-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung der in den
Oberbegriffen der Ansprüche 1
und 3 angegebenen Gattungen.
-
Bei
der Herstellung verschiedener Kunststoff-Spritzgußteile kann
eine einwandfreie, keine Fließfehler
aufweisende Oberfläche
nur durch Anwendung spritztechnischer Kunstgriffe erhalten werden.
Ein derartiger Kunstgriff besteht z. B. darin, daß unter
Anwendung eines bekannten Verfahrens der eingangs bezeichneten Gattung
(
DE 28 55 200 C2 ) an
einer auf der Angußseite
liegenden Oberfläche des
Spritzgußteils
zunächst
ein vorstehender Kragen angeformt und dieser Kragen dann nach Abschluß des eigentlichen
Spritzvorgangs in das zumindest teilweise noch zähflüssige Spritzgußteil eingedrückt wird.
-
Die
Vermeidung von Fließfehlern
ist insbesondere z. B. bei kleinen, U-förmig gebogenen, aus hochwertigem
Nylon od. dgl. herzustellenden Möbelgriffe
erforderlich, die Montageflächen
mit Schraublöchern
in einem Montageabstand von z. B. ca. 40 bis 300 mm und Durchmesser
von ca. 10 – 16
mm aufweisen und bei denen der Anguß an einer der Montageflächen erfolgt.
Ein bei der Herstellung derartiger Spritzgußteile bisher angewendeter
Kunstgriff besteht unter Anwendung einer bekannten Vorrichtung der
eingangs bezeichneten Gattung darin, daß ein das Schraubloch auf der
Angußseite
des Möbelgriffs herstellender
Kern des Spritzgießwerkzeugs
weniger tief als ein das Schraubloch auf der entgegengesetzten Seite
herstellender Kern in die das Spritzgußteil bildende Formhöhlung getaucht
und gleichzeitig am freien Ende dieses Schraublochs ein vorzugsweise zylindrischer
Kragen an das Spritzteil angeformt wird. Wenngleich eine derartige
Verfahrensweise zu hervorragenden Oberflächeneigenschaften führt, hat
sie doch auch Nachteile. Diese bestehen z. B. darin, daß in nachgeordneten
Verfahrensschritten der Kragen abgeschnitten und das Bohrloch auf
der Angußseite tiefer
gebohrt werden muß.
-
Die
Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu
vermeiden und die eingangs bezeichneten Verfahren und Vorrichtungen
so weiterzubilden, daß eine
Nachbearbeitung der Spritzgußteile
auch dann nicht erforderlich ist, wenn diese auf der Angußseite mit
Bohrlöchern
versehen werden müssen.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen
der Ansprüche
1 und 3 gelöst.
-
Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung
an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 einen Schnitt durch eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
in einem Ausgangszustand und mit Blick auf eine in der Zeichenebene
liegende Trennebene;
-
2 einen der 1 entsprechenden Schnitt durch die Vorrichtung
in einem Zustand während
des Spritzgießens;
und
-
3 einen der 1 entsprechenden Schnitt durch die Vorrichtung
in einem Zustand, der nach dem eigentlichen Spritzgießen hergestellt
wird.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Herstellung eines Spritzgußteils in
Form eines U-förmigen
Möbelgriffs
näher erläutert. Dabei
ist in 1 nur derjenige
Ausschnitt der erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung
dargestellt, der für
die Erfindung maßgeblich
ist und an die Angußseite
des herzustellenden Spritzgußteils
grenzt. Außerdem
ist in 1 nur ein unteres,
nach oben offenes, unschraffiertes und diesem Ausschnitt zugeordnetes
Teil 1 einer Spritzgießform
zu sehen, die längs
der Zeichenebene getrennt ist.
-
Das
Teil 1 enthält
eine erste Ausnehmung 2 für einen U-förmigen Möbelgriff, von der in 1 nur die linke Hälfte dargestellt
ist. Die Ausnehmung 2 weist z.B. einen geraden, halbzylindrischen
Mittelabschnitt 3 auf, an dessen seitliche Enden über 90° erstreckte,
entsprechende Querschnitte aufweisende Bogenabschnitte 4 grenzen,
die in zueinander parallelen, bündig
angeordneten, z.B. halbkreisförmigen, gedachten
Stirnflächen
enden, die zugleich parallel zur Mittelachse 6 des geraden
Mittelabschnitts 3 verlaufen. Im übrigen ist die erste Ausnehmung 2 spiegelsymmetrisch
zu einer in 1 ganz rechts
dargestellten, senkrecht zur Zeichenebene und senkrecht zur Mittelachse 6 verlaufenden
Symmetrieebene 7 ausgebildet.
-
Auf
der in 1 linken Seite
der Spritzgießform
kann das Teil 1 eine entsprechende Ausnehmung 2a für die gleichzeitige
Herstellung eines weiteren, entsprechend ausge bildeten Möbelgriffs
aufweisen und spiegelsymmetrisch zu einer parallel zur Symmetrieebene 7 angeordneten
Mittelebene 8 des Teils 1 ausgebildet sein. Da
die Herstellung dieses weiteren Möbelgriffs analog erfolgt, wird
nachfolgend nur die mittels der Ausnehmung 2 erfolgende
Herstellung eines Möbelgriffs
näher erläutert.
-
Das
Teil 1 nach 1 besteht
im übrigen
aus einem massiven, die Ausnehmung 2 aufweisenden Körper, der
in Fortsetzung der Stirnfläche 5 der
Ausnehmung 2 eine z.B. halbzylindrische, zweite Ausnehmung 9 aufweist.
Diese grenzt koaxial an die Stirnfläche 5 der ersten Ausnehmung 2 an,
weist aber zweckmäßig einen
etwas kleineren Durchmesser als die Stirnfläche 5 auf. Die zweite
Ausnehmung 9 wird an ihrem Umfang von einer Wandung des
Teils 1 und am einen axialen Ende von der ersten Ausnehmung 2 bzw.
der Stirnfläche 5 begrenzt.
Dabei versteht sich, daß dem
Teil 1 ein in 1 nicht
sichtbares zweites Teil zugeordnet ist, das den Ausnehmungen 2 bzw. 9 entsprechende
Ausnehmungen aufweist, relativ zum Teil 1 beweglich ist
und zum Schließen
der Spritzgießform
auf das aus 1 ersichtliche
Teil 1 derart abgesenkt werden kann, daß die einander zugeordneten
Ausnehmungen 2 eine erste Formhöhlung für einen Möbelgriff mit zylindrischem Querschnitt
bzw. die einander zugeordneten Ausnehmungen 9 eine zylindrische,
an die erste Formhöhlung
angrenzende zweite Formhöhlung
bilden, deren Achse senkrecht zur Mittelachse 6 verläuft und
in der Zeichenebene liegt.
-
An
ihrem von der Stirnfläche 5 abgewandten Ende
ist die von den Ausnehmungen 9 gebildete zweite Formhöhlung von
dem freien Ende eines vorzugsweise zylindrischen, stopfenartigen
Ansatzes 10 begrenzt, der an einem parallel zur Achse der
zweiten Formhöhlung
und in Richtung der eingezeichneten Pfeile verschiebbar in der Spritzgießvorrichtung gelagerten
Schieber ausgebildet ist. Dabei ist in 1 die äußere Endstellung des Schiebers 11 dargestellt,
in welcher der Ansatz 10 nur wenig in die von den Ausnehmungen 9 gebildete
Formhöhlung
eintaucht, so daß diese
ihre größte axiale
Länge besitzt und
bei geschlossener Spritzgießform
nach außen hermetisch
von dem Ansatz 10 abgedichtet ist.
-
In
einem Mittelabschnitt des Teils 1 ist ein Verteilerkanal 12 für die flüssige Spritzgießmasse ausgebildet,
von dem eine radial in die zweite Formhöhlung mündende Angußöffnung 14 abzweigt.
Das zugehärige
zweite, in 1 nicht dargestellte
Teil der Spritzgießform
ist entsprechend ausgebildet.
-
Die
Spritzgießvorrichtung
weist außer
dem Schieber 11 noch einen Kern 15 auf, der ebenfalls parallel
zur Achse der zweiten Formhöhlung
bzw. senkrecht zu den Stirnflächen 5 verschiebbar
gelagert ist. Dieser Kern 15 ist vorzugsweise in einer
Aussparung 16 des Schiebers 11 derart angeordnet,
daß sein
maximaler axialer Hub von zwei Anschlagflächen 17 und 18 festgelegt
wird, die die Aussparung 16 an deren axialen Enden begrenzen.
Dabei ist die eine Anschlagfläche 18 an
einer Wand des Schiebers 11 ausgebildet, an deren Außenseite
der Ansatz 10 angeformt ist und die wie dieser eine axiale
Bohrung aufweist, die von einem mit dem Kern 15 verbundenen,
vorzugsweise zylindrischen Zapfen 19 durchragt wird, der
koaxial bis in die zweite Formhöhlung ragt
und in dem aus 1 ersichtlichen
Zustand der Vorrichtung, in welcher der Kern 15 an der
Anschlagfläche 17 anliegt,
mit seinem freien Ende gerade an die Stirnfläche 5 grenzt.
-
Bei
der aus 1 ersichtlichen
Vorrichtung kann eine Vielzahl der beschriebenen Teile doppelt oder
mehrfach vorhanden sein, wie durch die entsprechenden, zusätzlich mit
dem Buchstaben a versehenen
Bezugszeichen angedeutet ist.
-
Zur
Bewegung des Schiebers 11 des Kerns 15 in axialer
Richtung sind nach 1 zwei
Zylinder/Kolben-Anordnungen vorgesehen, die je einen Zylinder 20 bzw. 21 und
je eine Kolbenstange 22 bzw. 23 aufweisen. Der
Zylinder 20 ist wie das Teil 1 an einem ortsfesten
Abschnitt der Spritzgießvorrichtung angeordnet,
während
der Zylinder 21 an der Kolbenstange 22 des ersten
Zylinders 20 befestigt ist. Die Kolbenstange 23 des
zweiten Zylinders 21 durchragt einen die Anschlagfläche 17 bildenden Wandabschnitt
des Schiebers 11 und ist mit dem Kern 15 fest
verbunden. Wird die Kolbenstange 23 des Zylinders 21 aus
der in 1 dargestellten
Stellung entgegen dem dort eingezeichneten Pfeil ausgefahren, wird
dadurch der Kern 15 in der Aussparung 16 relativ
zum Schieber 11 verschoben, bis er an dessen zweiter Anschlagfläche 18 anliegt.
Wird dann auch die Kolbenstange 22 des anderen Zylinders 20 ausgefahren,
wird der Kern 15 in 1 noch weiter
nach innen bewegt, wobei er den Schieber 11 mitnimmt, da
er an dessen oberer Anschlagfläche
anliegt, bis dieser schließlich
an einer Anschlagfläche 24 des
Teils 1 anschlägt.
Eine entgegengesetzte Steuerung der Zylinder 20, 21 in
Richtung der in 1 eingezeichneten
Pfeile führt
wieder zu dem dargestellten Ausgangszustand.
-
Die
Herstellung der beispielsweise als Möbelgriffe ausgebildeten Spritzgußteile mit
Hilfe der beschriebenen Spritzgießvorrichtung ist im wesentlichen
wie folgt: Ausgehend von dem aus 1 ersichtlichen
Ausgangszustand wird nach dem Schließen der Form durch Absenken
des nicht dargestellten zweiten Teils auf das erste Teil 1 zunächst die Kolbenstange 23 des
Zylinders 21 ausgefahren, wie in 2 durch einen Pfeil angedeutet ist, bis
der Kern 15 an der Anschlagfläche 18 des Schiebers 11 anliegt.
Dadurch durchragt der Zapfen 19 des Kerns 15 nicht
nur die aus den zweiten Ausnehmungen 9 gebildete Formhöhlung, sondern
er taucht auch bereits teilweise, und zwar von der Stirnseite 5 her,
in die aus den ersten Aussparungen 2 gebildete Formhöhlung ein.
Die aus den zweiten Ausnehmungen 9 gebildete Formhöhlung ist
an ihrer äußeren Mantelfläche von
den beiden Teilen der Spritzgießform
und an dem von der Stirnfläche 5 entfernt
liegenden Ende durch den Ansatz 10 des Schiebers 11 verschlossen, an
dem den Stirnflächen 5 zugewandten
Ende dagegen zur ersten Formhöhlung
hin offen. Dabei ist der Zapfen 19 jeweils so angeordnet,
daß er
koaxial in der einen und/oder anderen Formhöhlung zu liegen kommt und um
ihn herum zylindrische Hohlräume
bestehen.
-
Es
wird nun der Spritzgießvorgang
durchgeführt,
indem die plastifizierte Kunststoffmasse mittels üblicher
Einspritzschnecken od. dgl. durch den Verteilerkanal 12 und
die Angußöffnung 14 gedrückt wird.
Dadurch wird die erste Formhöhlung
mit Kunststoff gefüllt
und das herzustellende, hier als Möbelgriff ausgebildete und in 2 schraffiert angedeutete
Spritzgießteil 25 einerseits
mit einem von innen an die Stirnfläche 5 grenzenden,
vom Zapfen 19 durchragten Bohrloch 26 und andererseits
mit einem damit koaxialen, von außen an die Stirnfläche 5 grenzenden,
ebenfalls vom Zapfen 19 des Kerns 15 durchragten,
in 2 ebenfalls schraffiert
angedeuteten, hier zylindrischen Kragen 27 versehen.
-
Die
vorzugsweise von außen
gekühlte Spritzgießform wird
nun eine Zeitlang in der aus 2 ersichtlichen
Lage gehalten, damit die Außenhaut
des Spritzgußteils 25 und
gleichzeitig damit der Kragen 27 abgekühlt werden und dadurch erstarren. Nach
einer ausreichenden Abkühlzeit,
die durch Versuche zu ermitteln ist, sind die Außenhaut und der Kragen 27 bereits
erhärtet,
während
die mit z.B. 200 bis 250 °C
zugeführte
Kunststoffmasse im Inneren des Spritzgußteils 25 noch weich
bzw. zähflüssig ist. Zu
diesem Zweck wird die Wandstärke
des Kragens 27 vorzugsweise ausreichend klein gewählt, damit der
Kragen 27 beim Kühlen
von außen
her wesentlich schneller als dasjenige Kunststoffmaterial erhärtet, das
sich in dem an die Stirnfläche 5 grenzenden, den
Zapfen 19 umgebenden Bereich der ersten, das Spritzgußteil 25 bildenden
Formhöhlung
befindet. Alternativ wäre
es natürlich
auch möglich,
die Spritzgießform
gezielt zu kühlen
bzw. mit von Kühlflüssigkeit
durchströmten
Kühlkanälen zu versehe,
die das beschriebene Ergebnis sicherstellen.
-
Es
wird nun die Kolbenstange 22 des Zylinders 20 ausgefahren,
wie in 3 durch einen
Pfeil angedeutet ist, während
gleichzeitig die Kolbenstange 23 des anderen Zylinders 21 ausgefahren
bleibt. Dadurch wirkt der an der Anschlagfläche 18 anliegende
Kern 15 so auf den Schieber 11 ein, daß dieser
in der aus 3 ersichtlichen
Weise mitgenommen wird, bis er seinerseits an der Anschlagfläche 24 des
Teils 1 anliegt. In dieser Lage ist das freie Vorderende
des entsprechend dimensionierten Ansatzes 10 bündig mit
der Stirnfläche 5 angeordnet
oder etwas in die aus den ersten Ausnehmungen 2 gebildete Formhöhlung eingetaucht,
so daß die
aus den Ausnehmungen 9 gebildete zweite Formhöhlung ihre
minimale axiale Länge
aufweist. Aufgrund dieser Maßnahme
wird der bereits erhärtete
Kragen 27 zwangsläufig
in die erste Formhöhlung
gedrängt,
wie in 3 durch den schraffierten
Abschnitt 28 angedeutet ist, und das Spritzgußteil 25 im
Bereich der Stirnfläche 5 entsprechend
verdichtet, was der Bildung von Lunkern entgegenwirkt. Gleichzeitig
dringt der Zapfen 19 unter Verdrängung des dort befindlichen, noch
weichen Kunststoffmaterials tiefer in die aus den ersten Ausnehmungen 2 gebildete
Formhöhlung bzw.
das Spritzgießteil 25 ein,
wie ein Vergleich der 2 und 3 erkennen läßt, wodurch
das Bohrloch 26, das in 1 durch
eine gestrichelte Linie 29 angedeutet ist, seine endgültige Länge erhält, ohne
daß dadurch
die schon erhärtete
Außenhaut
beschädigt wird.
Danach wird die Vorrichtung in der aus 3 ersichtlichen Lage gehalten, bis das
Spritzgußteil 25 auch
in seinem Inneren ausreichend gefestigt ist, und dann wieder in
den Ausgangszustand nach 1 gebracht,
indem die beiden Kolbenstangen 22, 23 in Richtung
der in 1 eingezeichneten
Pfeile in die Zylinder 20, 21 eingezogen werden.
Dabei werden mittels nicht dargestellter Auswerfer sowohl das Spritzgußteil 25 als
auch die noch im Verteilerkanal 12 bzw. in der Angußöffnung 14 befindliche
Angußmasse,
die durch den anhand von 3 beschriebenen
Verfahrensschritt und mittels des Ansatzes 10 vom übrigen Spritzgußteil 25 bzw.
vom Kragen 27 abgeschert wurde, aus der Spritzgießvorrichtung
entfernt, so daß mit
der Herstellung eines weiteren Spritzgußteils 25 (bzw. 25a, 2) begonnen werden kann.
-
Die
anderen, in der Zeichnung nicht dargestellten, von den Angußöffungen 14, 14a entfernten Enden
der Spritzgußteile 25, 25a sind
unkritisch. Sie brauchen daher nicht mit entsprechenden Kragen versehen
werden und können
außerdem
Bohrlöcher erhalten,
in die den Zapfen 19 entsprechende Zapfen bereits während des
eigentlichen Spritzgießvorgangs in
voller Länge
eintauchen.
-
Die
Erfindung ermöglicht
die Herstellung von Spritzgußteilen
mit äußerst glatten,
keine erkennbaren Fließfehler
aufweisenden Oberflächen,
die Ausbildung ausreichend tiefer Bohrlöcher auch im Bereich der Angußöffnungen 14, 14a und
eine automatische Entfernung der Kragen 27 ohne zusätzlichen Arbeitsgang
außerhalb
der Spritzgießvorrichtung. Schließlich ermöglicht die
Erfindung sogar eine Verringerung der Taktzeit um ca. ein Sechstel
der bisherigen Taktzeit von z.B. 30 Sekunden. Dies kommt dadurch
zustande, daß die
Angußöffnungen 14, 14a beim
Ausfahren der Kolbenstange 22 (3) durch die Ansätze 10, 10a des
Schiebers 11 verriegelt werden. Dadurch kann der mittels
der Einspritzschnecke od. dgl. erzeugte, auf die Spritzgußmasse ausgeübte Druck
vergleichsweise frühzeitig
weggenommen und die Spritzgießvorrichtung
auf den nächsten
Spritzgießvorgang
vorbereitet werden, ohne daß die
Gefahr besteht, daß die
in den beiden Formhöhlungen befindliche
Kunststoffmasse ungewollt über
die Angußöffnungen 14, 14a in
den Verteilerkanal 12 zurückströmt.
-
Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das
sich auf vielfache Weise abwandeln läßt. Dies gilt insbesondere
für die
im einzelnen herzustellenden Spritzgußteile, bei denen es sich auch
um andere Teile als Möbelgriffe und
um solche ohne Bohrlöcher
handeln kann. Außerdem
können
anstelle der Zylinder/Kolben-Einrichtungen zur Verschiebung des
Kerns 15 und des Schiebers 11 andere und vor allem
getrennt steuerbare Antriebe vorgesehen werden, wobei auch die anhand
der Zeichnung beschriebene Ansteuerung der Zylinder 20, 21 in
umgekehrter Reihenfolge erfolgen kann. Schließlich könnte die Spritzgießform aus längs anderer
Trennebenen geteilten Teilen bestehen und/oder zur Herstellung von
mehr oder weniger als zwei Spritzgußteilen ausgebildet sein.