DE602004012467T2

DE602004012467T2 - Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffhohlkörpers durch Spritzgiessen

Info

Publication number: DE602004012467T2
Application number: DE602004012467T
Authority: DE
Inventors: Shoso Nishida
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2024-01-27
Also published as: JP2004223970A; US7588809B2; US20060088679A1; EP1440786A1; US20050037167A1; US7147816B2; EP1440786B1; DE602004012467D1; JP3732832B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen eines Kunststoffhohlkörpers durch Spritzgießen und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines solchen hohlen Körpers aus Kunstharz durch primäres und sekundäres Spritzgießen. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum Formen eines hohlen Körpers aus einem Kunststoff, welcher als ein Kraftstofftank, der in ein Kraftfahrzeug eingebaut wird, geeignet ist.
2. STAND DER TECHNIK
Ein Umformungsverfahren, welches eine Spritzgussmaschine verwendet, ist als eines der Verfahren zum Formen eines Hohlkörpers oder eines hohlen geformten Produkts aus einem Kunstharz bekannt. Eine zum Ausführen eines solchen Verfahrens benutzte Form zum Spritzgießen besteht generell aus einer stationären Form und einer verschiebbaren Form, wie beispielsweise in den japanischen Patentveröffentlichungs-Nummern JP-B-2-38377 , JP-A-6-23789 und JP-A-6-246781 offenbart. Ein primärer Teil-Hohlkörper wird in der stationären Form geformt und der andere primäre Teil-Hohlkörper in der verschiebbaren Form. Beim primären Gießen wird deshalb die verschiebbare Form in der ersten Position festgelegt und ein Paar von primären Teil-Hohlkörpern werden derart geformt, so dass jeder einen Zusammenstoß- oder Verbindungsabschnitt an deren offenen Enden aufweist und nachdem sie erstarrt worden sind, wird die verschiebbare Form in die zweite Position verschoben, so dass die primären Teil-Hohlkörper paarweise gegeneinander an deren Zusammenstoßabschnitten zusammengestoßen werden. Beim sekundären Formen wird ein geschmolzener Kunststoff in den Verbindungsraum eingespritzt und die primären Teil-Hohlkörper werden paarweise miteinander bei deren Zusammenstoßabschnitten verbunden, um einen Hohlkörper aus einem Kunstharz zu bilden.
Das Spritzgießverfahren wie oben beschrieben hat den Vorteil, dass es die Automatisierung der Schritte ermöglicht und eine große Anzahl von Hohlkörpern produziert, da ein Hohlkörper durch Zusammenstoßen eines Paars von primären Teil-Hohlkörpern, geformt durch primäres Formen, und Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffs zum Füllen des Zusammenstoßabschnitts durch sekundäres Formen erhalten werden kann. Das Spritzgießen eines Paars von primären Teil-Hohlkörpern hat die Eigenschaften enthaltend die Möglichkeit zum Herstellen von sogar einem Hohlkörper mit einer komplizierten Form. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass der Verbindungsabschnitt eine niedrige Festigkeit aufweist. 6A bis 6C sind Querschnittsansichten, die einen Teil eines Beispiels eines Hohlkörpers, erhalten durch das Spritzgießverfahren wie oben beschrieben, zeigen und es wird auf 6A Bezug genommen, um den Grund der niedrigen Verbindungsfestigkeit zu erläutern. In 6A bezeichnet A' einen ersten primären Teil-Hohlkörper und B einen zweiten primären Teil-Hohlkörper und die ersten und zweiten primären Teilhohlkörper A' und B' werden durch den geschmolzenen Kunststoff, der zum sekundären Formen zum Füllen des Verbindungsraums S' eingespritzt wird, miteinander verbunden. Der Verbindungsraum S' ist bei den Stoßenden T' der offenen Enden der ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörper A' und B' definiert und wenn der geschmolzene Kunststoff zum sekundären Formen zum Füllen des Verbindungsraums S' eingespritzt wird, werden deshalb die ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörper A' und B' durch den Verbindungsraum S' allein verbunden und die Nutabschnitte oder die Stoßenden T' werden nicht miteinander verschweißt. Demzufolge ist die Schweißkraft gering. Es kann überlegt werden, die Dicke der Stoßenden T' zu verringern, aber da ein geringer Einspritzdruck für das Einspritzen des geschmolzenen Kunststoffs zum sekundären Formen in den Verbindungsraum S' eine niedrige Schweiß- oder Verbindungskraft mit sich bringt, ist es notwendig, diesen mit einem angemessenen hohen Einspritzdruck einzuspritzen. Dessen Einspritzung mit einem Einspritzdruck, der zum Verschweißen erforderlich ist, verursacht die Verformung der dünnen Stoßenden T' und das Auslaufen des geschmolzenen Kunststoffs in den Innenraum. Aus diesen Gründen haben die Stoßenden T' eine bestimmte Dicke.
Während kein Problem entsteht, sofern nur eine Druckkraft zwischen den miteinander nicht verbundenen Stoßenden T' wirkt, verursacht die Wirkung von beispielsweise einer externen Zugkraft die Trennung der Stoßenden T' von der Innenseite aus. Dann beginnt Rissbildung an dem getrennten Abschnitt und erweitert sich zu dem Verbindungsraum S', wie es herkömmlich bei Zerstörung von einem Material der Fall ist. Aus diesen Gründen ist die wie oben beschriebene Struktur für jegliche Anwendung ungeeignet, die eine Verbindungsfestigkeit erfordert, wie beispielsweise einen an dem Kraftfahrzeug eingebauter Kraftstofftank, für welchen sogar ein Unfall berücksichtigt werden muss.
Deshalb wurden bis jetzt unterschiedliche Bemühungen durchgeführt, um die Verbindungsstärke zu erhöhen. Beispielsweise schlägt die JP-A-10-16064 eine Verbindung vor, die wie in 6B gezeigt geformt ist. Bei dieser Verbindung sind die Stoßenden T' der ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörper A' und B' von einer Ecke eines Verbindungsraums S' mit einer Neigung ausgebildet. Die in der JP-A-6-246781 vorgeschlagene Verbindung wird durch integral an den offenen Enden der ersten und zweiten Teil-Hohlkörper A' und B' während primärem Formen geformten Flanschen hergestellt und mit einem Kunststoff R' während sekundärem Formen wie in 6C gezeigt verbunden.
Die Stoßenden T' der Verbindung wie in 6B gezeigt sind gegen Verformungen durch den Druck des sekundären Formens widerstandsfähiger, da sie mit einer Neigung von der Ecke des Verbindungsraums S' geformt sind. Der Grad, unter welchem der Druck des sekundären Formens auf die Stoßenden T' wirkt, ist geringer, da sie an den Ecken ausgebildet sind. Da die Stoßenden T' jedoch nicht miteinander verbunden werden, verursacht eine auf diesem Bereich wirkende Zugkraft die Trennung der Stoßenden T' und erlaubt dass Rissbildung sich auf einfache Art und Weise zu dem Verbindungsraum S', wie in Bezug auf 6A erläutert, erweitert. In anderen Worten, die Form der Verbindung versagt immer noch bei der Lösung des Problems, wie in Bezug auf 6A beschrieben. Andererseits kann behauptet werden, dass die ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörper A' und B' wie in 6C gezeigt eine hohe Verbindungsfestigkeit haben, da deren Flanschen miteinander durch den sekundären Formkunststoff R', ähnlich wie eine Niete, verbunden werden. Eine dritte Form wird jedoch gezielt zum sekundären Formen erfordert und trägt wahrscheinlich zu Kostenerhöhung bei. Außerdem hat das äußere Erscheinungsbild nicht immer eine erwünschte Form.
Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus dem Stand der Technik US 6,042,364 bekannt. Dieser Stand der Technik betrifft ein Verfahren, bei welchem während des sekundären Formens die bewegbare Form bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit in die zweite Position bewegt werden kann.
Außerdem offenbart der Stand der Technik JP-A-11179754 ein Formungsverfahren, bei welchem ein Paar von primären Teil-Hohlkörpern geformt werden, wobei jeder Körper Stoßenden aufweist, die einen Verbindungsraum bei einer äußeren Peripherie der Sto ßenden definiert. Ein Kunststoff wird in den Verbindungsraum zum Verschweißen von einem Paar von Teil-Hohlkörpern eingespritzt.
Die Stand der Technik Dokumente schaffen es jedoch nicht, zufrieden stellende Ergebnisse, insbesondere zufrieden stellende Verbindungsfestigkeit des Verbindungsabschnitts zu erzielen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zum Formen eines Hohlkörpers aus Kunstharz bereitzustellen, welches die oben genannten Probleme überwindet und insbesondere ein Verfahren zum Formen eines Hohlkörpers aus einem Kunststoff bei niedrigen Kosten, erhalten durch Verbinden eines Paars von primären Teil-Hohlkörpern miteinander, und mit deren Verbindung, welche aufgrund der Wirkung von nicht nur einer Druckkraft sondern auch einer Zugkraft unwahrscheinlich Risse bildet.
Um das oben genannte Ziel zu erhalten, stellt die Erfindung ein Verfahren zum Formen eines Hohlkörpers aus einem Kunststoff wie in Anspruch 1 definiert bereit. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A bis 1B sind Ansichten, die die unterschiedlichen Stufen des Formens eines Hohlkörpers aus einem Kunststoff gemäß dieser Erfindung, oder Querschnittsansicht, die ein Paar von primären Teil-Hohlkörpern zeigen; 1A ist in der Position, bei welcher ein Paar von primären Teil-Hohlkörpern zusammengestoßen werden, 1B ist in der Position, bei welcher der Verbindungsraum zwischen den primären Teil-Hohlkörpern mit einem sekundären Formungskunststoff gefüllt wird, 1C ist in der Position, bei welcher der Raum zwischen den Stoßenden der primären Teil-Hohlkörper mit dem Kunststoff gefüllt wird und 1D ist in der Position, bei welcher der Kunststoff, der den Verbindungsraum zwischen den primären Teil-Hohlkörpern und dem Raum zwischen deren Stoßenden, verdichtet wird.
2A bis 2C sind Ansichten, die eine Art des Verkörperns einer Form gemäß dieser Erfindung zeigen, oder 2A ist eine Querschnittsansicht des gesamten, 2B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des mit X in 2A markierten Abschnitts und 2C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des in 2A mit Y markierten Abschnitts.
3A bis 3B sind Ansichten, die die Stufen des Formens eines Hohlkörpers aus einem Kunststoff gemäß dieser Erfindung zeigen, oder 3A ist eine Querschnittsansicht, die die Stufe zeigt, bei welcher das primäre Formen abgeschlossen worden ist und 3B ist eine Querschnittsansicht, die die Stufe zeigt, bei welcher der Verbindungsraum mit einem geschmolzenen Kunststoff zum sekundären Formen gefüllt worden ist.
4A und 4B sind Ansichten, die die Stufen des Formens eines Hohlkörpers aus Kunststoff gemäß dieser Erfindung zeigen, oder 4A ist eine Querschnittsansicht, die die Stufe zeigt, bei welcher die bewegbare Form geöffnet worden ist und der Verbindungsraum und der Raum zwischen den Stoßenden mit einem geschmolzenen Kunststoff zum sekundären Formen gefüllt worden ist, und 4B ist eine Querschnittsansicht, die die Stufe zeigt, bei welcher die bewegbare Form wieder dicht geschlossen worden ist und der geschmolzene Kunststoff in dem Verbindungsraum und zwischen den Stoßenden verdichtet worden ist.
5A bis 5D sind Ansichten, die einen Teil von anderen Ausführungsformen zum Verkörpern einer Verbindung an einem Hohlkörper aus einem Kunststoff gemäß dieser Erfindung zeigen, oder 5A ist eine ist eine Querschnittsansicht, die eine erste weitere Ausführungsform zeigt, 5B ist eine Querschnittsansicht, die die Stufe zeigt, bei welcher dessen Verbindungsraum mit einem Kunststoff gefüllt ist, 5C ist eine Querschnittsansicht, die eine zweite weitere Ausführungsform zeigt und 5D ist eine Querschnittsansicht, die die Stufe zeigt, bei welcher dessen Verbindungsraum mit einem Kunststoff gefüllt ist.
6A bis 6C sind Ansichten, die bekannte Beispiele von Verbindungen an Hohlkörpern aus Kunststoff zeigen, oder Querschnittsansichten, die unterschiedliche bekannte Beispiele zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Prinzip zum Formen eines Hohlkörpers aus einem Kunststoff gemäß einer Ausführungsform zum Durchführen der Erfindung wird zuerst in Bezug auf 1A bis 1D beschrieben. Ein erster und ein zweiter primärer Teil-Hohlkörper A und B sind durch primäres Spritzgießen geformt. Gleichzeitig werden nach außen vorstehende Flanschen Fa und Fb integral an den offenen Enden der ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörper A und B ausgebildet. Während sie in der Form verbleiben, wird die Form derart geschlossen, dass der Nutabschnitt oder Stoßenden T an deren offenen Enden, zu sehen in 1A, zusammenstoßen können. Als ein Ergebnis dessen wird ein Verbindungsraum S bei den Stoßenden T ausgebildet. Ein geschmolzener Kunststoff zum sekundären Formen wird bei einem bestimmten Druck zum Füllen des Verbindungsraums S eingespritzt. Der Kunststoff wird wie in 1B gezeigt eingespritzt. Dann wird die Form bis zu einem gewissen Maß, beispielsweise mit 0,5 bis 5,0 mm geöffnet. Der Druck des geschmolzenen Kunststoffs, der eingespritzt wird, verursacht, dass ein Teil des geschmolzenen Kunststoffs den Raum zwischen den Stoßenden T wie in 1C gezeigt füllt. Nach Abkühlen und Erstarren wird die Form geöffnet, um einen Hohlkörper aus Kunststoff auszuwerfen, der entlang des Verbindungsraums S und der Stoßenden T verbunden ist.
Alternativ wird die Form vor der Erstarrung des geschmolzenen Kunststoffs, nachdem der geschmolzenen Kunststoff zum sekundären Formen den Raum zwischen den Stoßenden T wie in 1C gezeigt gefüllt hat, geschlossen. Als ein Ergebnis dessen wird der Kunststoff in dem Verbindungsraum S und zwischen den Stoßenden T verdichtet und ein Hohlkörper aus Kunststoff mit einer noch höheren Verbindungsfestigkeit kann erhalten werden, obwohl ein Teil des Kunststoffs in den Innenraum wie in 1D gezeigt eindringen kann.
Ein Hohlkörper aus Kunststoff kann auch wie nachfolgend beschrieben erhalten werden. Die Form wird zum sekundären Formen derart geschlossen, so dass sie bis zu einem gewissen Maß durch einen spezifischen Druck des Kunststoffs geöffnet wird. Beispiels weise wird die Form für das sekundäre Formen durch einen Fließdruck oder eine Feder oder andere elastische Materialien geschlossen. Dann wird das sekundäre Formen, wie vorher beschrieben, initiiert. Der geschmolzene Kunststoff für das sekundäre Formen wird eingespritzt, um den Verbindungsraum zu füllen und, wenn dessen Druck auf ein spezifisches Niveau gestiegen ist, wird die Form bis zu einem bestimmten Maß durch Entgegenwirken des elastischen Materials geöffnet. Als ein Ergebnis wird der Raum zwischen den Stoßenden auch bis zu dem bestimmten Grad geöffnet und gefüllt. Nach Abkühlen und Erstarren wird die Form geöffnet, um einen Hohlkörper aus Kunststoff auszuwerfen, der auch zwischen den Stoßenden T verbunden ist. Der Kunststoff in dem Verbindungsraum S und zwischen den Stoßenden T wird, wie vorher angegeben, wenn erforderlich nach dem Einfüllen verdichtet.
Um eine Hohlkörper aus einem Kunststoff wie oben beschrieben zu erhalten, ist es wünschenswert, sekundäres Formen durchzuführen, während ein Paar von ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörpern in den Formen, in welchen sie jeweils geformt worden sind, gehalten werden, es ist jedoch auch möglich primäre Teil-Hohlkörper in unterschiedlichen Formen herzustellen, diese in eine Form zum sekundären Formen einzusetzen und auch den Raum zwischen den Stoßenden mit dem sekundären Formungskunststoff, wie oben beschrieben, auszufüllen. Während der geschmolzene Kunststoff zum sekundären Formen in den Verbindungsraum durch einen Angießkanal und einen Eingusskanal eingespritzt wird, kann der Angießkanal ein ringförmiger Angießkanal sein oder ein Ringdurchlauf zum sekundären Formen, der den Verbindungsraum umgibt und der Eingusskanal kann aus einer Vielzahl von Eingusskanälen bestehen, die unter bestimmten Abständen angeordnet sind. Alternativ kann es ein scheibenförmiger Eingusskanal sein, der kontinuierliche Kommunikation zwischen dem ringförmigen Angießkanal und dem Verbindungsraum beibehält.
Spezifischere Ausführungsformen zum Durchführen der Erfindung werden nun mittels einer Form zum Formen eines Hohlkörpers und eines Formungsverfahrens, welches diese verwendet, beschrieben. Die Form, welche diese Erfindung verkörpert, ist in 2A gezeigt und besteht aus einer stationären bzw. ortsfesten Platte 1, die auf der rechten Seite der Figur gezeigt ist und eine stationäre Form 5, die an der stationären Platte 1 befestigt ist, eine verschiebbare Form 10, welche zum senkrechten Verschieben in der Figur angetrieben wird, eine bewegbare Form 30, die an einer bewegbaren Platte 28 durch eine bewegbare Formplatte 29 befestigt ist, etc.
Die stationäre Platte 1 hat eine durch diese ausgebildete Öffnung 3, die im Wesentlichen entlang ihrem zentralen axialen Abschnitt verläuft, um eine Einspritzdüse 2 darin einzusetzen. Die stationäre Form 5 hat einen Haupteingusskanal 6, der mit der Öffnung 3 axial ausgerichtet ist. Eine Vorrichtung zum senkrechten Antreiben der verschiebbaren Form 10 besteht aus einer Kolben-Zylindereinheit 11, die eine Kolbenstange 12 mit einem an der Oberseite der verschiebbaren Form 10 befestigten Ende und einen Zylinder enthält, der einen mit der Oberseite der stationären Form 5 durch einen horizontal erstreckenden Arm 13 und einen Stützständer 14 verbundenen Boden aufweist. Wenn somit ein Arbeitsmedium zu der Kolben-Zylindereinheit 11 zugeführt und von dieser ausgestoßen wird, wird die verschiebbare Form 10 zum senkrechten Verschieben der stationären Form 5 zwischen einer ersten und einer zweiten Position angetrieben.
An ihrer der stationären Form 5 gegenüberstehenden Seite hat die verschiebbare Form 10, die wie oben beschrieben zum Verschieben angetrieben wird, einen primären Angießkanal 15 zum primären Formen, der mit dem Haupt-Eingusskanal 6 verbunden ist. Ein erster und zweiter primärer Eingusskanal 16 und 17 zum primären Formen erstrecken sich von dem primären Angießkanal 15 entlang der verschiebbaren Form 10 und vertikal und symmetrisch zu dem Haupt-Eingusskanal 6, wie in der Figur gezeigt. Sie hat auch einen zweiten Angießkanal 18 zum sekundären Formen, geformt unterhalb des primären Angießkanals 15 an ihrer der stationären Form 5 gegenüberliegenden Seite. Ein sekundärer Eingusskanal 19 zum sekundären Formen, geformt entlang der verschiebbaren Form 10, ist mit dem sekundären Angießkanal 18 verbunden.
Die verschiebbare Form 10 hat einen spezifisch dimensionierten verschiebbaren Kern 20, der in ihrem oberen Abschnitt ausgebildet ist, der nach außen von einer Trennlinie P vorspringt und bei Betrachtung von der Seite eine viereckige Form wie in den 2A und 2B gezeigt aufweist. Der vorher erwähnte erste primäre Eingusskanal 16 ist auf der Oberseite des verschiebbaren Kerns 20 über einen Eingusskanal geöffnet. Der verschiebbare Kern 20 ist von einem kleinen ringförmigen Kern 21 mit relativ geringer Höhe umgeben, der von dem Kern 20 unter einem bestimmten Abstand, der der Wanddicke eines ersten primären Teil-Hohlkörpers entspricht, beabstandet ist. Der verschiebbare Kern 20 wirkt mit der bewegbaren Form 30 zusammen, um einen Hohlraum zum Formen eines ersten primären Teil-Hohlkörpers, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, zu formen, während der kleine ringförmige Kern 21 mit der verschiebbaren Form 30 zu sammenwirkt, um einen Hohlraum zu formen des Stoßendes des ersten primären Teil-Hohlkörpers und eine Hälfte eines Verbindungsraums zu definieren.
Die verschiebbare Form 10 hat eine speziell dimensionierte verschiebbare Höhlung 22, die in ihrem unteren Abschnitt wie in 2A gezeigt geformt ist und an der Seite der Trennlinie P offen ist und sie hat eine bei Betrachtung von der Seite viereckige Form. Der zweite primäre Eingusskanal 17 ist in dem Boden der verschiebbaren Höhlung 22 über einen Eingusskanal offen. Die verschiebbare Höhlung 22 ist durch eine kleine ringförmige Höhlung 23 mit relativ geringer Tiefe umgeben, die von der verschiebbaren Höhlung 22 unter einem bestimmten Abstand entsprechend der Wanddicke eines zweiten primären Teil-Hohlkörpers, wie in 2C vergrößert dargestellt, beabstandet ist. Die kleine Höhlung 23 ist durch einen sekundären Ringdurchlauf 24, der mit dem sekundären Eingusskanal 19 verbunden ist, umgeben. Der sekundäre Ringdurchlauf 24 ist mit einem sekundären Eingusskanal 25 verbunden, der aus einer Vielzahl von Eingusskanälen oder Filmanschnitten besteht. Der sekundäre Eingusskanal 25 ist in einem Bereich eines kleinen Kerns 34 an der bewegbaren Form 30, wie beschrieben wird, offen. Die verschiebbare Höhlung 22 wirkt mit der bewegbaren Form 30 zusammen, um einen zweiten Hohlraum zum Formen des Hauptabschnitts eines zweiten primären Teil-Hohlkörpers auszubilden. Die kleine Höhlung 23 und der kleine Kern an der bewegbaren Form bilden einen Hohlraum zum Formen des Stoßendes des zweiten primären Teil-Hohlkörpers und einer Hälfte des Verbindungsraums.
Die bewegbare Form 30 hat eine speziell dimensionierte bewegbare Höhlung 31, die in ihrem oberen Abschnitt wie in 2A gezeigt geformt ist, die an der Seite der Trennlinie P offen ist und bei Betrachtung von der Seite eine viereckige Form aufweist. Die bewegbare Höhlung 31 und der verschiebbare Kern 20, wie oben beschrieben, bilden den ersten Hohlraum zum Formen des ersten primären Teil-Hohlkörpers. Die bewegbare Höhlung 31 ist durch eine kleine Höhlung 32 mit relativ geringer Tiefe umgeben, die unter einem bestimmten Abstand von der bewegbaren Höhlung 31 wie in 2B gezeigt beabstandet ist. Die kleine Höhlung 32 und der kleine Kern 21 an dem verschiebbaren Kern 10, wie oben beschrieben, bilden den Hohlraum zum Formen des Stoßendes des ersten primären Teil-Hohlkörpers und eine Hälfte des Verbindungsraums.
Die bewegbare Form 30 hat einen in ihrem unteren Abschnitt speziell dimensionierten bewegbaren Kern 33, der von der Trennlinie P nach außen vorspringt und bei Betrach tung von der Seite eine viereckige Form aufweist. Der bewegbare Kern 33 ist durch einen kleinen Kern 34 mit relativ geringer Höhe umgeben, der unter einem vorbestimmten Abstand von dem Kern 33, wie vergrößert in 2C dargestellt, beabstandet ist. Der bewegbare Kern 33 und die verschiebbare Höhlung 22 wirken zusammen, um den Hohlraum zum Formen des Hauptabschnitts des zweiten primären Teil-Hohlkörpers zu formen, und der kleine Kern 34 und die kleine Höhlung 23 der verschiebbaren Form 10 bilden den Hohlraum zum Formen des Stoßendes des zweiten primären Teil-Hohlkörpers und eine Hälfte des Verbindungsraums.
Nun wird ein Formgebungsverfahren beschrieben, welches die verschiebbare Form 10, bewegbare Form 30 etc., wie oben beschrieben, zum Formen eines ersten und eines zweiten primären Teil-Hohlkörpers durch primäres Spritzgießen und zum Formen eines Hohlkörpers durch Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffs in einen Verbindungsabschnitt an deren offenen Enden zum sekundären Formen beschrieben. Die bewegbare Form 30 kann bis zu einem bestimmten Grad, beispielsweise von 0,5 bis 5,0 mm während des sekundären Spritzgießens geöffnet und wieder geschlossen werden, obwohl keine Formklemmvorrichtung in den Zeichnungen gezeigt ist.
Die verschiebbare Form 10 wird zu ihrer ersten Position wie in 2A gezeigt geschoben, um die Form zu schließen. Ein erster Hohlraum C1, in welchem der Hauptabschnitt eines ersten primären Teil-Hohlkörpers geformt wird, wird durch den verschiebbaren Kern 20 der verschiebbaren Form 10 und den bewegbaren Hohlraum 31 der bewegbaren Form 30 definiert und ein kleiner Hohlraum c1, in welchem ein Verbindungsabschnitt geformt wird, wird bei diesem definiert. Auf ähnliche Art und Weise wird ein zweiter Hohlraum C2, in welchem der Hauptabschnitt eines zweiten primären Teil-Hohlkörpers geformt wird, durch die verschiebbare Höhlung 22 der verschiebbaren Form 10 und den bewegbaren Kern 33 der bewegbaren Form 30 definiert und ein kleiner Hohlraum c2, in welchem der Verbindungsabschnitt geformt wird, ist bei diesem ausgebildet.
Ein geschmolzener Kunststoff zum primären Formen wird durch die Einspritzdüse 2 auf bekannte Art und Weise eingespritzt. Der geschmolzene Kunststoff fließt durch den Haupt-Eingusskanal 6 in der stationären Platte 1, wird durch den primären Angießkanal 15 verteilt und fließt durch die ersten und zweiten primären Eingusskanäle 16 und 17 und in die einzuspritzenden Eingusskanäle und füllt die ersten und zweiten Hohlräume C1 und C2. Die ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörper A und B, wie geformt beim Einspritzen und Füllen sind in 3A gezeigt. Das primäre Formen bildet einen Flansch Fa oder Fb, ein Stoßende T und eine Hälfte eines Verbindungsraums S an dem offenen Ende von jedem der ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörper A und B, wie in 1A bis 1D gezeigt.
Nach einem gewissen Maß von Abkühlen und Erstarren, wird die bewegbare Form 30 unter einem bestimmten Abstand geöffnet. Dann wird die verschiebbare Form 10 nach oben mit dem darin verbleibenden zweiten primären Teil-Hohlkörper B zu ihrer zweiten Position geschoben, bei welcher das offene Ende des zweiten primären Teil-Hohlkörpers B mit dem des ersten primären Teil-Hohlkörpers A ausgerichtet wird. Dann wird die Form geschlossen. Als ein Ergebnis dessen stoßen die Stoßenden T der ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörper A und B, wie in den 3B und 1A gezeigt, aneinander und der Verbindungsraum S wird durch die äußeren Oberflächen der Stoßenden, den inneren Oberflächen der Flanschen Fa und Fb, der Kontaktfläche der kleinen Höhlung 23 der verschiebbaren Form 10 und der Kontaktfläche der kleinen Höhlung 32 der bewegbaren Form 30 definiert. Die in ihrer zweiten Position geschlossene Form ist in 3B veranschaulicht. Wenn die Form in ihrer zweiten Position geschlossen ist, wird der Haupt-Eingusskanal 6 mit dem sekundären Angießkanal 18 verbunden. Danach wird ein geschmolzener Kunststoff zum sekundären Formen eingespritzt. Der geschmolzene Kunststoff fließt durch den Haupt-Eingusskanal 6, sekundären Angießkanal 18 und sekundären Eingusskanal 19 in den sekundären Ringdurchgang 24. Dann fließt er durch den sekundären Eingusskanal 25 und füllt den Verbindungsraum S. Während er gefüllt wird, wird die bewegbare Form 30 bis zu einem bestimmten Abstand durch den Fülldruck des geschmolzenen Kunststoffs geöffnet. Als ein Ergebnis werden die Stoßenden T bis zu einem bestimmten Abstand geöffnet, wenn die bewegbare Form 30 geöffnet wird, während der erste primäre Teil-Hohlkörper A darin gehalten wird. Der Druck des geschmolzenen Kunststoffs zum sekundären Formen verursacht, dass dieser zwischen den Stoßenden T eintritt. Dieser füllt somit ebenfalls den Raum zwischen den Stoßenden T. Der Raum zwischen den Stoßenden T, der mit dem Kunststoff gefüllt ist, ist in 4A gezeigt. Nach seinem Abkühlen und Erstarren wird die bewegbare Form geöffnet, wonach ein Hohlkörper durch einen nicht gezeigten Auswerfstift ausgeworfen wird.
Alternativ wird die bewegbare Form 30 wie in 4B gezeigt vor dem Erstarren des Kunststoffs, der den Raum zwischen den Stoßenden T füllt, wieder dicht geschlossen. Als ein Ergebnis wird der Kunststoff in dem Verbindungsraum S und zwischen den Sto ßenden T verdichtet, um einen Hohlkörper mit einer noch höheren Verbindungsfestigkeit zu erzeugen.
Diese Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen zum Ausführen dieser wie oben beschrieben beschränkt, sondern kann auch in anderen Formen ausgeführt werden. Beispielsweise ist es offensichtlich, dass die Formen des Verbindungsraums und der Stoßenden der ersten und zweiten primären Teil-Hohlkörper etc. nicht auf die Ausführungsformen wie oben beschrieben beschränkt sind, sondern auch in anderen Formen realisiert werden können. Andere Formen der Stoßenden sind in den 5A bis 5D gezeigt. 5A zeigt Stoßenden T mit einem Zickzack-Querschnitt und die Zickzack-Form bringt aufgrund eines längeren Kunststofffüllens eine höhere Verbindungsstärke mit sich, oder eine längere Verbindungsstrecke als eine gerade Linie, wie in 5B gezeigt. Wenn ein ringförmiger Ausschnitt K entlang den inneren Kanten der Stoßenden T, wie in 5C gezeigt, geformt ist, dann schließt der Ausschnitt K übermäßigen Kunststoff ein, der aufgrund des dichten Abschließens der Form wie in 5D gezeigt entsteht, wenn die Form, nachdem der Raum zwischen den Stoßenden T mit dem geschmolzenen Kunststoff zum sekundären Formen gefüllt worden ist, wieder dicht geschlossen wird.
Die Ausführungsformen wie oben beschrieben sind derart, dass die bewegbare Form bis zu einem bestimmten Maß durch den Druck des sekundären Formungskunststoffs geöffnet wird, um zu ermöglichen, dass der geschmolzene Kunststoff den Raum zwischen den Stoßenden T füllt. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, die bewegbare Form vor dem Erstarren des geschmolzenen Kunststoffs, der den Raum füllt, dicht zu schließen, um den sekundären Formungskunststoff zu verdichten.
Der Hohlkörper aus einem Kunststoff, erhalten durch das Verfahren gemäß dieser Erfindung, ist ein Hohlkörper, hergestellt durch Zusammenstoßen der offenen Enden von einem Paar von primären Teil-Hohlkörpern, geformt durch primäres Spritzgießen, oder die entlang den inneren peripheren Seiten der offenen Enden davon geformten Stoßenden, wobei ein Verbindungsraum bei den Stoßenden ausgebildet ist, und Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffs durch sekundäres Spritzgießen zum Zusammenfügen des Paars von primären Teil-Hohlkörpern in einen einzelnen Körper und wenn das Paar von primären Teil-Hohlkörpern entlang den Stoßenden und dem Verbindungsraum, welcher diese umgibt, miteinander verbunden sind, tritt keine Rissbildung in der Verbindung auf, auch wenn nicht nur eine Druckkraft, sondern auch eine externe Zugkraft auf die Verbin dung wie vorher beschrieben wirkt. Mit anderen Worten, der Hohlkörper aus einem Kunststoff, erhalten durch das Verfahren gemäß dieser Erfindung, kann sowohl einem internen als auch einen externen Druck widerstehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es möglich, einen Hohlkörper aus einem Kunststoff zu erhalten, welcher sowohl internem als auch externem Druck widerstehen kann, da, wenn ein Hohlkörper durch primäres Spritzgießen zum Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffs in einen durch eine verschiebbare Form und eine bewegbare Form definierten Hohlraum zum Formen eines Paars von primären Teil-Hohlkörpern erhalten wird, so dass das Zusammenstoßen deren offenen Enden oder das Zusammenstoßen der Stoßenden, definiert entlang den inneren peripheren Seiten von ihren offenen Enden, einen Verbindungsraum bei den Stoßenden definieren kann, und sekundäres Spritzgießen zum Zusammenfügen des Paars von primären Teil-Hohlkörpern zu einem einzelnen Körper durch Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffs in den Verbindungsraum, definiert bei den Stoßenden der offenen Enden des Paars von primären Teil-Hohlkörpern, die durch Verschieben der verschiebbaren Form relativ zu der bewegbaren Form nach dem primären Spritzgießen zusammengestoßen werden, damit die bewegbare Form bis zu einem bestimmten Abstand durch den Fülldruck des Kunststoffs für das sekundäre Spritzgießen zum Füllen des Raums zwischen den Stoßenden mit dem Kunststoff für das sekundäre Spritzgießen geöffnet wird, während der Verbindungsraum während dem sekundären Spritzgießen mit diesem gefüllt wird. Es ist möglich, solch einen Hohlkörper aus einem Kunststoff mit einer hohen Verbindungsfestigkeit präzise, bei niedrigen Kosten und automatisch durch ein Spritzgießverfahren herzustellen, ohne irgendeine spezielle Technologie einzusetzen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es möglich, einen Hohlkörper aus einem Kunststoff mit einer noch höheren Verbindungsfestigkeit zu erhalten, wenn der geschmolzene Kunststoff, der den Verbindungsraum und den Raum zwischen den Stoßenden füllt, wieder verdichtet wird.

Claims

Ein Verfahren zum Formen eines Kunststoffhohlkörpers durch Spritzgießen, umfassend die Schritte: primäres Spritzgießen zum Formen eines Paars von primären Teil-Hohlkörpern (A, B) durch Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffs in Hohlräume, die durch eine verschiebbare Form (10) und eine bewegbare Form (30) definiert sind; Zusammenstoßen von offenen Enden der Teil-Hohlkörper (A, B) an deren Stoßenden (T) so dass ein Verbindungsraum (S) an einer äußeren Peripherie der Stoßenden (T) durch Verschieben der verschiebbaren Form (10) relativ zu der bewegbaren Form (30) nach dem primären Spritzgießen definiert wird, und sekundäres Spritzgießen zum Verbinden der primären Teil-Hohlkörper (A, B) zu einem einzelnen Körper durch Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffs zum Ausfüllen des Verbindungsraums (S); dadurch gekennzeichnet, dass dass die bewegbare Form (30) bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit während des sekundären Spritzgießens durch den Fülldruck des geschmolzenen Kunststoffs bewegt wird, um dadurch einen Raum zwischen den Stoßenden (T) mit dem geschmolzenen Kunststoff zu füllen.
Ein Verfahren zum Formen des Kunststoffhohlkörpers durch Spritzgießen nach Anspruch 1, wobei die Stoßenden (T) entlang innerer Umfangsseiten der offenen Enden von jedem der Teilhohlkörper (A, B) geformt sind.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der den Verbindungsraum (S) und den Raum zwischen den Stoßenden (T) füllende geschmolzene Kunststoff verdichtet wird, nachdem der Raum zwischen den Stoßenden (T) gefüllt ist.