DE4228585C2 - Verfahren zur Herstellung eines Filmscharniers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Filmscharniers an einem aus Kunststoff bestehenden Degenstand, insbesondere Kunststoffkasten, dessen über das Filmscharnier verbundene Formteile durch Spritzen des Kunststoffs in eine Form erzeugt werden, wobei zur Bildung des Filmscharniers ein vorgefertigtes Einlegescharnier aus neuem, unverschmutztem Kunststoffin die Form eingebracht und dort in seinem nicht zu umspritzenden Bereich positionsgenau gehalten wird und dann die über das Filmscharnier zu verbindenden Formteile des Gegenstands von beiden Seiten her in die Form gespritzt werden. Die Erfindung zeigt gleichzeitig eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Form zum Einspritzen des Kunststoffs, die ein die Breite des nicht zu umspritzenden Bereiches des Filmscharniers festlegendes Rippenpaar aufweist. Die Erfindung findet insbesondere dann Anwendung, wenn Teile eines aus Kunststoff bestehenden Gegenstands miteinander über ein Filmscharnier verbunden werden sollen, derart, daß die Teile gegeneinander unter Benutzung der Scharnierwirkung bewegbar sind. Dies ist beispielsweise bei einem zweiteiligen Kunststoffkasten der Fall, dessen beide Teile relativ zueinander um das Filmscharnier zum Öffnen bzw. Schließen des Kastens verschwenkt werden können.

Aus der US-PS 3 767 742 ist ein Verfahren der oben genannten Art bekannt. Dieses Verfahren sieht eine zweiteilige Form vor, die in ihrem Mittelbereich ein Rippenpaar besitzt, durch welches ein einzulegendes Filmscharnier aus einem Gewebe- oder Kunststoffstreifen in seinem Mittelbereich, in welchem er nicht umspritzt werden soll, ausgerichtet gehalten wird. Die beiden sich daran anschließenden Bereiche stehen in der Form frei über und werden nicht gesondert gehalten. Da der Kunststoffin der Form aufgeschäumt wird, wozu die eine Formhälfte relativ zur anderen bewegt, wird, weist dieses Verfahren den Nachteil auf, daß die nicht abgestützten Bereiche des Einlegescharniers vom Druck des aufschäumenden Kunststoffs abgebogen, umgelegt und sogar an die Wand gedrückt werden können, so daß eine ordnungsgemäße beidseitige Umspritzung dieser Bereiche nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit denen ein vorgefertigtes Einlegescharnier bei der Herstellung eines aus Kunststoff bestehenden Gegenstandes positions- und lagegenau eingefügt und teilweise mit Kunststoff umspritzt wird.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 2 genannten Merkmale gelöst.

Das neue Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf:
Für die mengenmäßig besonders ins Gewicht fallenden Teile, also die beiden oder mehrere Formteile des Gegenstands, kann ohne Weiteres Recycling-Material eingesetzt werden. Das Filmscharnier selbst macht nur einen Bruchteil des Gewichts des Gegenstands aus. Das dabei eingesetzte neue Material kann in besonderer Weise an die geforderten Eigenschaften angepaßt werden. So ist es beispielsweise möglich, das vorgefertigte Filmscharnier bei seiner Herstellung einem Reckvorgang zum Ausrichten der Kettenmoleküle zu unterziehen, um eine hohe Festigkeitssteigerung zu erreichen. Beim Recken werden die kristallinen Überstrukturen zerstört und die freien Kristalline strukturorientiert. Das Recken wird deshalb während des Abkühlens und unmittelbar unterhalb des kristallinen Schmelzpunkts vorgenommen, so daß sich die Kristalline entsprechend orientieren können. Bei Polypropylen beispielsweise kann eine Reckung bis zu 700% realisiert werden. Auf diese Weise werden Festigkeiten in der Größenordnung der Stähle (600 N/mm²) erreicht, und zwar mit dem Vorteil geringen Gewichts und hoher Korrosionsbeständigkeit. Damit kann das Einlegescharnier eine wesentlich höhere technische Beanspruchbarkeit besitzen als der Ursprungswerkstoff oder auch das Kunststoffmaterial der Formteile.

Bei dem neuen Herstellverfahren wird auch die Spritzzeit abgekürzt. Es ist nicht mehr erforderlich, wesentliche Materialmengen durch dünne Spalte hindurchzudrücken, sondern das Spritzen der Formteile kann von beiden Seiten her durch hinreichend geräumige Querschnitte hindurch vergleichsweise schneller erfolgen.

Als Einlegescharnier kann ein gerecktes Band Verwendung finden. Das Band kann über seine Länge gleichen Querschnitt besitzen. Es ist auch möglich, über die Länge ungleichen Querschnitt zu verwirklichen, beispielsweise dergestalt daß die durch den Reckvorgang bewirkte Einschnürung bewußt belassen wird. Dabei ergibt sich die Möglichkeit, ein solches Filmscharnier auch formschlüssig an den Formteilen durch Umspritzen zu verankern. Es versteht sich, daß neben diesem Formschluß eine innige Verbindung zwischen den Formteilen und dem eingelegten Filmscharnier erfolgt, wobei die Oberfläche des Filmscharniers im Bereich der Verbindungsstellen an- und aufgeschmolzen wird. Im Kunststoffmaterial der Formteile enthaltene Verunreinigungen können sich nicht auf das Filmscharnier erstrecken, so daß die schädliche Kerbwirkung vermieden ist und der Langzeitgebrauch des Gegenstands damit sicher erreicht wird.

Als Einlegescharnier kann ein Gewebeabschnitt Verwendung finden, wobei die Fäden des Gewebeabschnitts ebenfalls gereckt sein können. Ein solcher Gewebeabschnitt besitzt vorteilhaft eine rauhe oder sogar durchbrochene Oberfläche, durch die die Schmelzen der beiden Formteile das Einlegescharnier durchsetzen und so zu einer besonders dauerhaften und beanspruchbaren Verbindung zwischen den Formteilen und dem Filmscharnier führen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens arbeitet mit einer Form zum Einspritzen des Kunststoffs, die ein die Breite des nicht zu umspritzenden Bereiches des Filmscharniers festlegendes kippenpaar aufweist, und kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß beidseitig des Rippenpaares Haltedome vorgesehen sind, die auf die Dimensionen des Einlegescharniers abgestimmt sind und bei geschlossener Form die zu umspritzenden Bereiche des Einlegescharniers zwischen sich positionsgenau und ausgerichtet festhalten. Da das Filmscharnier eine größere Länge als seine wirksame Breite, die durch das Rippenpaar festgelegt wird, besitzen muß, damit es in dem angrenzenden Kunststoffmaterial der Formteile verankert werden kann, sind Haltedome vorgesehen, die sich von beiden Seiten gegen die Endbereich des Filmscharniers legen, so daß diese Endbereiche beim Fließen der Kunststoffschmelze das Filmscharnier nicht umdrücken oder aus seiner Lage verändern können. Die Haltedome garantieren damit das ordnungsgemäße Einbetten der freien Enden des Einlegescharniers. Die Haltedome werden von dem Kunststoffmaterial der Formteile umflossen. Die sich nach dem Entformungsvorgang ergebenden Hohlräume an dieser Stelle sind jedoch nicht hinderlich.

Die Haltedome sind im Abstand voneinander und von dem Rippenpaar in der Form vorgesehen. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, daß die Haltedome von beiden Seiten her von dem Kunststoffmaterial der Formteile umschlossen werden, so daß die freien Endbereiche des Einlegescharniers von der Kunststoffschmelze angeschmolzen werden und sich eine dauerhafte, feste Verbindung zwischen den Teilen ergibt.

Die Teilungsebene des Rippenpaares und der Haltedome kann in der Teilungsebene der Hälften der Form angeordnet sein. Damit ist auch eine leichte Entformbarkeit des Gegenstands mit dem Filmscharnier gegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematisierten Teilquerschnitt durch eine Spritzform mit dem Einlegescharnier,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Spritzform der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Einlegescharnier in einer Ausführungsform als Gewebeabschnitt,

Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, jedoch während des Einfließens der Kunststoffschmelze und

Fig. 5 die Spritzform gemäß Fig. 4 nach Beendigung des Einspritzvorgangs.

In Fig. 1 ist ausschnittsweise eine Spritzform 1 für die Herstellung des Gegenstands aus Kunststoff dargestellt. Die Spritzform 1 besteht aus den beiden Hälften 2 und 3. Es ist die geschlossene Lage der beiden Hälften 2 und 3 dargestellt. Der Ausschnitt zeigt den Bereich, an weichem ein Filmscharnier angeordnet wird. Zu diesem Zweck wird ein Einlegescharnier 4, welches als vorgefertigter Gegenstand hergestellt worden ist und hier beispielsweise die Form eines Bands aufweist, so zwischen einem Rippenpaar 5 positioniert, daß bei geschlossener Spritzform 1 das Einlegescharnier 4 festgehalten wird. Die Breite der Rippen des Rippenpaares 5 bestimmt letztendlich die Breite des zu bildenden Filmscharniers. Wie ersichtlich, ragt das Einlegescharnier 4 über das Rippenpaar 5 nach beiden Seiten um eine gewisse Strecke in die Hohlräume 6 und 7 in der Spritzform ein. Im Bereich dieser Hohlräume 6 und 7 werden später die beiden über das Filmscharnier zu verbindenden Formteile des Gegenstands aus Kunststoff gebildet.

Das Einlegescharnier 4 besitzt nur eine geringe Eigensteifigkeit. Um es zusätzlich positionsgenau und gestreckt ausgerichtet zu halten, sind rechts und links von dem Rippenpaar 5 eine Mehrzahl von Haltedomen 8 angeordnet, die so plaziert und ausgebildet sind, daß sie das Einlegescharnier 4 zwischen sich ebenfalls leicht einklemmen und festhalten. Die Haltedome 8 sind sowohl im Abstand von dem Rippenpaar 5 vorgesehen und wie auch auf gegenseitigen Abstand in einer Richtung quer dazu angeordnet, so daß das einfließende Kunststoffmaterial gemäß den Pfeilen 9 und 10 von beiden Seiten her etwa gleichzeitig oder auch zeitversetzt in die Hohlräume 6 bzw. 7 einfließen kann und dort die beiden Formteile des Gegenstands aus Kunststoff bilden, die über das Filmscharnier miteinander verbunden sind. Dabei gelangt der gemäß Pfeil 9 einfließende Kunststoff um die links von dem Rippenpaar 5 angeordnete Haltedome 8 herum und damit auch in einen Teilhohlraum 11, der mit dem Hohlraum 6 verbunden ist. Gleiches gilt für einen Teilhohlraum 12, der mit dem Hohlraum 7 mehrfach in Verbindung steht. Fig. 2 verdeutlicht eine Anordnungsmöglichkeit der Haltedome 8 zueinander und relativ zu dem Rippenpaar 5. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die untere Hälfte 3 der Spritzform 1.

Fig. 3 zeigt ein Einlegescharnier 13 in einer Ausbildung als Gewebeabschnitt. Der Gewebeabschnitt kann mit Durchbrechungen 14 versehen sein, die so angeordnet und positioniert sind, daß eine Überdeckung mit den Angriffspunkten der Haltedome 8 nicht gegeben ist. Die Durchbrechungen 14 bieten dann die Möglichkeit, daß sich das Kunststoffmaterial für die beiden Formteile durch diese Durchbrechungen 14 hindurch erstreckt, so daß insoweit auch eine formschlüssige Verbindung mit dem Einlegescharnier 13 erreicht wird. Das Einlegescharnier 13 kann, wie angedeutet, als Gewebeabschnitt ausgebildet sein, wobei die einzelnen Fäden des Gewebes in den verschiedenen Raumrichtungen angeordnet sein können. Als Material für das Gewebe können gereckte Fäden eingesetzt werden.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei Stadien des Spritzvorgangs verdeutlicht. Die Spritzform 1 ist geschlossen und das Einlegescharnier 4 ist zwischen dem Rippenpaar und den Haltedomen 8 lagegenau fixiert. Das Einlegescharnier 4 besitzt hier verdickte Endbereiche, d. h. die aufgezeigte Form ist durch die Reckung des Einlegescharniers unter Ausnutzung der dabei entstehenden Einschnürung im Mittelbereich gebildet. Es sind die beiden Kunststoffmassen 15 und 16 angedeutet, die gemäß den Pfeilen 9 bzw. 10 von beiden Seiten her etwa symmetrisch und gleichzeitig in die Hohlräume 6 und 7 eingespritzt werden. Das Einspritzen der Kunststoffmasse 15 kann auch zeitversetzt zu der Kunststoffmasse 16 erfolgen. Es ist auch möglich, unterschiedliche Kunststoffe, insbesondere auch farblich abgesetzte, zu verwenden.

Fig. 5 zeigt die Stellung nach Beendigung des Spritzvorgangs. Das Kunststoffmaterial 15 hat auch die Haltedome 8 auf der linken Seite des Rippenpaares 5 umschlossen. Verunreinigungen 17 in dem Kunststoffmaterial 15 können sich nicht nachteilig auswirken. Sie werden vielmehr in diesem Bereich abgelagert, ohne daß sie das Einlegescharnier 4 beeinträchtigen könnten. Das Einlegescharnier 4 besteht immer aus neuem, von Verunreinigungen freiem Kunststoffmaterial. Die Kunststoffe, die für die Formteile als Kunststoffmassen 15 und 16 eingesetzt werden, können auch im Recycling-Verfahren verarbeitet werden, d. h. bei der Aufarbeitung benutzter oder anderer Kunststoffgegenstände gewonnen werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines Filmscharniers an einem aus Kunststoff bestehenden Gegenstand, insbesondere Kunststoffkasten, dessen über das Filmscharnier verbundene Formteile durch Spritzen des Kunststoffs in eine Form erzeugt werden, wobei zur Bildung des Filmscharniers ein vorgefertigtes Einlegescharnier (4, 13) aus neuem, unverschmutztem Kunststoff in die Form eingebracht und dort in seinem nicht zu umspritzenden Bereich positionsgenau gehalten wird und dann die über das Filmscharnier zu verbindenden Formteile des Gegenstands von beiden Seiten her in die Form gespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegescharnier (4, 13) auch in seinen zu umspritzenden Bereichen ausgerichtet gehalten und dabei mit dem beidseitig fließenden Kunststoff der Formteile verbunden wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Form zum Einspritzen des Kunststoffs, die ein die Breite des nicht zu umspritzenden Bereiches des Filmscharniers festlegendes Rippenpaar aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Rippenpaars (5) Haltedome (8) vorgesehen sind, die auf die Dimensionen des Einlegescharniers (4) abgestimmt sind und bei geschlossener Form die zu umspritzenden Bereiche des Einlegescharniers (4, 13) zwischen sich positionsgenau und ausgerichtet festhalten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltedome (8) im Abstand voneinander und von dem Rippenpaar (5) in der Form vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsebene des Rippenpaares (5) und der Haltedome (8) in der Teilungsebene der Hälften (2, 3) der Form angeordnet ist.