DE4022593C2 - Kunststoff-Spritzguß- Armlehne und Verfahren zur Herstellung der Armlehne - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Kunststoff­Spritzguß­ teil, insbesondere eine Armlehne, und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Es ist bekannt, Kunststoff-Spritzteile aus einem tra­ genden Kunststoff durch Spritzgießen herzustellen und zur Erzielung einer andersfarbigen, weicheren oder anders strukturierten Oberfläche den so gespritzten Kunststoff-Grundkörper nachträglich zu beflocken oder z. B. über Wirbelsinter-Verfahren mit einem anderen Kunststoff zu beschichten.

Darüber hinaus ist es an sich bekannt, Kunststoff- Spritzteile in einem sogenannten Zweikomponenten- Spritzverfahren herzustellen, wobei zwei in der Farbe oder in der Konsistenz unterschiedliche Kunststoffe in einem Spritzwerkzeug gleichzeitig unter Ausbildung eines Formteils oder einer Formteilkombination ge­ spritzt werden.

Aus der DE 84 17 660 U1 ist eine Armstütze für Bürostühle bekannt, welche ein Gerüst aus Stahlblech aufweist. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist jedoch, daß das Gerüst die gesamte Armstütze durchsetzt. Diese Ausge­ staltung hat also einen hohen Materialaufwand und damit eine kostenauf­ wendige Fertigung der Armstütze zur Folge. Desweiteren weist die Arm­ stütze aufgrund des Gerüsts ein erhöhtes Gewicht auf.

In der DE 82 09 590 U1 ist eine weitere Armstütze für ein Sitzmöbel offen­ bart. Die Armstütze umfaßt einen Armträger, der mit Integralschaum um­ kleidet ist. Der Armträger ist vorzugsweise aus Stahlblech oder Kunststoff hergestellt. Die auslaufenden vertikalen Enden des Armträgers fungieren als Verbindungsstücke, die in Öffnungen eines Trägerbügels eingesteckt sind.

Diese Armstütze weist den Nachteil auf, daß sich der Armträger ebenfalls in der gesamten Armstütze erstreckt. Dies bedeutet einen hohen Material­ aufwand und desweiteren ein erhöhtes Gewicht.

Wenn man mit Hilfe eines derartigen, an sich sehr öko­ nomisch realisierbaren Zweikomponenten-Spritzverfah­ rens ein geschlossenes Formteil von einem Anspritz­ punkt her spritzen will, ergibt sich das Problem, daß sich nach der Einspritzöffnung der eingespritzte Kunststoffstrom umfassend z. B. einen inneren Strang aus einem ersten härteren Kunststoff und einen diesen konzentrisch umgebenden äußeren Strang aus einem wei­ cheren, zweiten Kunststoff in zwei Teilströme auf­ teilt, welche in dem ringförmigen geschlossenen Innen­ raum der Spritzform sich aufeinander zu bewegen und in einem der Einspritzöffnung abgewandten Bereich zusam­ menfließen, wobei dann die Fließfront von dem weiche­ ren zweiten Kunststoff umhüllt ist, so daß die aus diesem bestehenden äußeren Schichten aufeinanderstoßen und der Spritzvorgang somit zu Ende kommt. Dement­ sprechend wird der Kern aus dem ersten, härteren und tragenden Kunststoff in dem Bereich des Aufeinander­ treffens der Kunststoffstränge dadurch geschwächt, daß dort keine Verbindung der Kern-Kunststoffstränge ent­ steht und dementsprechend durch den weicheren, zweiten Kunststoff, der dort die Formaufnehmung quer durch­ setzt, eine Schwachstelle geschaffen wird.

Dies ist für Kunststoff-Spritzteile, welche, wie z. B. Armlehnen als Teile von Möbeln, eine größere Belastung aufnehmen müssen, nicht tragbar.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein Kunststoff-Spritzteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung so weiterzubilden, daß bei ko­ stengünstiger, rationeller Herstellbarkeit in einem einzigen Gießvorgang und bei großer Variabilität in der ästhetischen Gestaltung, insbesondere hinsichtlich der Farbkombination, eine hohe statische Festigkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens in einem dem Anschlußpunkt abgewandten Be­ reich eine Einlage aus relativ hartem Material vorge­ sehen ist, welche von dem tragenden, ersten Kunststoff von beiden Seiten her umschlossen ist. Untersuchungen haben gezeigt, daß eine solche Einlage dazu fuhrt, daß die Fließfronten der äußeren, weicheren Schicht aus dem zweiten Kunststoff aufgebrochen werden, so daß die Fließfronten des inneren harten Kunststoffes sich ver­ einigen können und dementsprechend ein durchgehender, tragfähiger Kern entsteht. Darüber hinaus sorgt die erfindungsgemäß vorgesehene Einlage noch zusätzlich für einen Versteifungseffekt oder ermöglicht weitere konstruktive Ausgestaltungen, welche nachfolgend noch naher beschrieben werden.

Soweit im Vorstehenden von einer "harten" Einlage die Rede ist, soll hierunter ein solches Material verstan­ den werden, welches entsprechend der jeweiligen Bean­ spruchung eine hinreichend hohe Härte oder Biegestei­ figkeit oder Duktilität aufweist.

Vorteilhafterweise kann z. B. vorgesehen sein, daß die Einlage als Metallteil ausgebildet ist.

Alternativ hierzu kann die Einlage durch ein Kunst­ stoffteil aus einem relativ harten Kunststoff gebildet sein, wobei insbesondere auch ein Kunststoff in Be­ tracht kommt, der dem bei der Koextrusion inneren, härteren, ersten Kunststoff entspricht.

Bei einer speziellen konstruktiven Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Einlage als spangenartiges Verbin­ dungsteil für ein im wesentlichen U- oder V-förmiges Spritzteil ausgebildet ist, wobei das Verbindungsteil vorzugsweise aus einem andersfarbigen Kunststoff be­ steht.

Bei dieser Ausführungsform kommt die Einlage also nicht als Ganzes innerhalb der Formausnehmung zu lie­ gen, sondern lediglich ihre beiden Enden greifen in die Formausnehmung ein, wobei also die Formausnehmung als solche nicht geschlossen ist, sondern durch die spangenförmige Einlage die geschlossene Grundform ge­ schaffen wird. Da die Einlage in dem Bereich außerhalb der Formausnehmung frei sichtbar ist, eröffnet diese Konstruktion interessante gestalterische Möglichkei­ ten, da der tragende, harte Kunststoff, der im Bereich der Spritzform von einer andersfarbigen, äußeren Kunststoffschicht umgeben ist, im Bereich der spangen­ förmigen Einlage frei sichtbar ist, so daß durch eine farbliche Abstufung der Kunststoffe oder durch eine unterschiedliche Oberflächengestaltung ein reizvoller Kontrast geschaffen werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die Einlage als kunststoffumspritztes Metall­ teil ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung sieht also vor, daß die Einlage vor dem eigentlichen Spritzvor­ gang des herzustellenden Spritzteils bereits in einem vorgeschalteten Spritzgang mit Kunststoff umspritzt wird, wobei dabei die Formgebung des ungespritzten Kunststoffmantels so gewählt werden kann, daß dieses Kunststoffteil mit der Metalleinlage sehr exakt in der eigentlichen Spritzform positioniert werden kann und damit dort während des Spritzvorganges unverrückbar festgelegt ist.

Um eine feste Verbindung zwischen der Einlage und den Kunststoffströmen, insbesondere dem Strom aus dem in­ neren, härteren Kunststoff zu schaffen, kann vorgese­ hen sein, daß die Einlage endseitig Vorsprünge bzw. Einschnürungen aufweist, die von dem Kunststoff um­ flossen werden und sich nach dem Aushärten dann mit diesem formschlüssig verbinden.

Günstigeweise kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Einlage das Kunststoff-Spritzteil nach außen durch­ setzt und gleichzeitig auch zur Befestigung desselben, zur Positionierung od. dgl. dient. Wenn das Kunststoff- Spritzteil beispielsweise als Armlehne ausgebildet ist, kann der frei herausragende Ansatz z. B. dazu be­ nutzt werden, die Armlehne an einem Stuhl festzu­ schrauben.

Die Erfindung richtet sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines ringartig geschlossenen Kunststoff- Formteils durch Zweikomponenten-Spritzgießen umfassend das gleichzeitige koaxiale Spritzen eines härteren, tragenden, inneren Kunststoffes und eines äußeren, weicheren und/oder andersfarbigen Kunststoffes, von einem Anspritzpunkt in eine Spritzform.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist dabei vorgesehen, daß in die Spritzform im Endbereich des Fließweges der sich von der Einspritzöffnung beider­ seits wegbewegenden Kunststoff-Fließströme wenigstens eine Einlage eingebracht wird, welche die den inneren, härteren Kunststoff umgebende Fließschicht des äuße­ ren, weicheren Kunststoffes aufbricht und nach dem Aushärten dementsprechend in den inneren, härteren Kunststoff eingreift. Hierdurch wird das Entstehen einer Schwachstelle im Zusammenflußbereich gegenüber dem Anspritzpunkt vermieden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß eine ringförmig geschlossene Form verwendet wird und die Einlage in die Form im Bereich des Zusammenfließens der Kunst­ stoffströme gegenüber der Einspritzöffnung eingelegt wird. Die Einlage kann als Metalleinlage ausgebildet sein, wobei auch vorgesehen sein kann, daß die Metall­ einlage in einem vorhergehenden Arbeitsgang mit Kunst­ stoff derart umspritzt wird, daß eine sehr exakte, formschlüssige Positionierung der Spritzgießform ge­ währleistet ist.

Alternativ hierzu kann die Einlage auch aus relativ hartem Kunststoff ausgebildet sein. Insbesondere ist es auch möglich, daß die Form im wesentlichen U- oder V-förmig ausgebildet ist, und daß die Einlage als je­ weils in die U- bzw. V-Enden eingreifende Kunststoff- Verbindungsspange ausgebildet wird.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsge­ mäßen Spritzteils in Form einer Stuhl-Armlehne,

Fig. 2 den Bereich A in Fig. 1 im Schnitt ohne Verwen­ dung einer erfindungsgemäßen Einlage,

Fig. 3 den gleichen Bereich bei Verwendung einer er­ findungsgemäßen Einlage,

Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht (im Bereich B geschnitten) einer weiteren Aus­ führungsform einer erfindungsgemäßen Armlehne,

Fig. 5 eine teilweise aufgebrochene (im Bereich C ge­ schnittene) Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Armlehne mit als Verbindungsspange ausge­ bildeter Einlage,

Fig. 6 eine Aufsicht auf den Bereich A in Fig. 5,

Fig. 7 eine Aufsicht (im Bereich D geschnitten) einer Einlage in Form einer Verbindungsspange gemäß Fig. 5 und

Fig. 8 eine Seitenansicht der Einlage gemäß Fig. 7.

In Fig. 1 ist eine Armlehne 1 schematisch dargestellt, welche im Zweikomponenten-Spritzverfahren über einen Anspritzpunkt 2 in einer geschlossenen Spritzform ge­ spritzt werden soll. Dabei fließen in dem dem Anspritzpunkt 2 gegenüberliegenden Bereich A die beiden Kunststoffströme entsprechend den Pfeilen 3 bzw. 4 in Fig. 1 aufeinander zu. Jeder dieser Kunststoffströme 3, 4 wird gebildet von einem inneren Kunststoff 5 aus einem härteren Material, wie z. B. Recycling-Material, Polypropylen, Polystyrol, ABS und einem weicheren äußeren Kunststoff 6, wie z. B. Polyurethan oder Poly­ propylencopolymer. Dabei wird auch die stirnseitige Vorderfront durch den weicheren Kunststoff 6 gebildet, so daß im Bereich des Zusammentreffens 7 der Ströme 3, 4 diese äußeren Kunststoffe 6 aufeinandertreffen und eine Grenzschicht aus weichem Kunststoff bilden, wel­ che naturgemäß die Festigkeit des gesamten Spritz­ teils, d. h. z. B. der Armlehne 1, vermindert. Dement­ sprechend konnten herkömmlicherweise derartige Spritz­ teile, an welche gewisse statische Anforderungen zu stellen sind, nicht ohne weiteres bzw. ohne äußere Verstärkungen im Zweikomponenten-Spritzgießverfahren hergestellt werden.

Um hier Abhilfe zu schaffen, ist erfindungsgemäß vor­ gesehen, daß in den Bereich A gegenüber dem Anspritz­ punkt 2 eine Einlage 8 eingebracht wird, welche diesen Bereich A überbrückt. Vorzugsweise weist diese Einlage verdickte Enden 9 auf, die von dem härteren inneren Kunststoff 5, wie in Fig. 3 dargestellt, umflossen werden und sich dementsprechend fest mit diesem ver­ binden. Darüber hinaus wird der äußere Mantel des wei­ cheren Kunststoffes 6 aufgebrochen, so daß sich die inneren Kunststoffströme auch unmittelbar die Einlage 8 umfließend verbinden können und auf diese Weise unter Ausnutzung der Vorteile eines Koextrusionsverfahrens eine sehr stabile Konfiguration geschaffen werden kann.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Metalleinlage 8' in Form eines Winkelmetalls ausgebildet ist, wobei sich ein Schenkel 10 in den Bereich des Spangenabschnitts 11 der Lehne 1' er­ streckt. Wie nachfolgend in Verbindung mit Fig. 6 be­ schrieben, kann die Einlage 8' auch so ausgebildet sein, daß sich ein Teil derselben nach außen erstreckt und dementsprechend zur Befestigung einer derart her­ gestellten Lehne an einem Stuhl dienen kann. Sie ist dann so ausgebildet, wie nachfolgend in Verbindung mit Fig. 6a beschrieben.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform einer Armlehne 1" ist die Armlehne 1" im wesentlichen V- bzw. U-förmig ausgebildet, d. h. die Formausnehmung zum Spritzen der Armlehne im Zweikomponenten-Spritzverfah­ ren ist in sich nicht geschlossen. Im Bereich der V-Enden 12 greift jeweils eine als gesonderte Verbin­ dungsspange ausgebildete Einlage 8" in die Formaus­ nehmung ein, wobei aufgrund von Einschnürungen 13 er­ reicht wird, daß der innere, härtere Kunststoff 5 die Enden 14 der Einlage 8" umfließt und auf diese Weise eine zuverlässige Verbindung hergestellt wird.

Eine fertige Armlehne der beschriebenen Art weist längs des V-förmigen Grundkörpers einen weichen äuße­ ren Überzug aus einem Kunststoff 6 auf, der in einer ersten Farbe ausgeführt ist. Ein im Bereich des einen Endes 12 eingelegtes Metallwinkelteil 15 weist einen nach außen vorspringenden Ansatz 16 mit Langlöchern 17 zur Befestigung an einem Stuhl auf.

In Fig. 7 und Fig. 8 ist die spangenförmige Einlage 8" näher dargestellt, wobei erkennbar ist, daß diese (siehe geschnittenen Bereich D) durchgehend aus einem härteren Kunststoff 5 hergestellt ist und endseitig Einschnürungen 13 aufweist, um ein Umfließen mit Kunststoff beim Spritzvorgang zu ermöglichen.

Claims (9)

1. Kunststoff-Spritzguß-Armlehne, hergestellt in einem Zweikomponenten- Spritzverfahren mit einer geschlossenen Grundform, wobei ein Kern aus einer formstabilen, tragenden ersten Kunststoffkomponenten (5) und die Außenseite wenigstens teilweise aus einer anderen, vorzugsweise weiche­ ren und/oder andersfarbigen Kunststoffkomponente (6) bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einem dem Anspritzpunkt (2) abge­ wandten Endbereich (A) der Fließwege der sich vom Anspritzpunkt (2) beiderseits wegbewegenden Kunststoff-Fließströme eine Einlage (8, 8', 8") aus relativ hartem Material vorgesehen ist, welche von der tragenden, ersten Kunststoffkomponente (5) von beiden Seiten her umschlossen ist.

2. Armlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (8, 8') ein Metallteil ist.

3. Armlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (8") ein Kunststoffteil ist, das aus einem relativ harten Kunststoff (5) be­ steht.

4. Armlehne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage als spangenartiges Verbindungsteil (8") für ein im wesentlichen U- oder V- förmiges Spritzteil ausgebildet ist, wobei das Verbindungsteil vorzugsweise aus einem andersfarbigen Kunststoff (5) besteht als die äußere Kunst­ stoffkomponente (6).

5. Armlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (8) als kunststoffumspritztes Metallteil ausgebildet ist.

6. Armlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (8") endseitig Vorsprünge bzw. Einschnürungen aufweist.

7. Armlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (8, 15) das Kunststoff-Spritzteil nach außen durchsetzt und gleichzeitig auch zur Befestigung desselben, zur Positionierung od. dgl. dient.

8. Verfahren zur Herstellung einer ringartig geschlossenen Kunststoff- Spritzguß-Armlehne durch Zweikomponenten-Spritzgießen umfassend das gleichzeitige koaxiale Spritzen einer härteren, tragenden, inneren Kunst­ komponente (5) und einer äußeren, weicheren und/oder andersfarbigen Kunststoffkomponente von einem Anspritzpunkt (2) in eine Spritzform, dadurch gekennzeichnet, daß in die Form im Endbereich (A) des Fließ­ weges der sich vom Anspritzpunkt (2) beiderseits wegbewegenden Kunst­ stoff-Fließströme wenigstens eine Einlage (8, 8', 8") eingebracht wird, welche die die innere, härtere Kunststoffkomponente (5) umgebende Fließ­ schicht der äußeren, weicheren Kunststoffkomponente (6) aufbricht und nach dem Aushärten dementsprechend in die innere, härtere Kunst­ stoffkomponente (5) eingreift.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine ring­ förmig geschlossene Form verwendet wird und die Einlage in die Form im Bereich des Zusammenfließens der Kunststoffströme gegenüber dem An­ spritzpunkt (2) eingelegt wird.