen in zwei unterschiedlichen Stellungen
der Formbacken nicht zu vermeidenden Spalte lassen sich durch die Keile schließen,
die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagt in den Spalt eingefahren
werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf einer Spritzgußmaschine,
insbesondere zum Herstellen von Spritzgußteilen mit einer im VergleIch zur Konturtiefe
geringeren Konturbreite,
wie insbesondere Kraftfahrzeugstoßfänger
aus Kunststoff nach der DE-OS 3 247 723 mit einer insbesondere aus zwei relativ
zueinander bewegbaren Formhälften mit auf einer Formhälfte quer zur Bewegungsrichtung
der Formhälften verschiebbaren Formbacken für die Innen- und die Außenkontur des
Spritzgußteiles bestehenden, Spritzgußform durchführen, wobei sich dann die Konturtiefe
des Spritzgußteils senkrecht zur Bewegungsrichtung der Formhälften erstreckt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer verschiebbare Formbacken
tragende Formhälfte einer Spritzgußmaschine; Fig. 2 eine Formhälfte gemäß Fig. 1
im Schnitt entlang der Linie II-II; Fig. 3 eine Formhälfte gemäß Fig. 1 zum Teil
im Schnitt entlang der Linie III-III; Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines
Teilquerschnitts eines von Formbacken gebildeten Formhohlraums für einen vorderen
Kaftfahrzeugstoßfänger; und Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung des
von einem Formbacken-Vorsprung in zwei Teilräume unterteilten Formhohlraums, schematisch
dargestellt.
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Zwei relativ zueinander bewegbare Formhälften 1, 2 einer nicht dargestellten
Spritzgußmaschine zum Herstellen von Kraftfahrzeugstoßfängern aus Kunststoff werden
in Richtung des Pfeiles 3 auseinander- und zusammengefahren (Fig. 2).
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Die Formbacken 4, 5 und 6 bestimmen die Außenkontur eines spritzzugießenden
Kraftfahrzeugstoßfängers 7 und sind quer zur Bewegungsrichtung 3 der Formhälften
auf der Formhälfte 1 mittels Hubzylindern 8, 9 und 10 verschiebbar angeordnet und
liegen in der Spritzstellung mit ihren Kontaktflächen 11 und 12 aneinander. Durch
Verschieben der Formbacken 4 bis 6 in die - in der Zeichnung nicht dargestellte
Öffnungsposition - werden die Hinterschnittflächen 13 und 14 des Stoßfängers 7 freigegeben.
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Weitere Formbacken 15, 16 und 17 sind ebenfalls quer zur Bewegungsrichtung
der Formhälften auf der Formhälfte 1 mittels Hubzylindern 18 verschiebbar angeordnet
und bilden eine mehrere, in Fig. 4 näher dargestellte Hinterschneidungen aufweisende
Innenkontur des Kraftfahrzeugstoßfängers.
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Die Formbacken 15 und 17 liegen mit ihren Kontaktflächen 19 und 20
an der Formbacke 16, entlang derer sich die Formbacken 15, 17 beim Auffahren der
Formhälfte 2 mittels Schrägführungen 21, 22 verschieben lassen; hierdurch werden
die Hinterschnittflächen der Innenkontur des Stoßfängers freigegeben, und die Formbacke
16 kann gemeinsam mit den Formbacken 15, 17 mittels der Hubzylinder 18 aus ihrer
Position während des Spritzens über die Länge des Hubes 23 herausgezogen werden.
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Ein Auswerfer 24 (Fig. 2) zum Entformen des Spritzgußteiles quer zur
Bewegungsrichtung der Formhälften ist ebenfalls in der Formhälfte 1 angeordnet und
arbeitet parallel zur Verschieberichtung der Hubzylinder 18 der Formbacke 16. Der
Auswerfer besteht im wesentlichen aus einem von der Formhälfte 1 gehaltenen, einen
Entformungsstößel 26 tragenden Sockel 25. Ein oder mehrere Verschiebekolben 27 der
Formbacke 16 durchdringen den Sockel 25, wobei der Entformungsstößel 26 die Formbacke
16 durchdringt und an seinem
freien Ende eine kleinere Teilfläche
des Stoßfängers 7 bildet. Beim Zurückziehen der Formbacke 16 aus ihrer Betriebsposition
werden die Innenflächen der Kontur des Stoßfängers entformt, während der Entformungsstößel
26 den Stoßfänger in der ursprünglichen Position hält und somit die für das Entformen
notwendige Gegenkraft auf den Stoßfänger 7 ausübt.
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Die Formhälfte 2 weist trapezförmige, die jeweils einander gegenüberliegenden
Formbacken an ihren konischen Außenflächen aufnehmende Ausnehmungen 28 auf. Ein
Düsensystem 29 versorgt den von den Formbacken gebildeten Hohlraum mit der Spritzgußmasse.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von zweifarbigen Spritzgußteilen
wird im folgenden anhand des auszugsweise in den Fig. 4 und 5 im Querschnitt und
schematisch dargestellten, zahlreiche Hinterschneidungen aufweisenden Kraftfahrzeugstoßfängers
erläutert.
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Von den Hubzylindern 8 bis 10 sowie 18 wird zumindest eine Formbacke
30 in Pfeilrichtung auf eine gegenüberliegende, gegebenenfalls feststehende Formbacke
31 soweit zugefahren, bis sich eine Formfläche 32 linienförmig gegen eine Formfläche
33 der gegenüberliegenden Formbacke 31 legt. Die Formfläche 32 verläuft dann entlang
der Linie 34 (Fig. 4) und liegt einerseits der gegenüberliegenden Formfläche 33
mit Abstand gegenüber, so daß ein Teilraum I für das Basisteil 35 eines aus zwei
Komponenten bestehenden Kraftfahrzeugstoßfängers entsteht; andererseits verläuft
die Formfläche 32 deckungsgleich bzw. allenfalls mit einem geringen, gegebenenfalls
keilförmigen Spalt in bezug auf eine BerührungslInie 36 mit der gegenüberliegenden
Formfläche 33.
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Wie in Fig. 5 dargestellt, ragt ein Vorsprung 37 der feststehenden
Formbacke 31 in den zwischen den Formbacken eingeschlossenen Gesamt-Formhohlraum
III hinein und bestimmt die Berührungslinie 36 für die sich an dieser Stelle über
die Breite der Formbacken linienförmig aneinanderlegenden Formbacken 30, 31, wobei
die Formfläche 32 der beweglichen Formbacke 30 dann entlang der gestrichelten Linie
34 verläuft. Die bis zur gestrichelten Linie 34 vorgefahrene Formbacke 30 sperrt
den Teilraum I an der Berührungslinie 36 mit dem Vorsprung 37 der Formbacke 31 und
deckt durch das Überfahren des Gesamthohlraums III - wie auch bei der Ausführung
gemäß Fig. 4 - den Teilraum II ab, der einem Teil des Komplementärteils 39 entspricht.
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Der Teilraum I setzt sich im Bereich eines von einer nasenartigen
Verlängerung 40 der Formbacke 30 und der mit Abstand gegenüberliegenden Formfläche
33 der Formbacke 31 gebildeten Spalts 41 zwischen einer oder mehreren, unterhalb
der verschiebbaren Formbacke 30 angeordneten Formbacken 42 fort.
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Nach dem Spritzen des Basisteils 35 verstellt ein Hubzylinder oder
Schieber die Formbacke 30 bis in die durch die durchgezogene Linie 32 gekennzeichnete
äußerste rechte Position. Damit wird der andere Teilraum II freigegeben, der das
in dem ersten Teilraum I gespritzte Basisteil 35 in einem keilförmigen Zwickel 43
überlappt. Beim anschließenden Spritzen des Komplementärteils 39 füllt sich der
Teilraum II mit der zweiten Komponente und verbindet sich in dem das Basisteil 35
überlappenden Zwickel 43 innig mit dem Basisteil 35.
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Beim Herstellen winkliger Spritzgußteile sind mehrteilige Formbacken
erforderlich, da die einander gegenüberliegenden
Flächen des Formhohlraums
senkrecht in bezug aufeinander bewegt werden müssen, um beim Öffnen des Teilraums
II für das Komplementärtell 39 den notwendigen Abstand zwischen den erwähnten Flächen
zu gewährleisten. Die Formbacken sind daher jeweils an den Scheitellinien der eingeschlossenen
Winkel 44 unterteilt. Hier entsteht beim Auseinanderfahren der Formbacken zwangsläufig
ein Spalt 45. Um diese Spalte zu schließen sind, wie in Fig. 1 schematisch und in
Fig. 4 genauer dargestellt, im Scheitelpunkt des von den jeweils benachbarten Formbackenteilen
eingeschlossenen Winkels 44 beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch verfahrbare
Schließkeile 46 angeordnet.
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