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Verfahren und Maschine zum Pressen oder Spritzen von mehrfarbigen
Teilen1 vorzugsweise aus thermoplastischen Kunststoffen
Die Verwendung von thermoplastischen
Kunststoffen für Gebrauchsgegenstände verschiedener Art, ebenso aber auch für technische
Zwecke hat immer mehr Eingang gefunden. Im allgemeinen werden die zugehörigen, aus
vorzugsweise thermoplastischen Kunststoffen bestehenden Teile, die durch Pressen
oder Spritzen hergestellt werden, einfarbig hergestellt. Wünscht man Gegenstände
aus thermoplastischen Kunststoffen zu erhalten, die mehrfarbig sind, so werden bisher
die mehrfarbigen Teile getrennt gepreßt oder gespritzt, und man ist gezwungen, anschließend
die verschiedenfarbigen Teile, insbesondere durch Verkleben, zusammenzusetzen. In
anderen Fällen hat man sich so bebolzen, daß man die gespritzten oder gepreßten
Gegenstände aus vorzugsweise thermoplastischen Kunststoffen einfarbig hergestellt
hat und anschließend den einen oder anderen Teil dieses Gegenstandes mit einem abweichenden
Farb anstrich versehen hat.
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Es ist bereits bekanntgeworden, Schreibmaschinentasten mehrfarbig
zu spritzen, indem man zunächst einen Grundkörper in einer Farbe e gespritzt hat.
Dieser Grundkörper wurde dann aus der Spritzform herausgenommen und mußte in eine
zweite Form eingelegt werden, mit deren Hilfe nunmehr der Grundkörper mit einer
zweiten Farbe umspritzt wurde. Es waren hierfür, sofern man nicht von vornherein
zwei verschiedene Maschinen verwenden wollte, auf jeden Fall zwei Arbeitsgänge
notwendig,
die nacheinander erfolgen mußten, nachdem man die zugehörige Form ausgetauscht hat.
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Die Erfindung verfolgt den Zweck, auf einer Maschine mehrfarbige
Teile aus vorzugsweise thermoplastischen Kunststoffen zu pressen oder zu spritzen,
ohne daß die Formen von Hand ausgetauscht werden müssen, wobei vielmehr der erste
Spritz- oder Preßvorgang nach kurzer Frist durch den zweiten oder die weiteren nachfolgenden
Spritz-oder Preßvorgänge abgelöst wird. Ein solches Verfahren muß zu einer wesentlich
schnelleren und einfacheren Herstellung von mehrfarbigen Teilen aus vorzugsweise
thermoplastischen Kunststoffen führen, wobei das Aneinanderkleben verschiedenfarbiger
Teile vollkommen vermieden wird.
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Die Lösung der Erfindungsaufgabe besteht in erster Linie darin, daß
in der gleichen Maschine entsprechend der Anzahl der zur Verwendung kommenden Farben
Rohstoffbehälter mit Spritz-oder Preßaggregaten vorgesehen sind. Es ist hierbei
aber darauf zu achten, daß bei der Herstellung mehrfarbiger Teile zunächst in die
geschlossene Form eine farbige Kunststoffmischung eingelassen wird und mit zeitlicher
Verzögerung die weiteren Farbmassen nachfolgen. Bei dem Einlassen der zweiten oder
der weiteren farbigen Kunststoffmischung kann ein Um-, Ein- oder Anspritzen des
durch den ersten Arbeitsgang her, gestellten Erstlings erfolgen. Bekanntlich ist
beim Pressen oder Spritzen von vorzugsweise thermoplastischen Kunststoffen das Abbinden
des gepreßten oder gespritzten Teils in kürzester Zeit abgeschlossen. Man entformt
meistens durch Ausstoßen den gepreßten oder gespritzten Teil je nach der verwendeten
Masse schon nach kurzer Zeit, beim Spritzen schon nach wemgen Sekunden. Es ergibt
sich hieraus, daß das Einlassen der zweiten oder nachfolgenden farbigen Kunststoffmischung
in einem Arbeitsgang auf der gleichen Maschine gemäß der Erfindung durch Anwendung
einer zeitlichen Verzögerung vorgenommen werden kann, die jeweilig nur einige Sekunden
in Anspruch zu nehmen braucht, so daß man praktisch von einem fortlaufenden Spritzen
oder Formen mehr farbiger Teile aus thermoplastischem Kunststoff sprechen kann.
Nach der Erfindung soll der Preß- oder Spritzling aus der Form erst dann ausgestoßen
werden, nachdem die Einlassung auch der letzten farbigen Kunststoffmischung des
herzustellen den mehrfarbigen Teils erfolgt ist.
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Es hat sich ergeben, daß die Bindung der zweiten und der nachfolgenden
farbigen Kunststoffmischung mit dem zuvor gespritzten oder gepreßten Erstling in
einer völlig einwandfreien Weise erfolgt, so daß schließlich ein einheitlicher Körper
entsteht, bei dem ein nachträgliches Lösen der mehrfarbigen Teile nicht zu befürchten
ist.
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Zur größeren Sicberheit kann man hierbei auch so vorgehen, daß man
für die verschiedenen zu verwendenden farbigen Kunststoffmischungen solche Kunststoffmischungen
auswählt, die einen verschiedenen Fließpunkt aufweisen. Man geht dann so vor, daß
zunächst die farbige Knnststoffmischung mit dem höchsten Flie,ßpunkt verarbeitet
wird und an, schließend die farbigen Kunststoffmischungen mit dem jew ; seiligen
niedrigeren fließpunkt. In anderen Fällen kann es sich emp£ehlen, bei dem nachfolgen
den Arbeitsgang, d. h. beim zweiten oder weiteren Spritz- Preßvorgang einen Rohstoff
zu verwenden, der einen höheren Fließpunkt aufweist, als das im ersten Arbeitsgang
verarbeitete Material.
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Man'hat hierdurch die Möglichkeit eine gewisse Erweichung des zuerst
gespritzten oder gepreßten Gegenstandes an den Berührungsflächen mit der weiteren
farbigen Kunststoffmischung zu erreichen, so daß eine bessere Haftung zwischen den
beiden slich berührenden farbigen Kunststoffmischungen erzielt wird. Man wird von
einer solchen Arbeitsweise besonders dann Gebrauch machen, wenn eine natürliche
Verankerungsmöiclikeit durch die Formgebung der beiden zu verbindenden farbigen
Kunststoffmischungen nicht gegeben ist. Wenn man den Unterschied zwischen den Fließpunkten
der beiden zu verbindenden farbigen Kunststoffmischungen richtig wählt, so ist ein
Zusammenfließen der Farben ohne klare Trennungslinie nicht zu erwarten. Es bleibt
also in jedem Falle die Gefahr ausgeschalter, Adaß bei Einleitung des zweiten oder
der nachfolgenden Spritz- oder Preßvorgänge der zuvor gespritzte oder gepreßte Körper
wieder in einen mehr oder weniger plastischen Zustand derart übergeht, daß ein Verlaufen
der Farben sich einstellen könnte.
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Die zeitliche Verzögerung des Einlassens der verschiedenen farbigen
Kunststoffmischungen in die Preß- oder Spritzform kann in verschiedener Weise vorgenommen
werden. Man kann die Anordnung z. B. so treffen, daß die in die übliche Steigeröffnung
der geschlossenen Spritz- oder Preßform einlaufende Masse auf ein Kontaktstück trifft,
welches über entsprechende Schaltrelais elektromagnetisch nach Lösung zugehöriger
Sicherungen die ursprüngliche Spritz- oder Preßform für die nachfolgende farbige
Kunststoffmischung vergrößert. Es muß bei der Einleitung des zweiten oder der weiteren
Spritz- oder Preßvorgänge jeweils wieder Raum geschaffen werden, um die neu hineinkommenden
farbigen Kunststoffmischungen aufzunehmen.
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Zu dem gleichen Zweck kann man aber auch in der Weise vorgehen, daß
zweckmäßig auf der Auswerferseite die Preß- oder Spritzform um einen Bolzen schwenkbar
angeordnet ist, und daß die mit der ersten farbigen Kunststoffmischung ausgefüllte
Form vor die Spritzdüse der nächstfolgenden farbigen Kunststoffmischungen geschwenkt
wird. Dieser Schwenkvorgang eines Teiles der Preß- oder Spritzform, der ja erst
nach einem Öffnen der Form vorgenommen werden kann, erfordert einen bestimmten Zeitaufwand,
und dieser Zeitaufwand stellt die notwendige Verzögerung dar, um mit dem nächstfolgenden
Einlassen der farbigen Kunststoffmischung zu beginnen. Auch bei der Verwendung der
näher bezeichneten Schwenkform ist es notwendig, vor Einleitung.des zweiten oder
des dritten Einlassens der farbigen Kunststoffmischungen eine Vergrößerung des Hohl
raumes der Form herbei zu
führen. Dies kann berispielsweise dadurch
geschehen daß beim Schließen der Form für den zweiten oder die weiteren Arbeitsgänge
die den Erstling tragende Form zwangsmäßig, vorzugsweise unter Verwendung an sich
bekannter Backenformen. um das Maß des nächstfolgenden Masseauftrages vergrößert
wird.
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Beim Spritzen von Teilen aus thermoplastischen Kunststoffen verbleibt
beim Öffnen der Form an der Stelle der Spritzdüse an dem gespritzten Teil üblicherweise
ein spitz zulaufender Anguß. Wenn nun nach Verschwenken der Form die Form wieder
geschlossen wird, dann stößt der Anguß des Erstlings auf den Spritzkanal der zweiten
Spritzdüse.
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Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Öffnung der Spritzdüse
beim ersten SpritzvorganS das kleinste Maß, bei den folgenden Spritzdüsen ein gestafeltes
größeres Maß erhält. Dadurch wird erreicht, daß z. B. der Anguß des Erstlings beim
Eindringen in den Spritzkanal der nächstfolgenden Düse um sich herum Raum behält,
um der nachfolgenden farbigen Kunststoffmischung den Zutritt in die vergrößerte
Form zu gestatten.
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Die Erfindung bezieht sich im übrigen auch auf die Maschine zur Durchführung
der vorstehend beschriebenen Verfahrensmaßnahmen. Die Einzelheiten der diesbezüglichen
Ausgestaltung dieser Maschine nach der Erfindung ergeben sich aus den in den Zeichnungen
näher dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt Fig. I eine Seitenansicht einer
Spritzmaschine, Fig. 2 einen Grundriß der Spritzmaschine nach Fig. I mit einem abgenommenen
Fülltrichter, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. I, Fig. 4 einen Schnitt
nach der Linie C-D der Spritzform nach Fig. I in geöffneter Stellung, wobei nach
dem ersten Spritzvorgang die Auswerferseite der Spritzform um 180° gedreht ist,
Fig. 5 einen Spritzling im Querschnitt in vergrößertem Maßstab, bei dem die obere
Hälfte die formgebung des ersten Spritzvorganges, die untere Hälfte die Formgebung
nach dem zweiten Spritzvorgang veranschaulicht, Fig. 6 die schematische Darstellung
einer Formhälfte einer Spritzform im Zustand des ersten Spritzvorganges, Fig. 7
die gleiche Stellung nach Fig. 6, wobei die Stellung der Formteile den zweiten Spritzvorgang
angibt, Fig. S die Steigeranordnung für eine Spritzform nach Fig. 6 und 7 mit den
elektrischen Anschlüssen zur Steuerung der Formhohlraumveränderung.
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Bei der Maschine nach Fig. I und 2 besteht das Maschinengestell aus
einem Tisch I mit einer üblichen Auffangschale 2 und Ständer 3. An dem Ständer 3
ist ein DruckzylinderA angebracht, der auf die Traverse 5 einwirkt. Die Traverse
5 ist auf Holmen 6 geführt. Beim Vordrücken der Traverse 5 stößt diese gegen die
Kolbenstangen 7, die in dem Heizzylinder 8 geführt sind. Oberhalb der Kolbenstangen
7 befinden sich die Materialbehälter 9. Die verschiedenfarbigen Rohmassen gleiten
von dem Materialbehälter g über das Zwischenstücli Io in die Heizzylinder S. Dort
wird die Rohmasse verflüssigt und wird durch die in den Heizzylindern geführten
Spritzkolhen beim Vorwärtsdringen der Traverse 5 in die geschlossene Spritzform
I3 gedrückt. Die Kolbenstangen 7 sind an ihren Außenenden mit Muttern in versehen,
die auf dem Gewinde der Kolbenstangen 7 in der Längsrichtung verstellt werden können.
Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, daß die Traverse 5 zunächst nur auf idie Ko?benstange
eines Spritzaggregats einwirkt, und erst beim weiteren Vorwärtsdrücken der Traverse
5 wird dann auch ein Druck auf die Kolbenstange des zweiten Spritzaggregate ausgeübt.
Hierdurch ist nicht nur eine zeitliche Verzögerung des Beginns der verschiedenen
Spritzvorgänge möglich, sondern es kann durch diese Verstelleinrichtung auch eine
Dosierung der jeweilig zur Verwendung kommenden Materialmengen vorgenommen werden.
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Die Spritzform ist in üblicher Weise wassergekühlt.
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Das Öffnen der Spritzform und ebenso auch das Schließen derselben
erfolgt über den Handhebel 12.
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Die Auswerferseite der Spritzform 13 wird über ein bekanntes Kniehebelgestänge
14 bei Betätigung des Handhebels 12 bewegt, so daß ein unabsichtliches Öffnen der
Spritzform nicht zu befürchten ist. Dieses Kniehebelgestänge ist an sich bekannt
und wird deshalb in dem Nachfolgenden bezüglich seiner Einzelteile nicht näher erläutert.
Es mag diesbezüglich nur erwähnt werden, daß mit Ziffer 15 die Ausstoßerstange bezeichnet
ist, die beim Öffnen der Spritzform 13 auf den Auswerfer I6 einwirkt, so daß der
gespritzte Teil die geöffnete Form verlassen kann.
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Zum besseren Verständnis der Vorgänge beim Herstellen eines mehrfarbigen
Spritzteiles wird in diesem Zusammenhang auf die in den Fig. 6 bis S dargestellte
Einrichtung hingewiesen. In Fig. 6 und 7 ist die Auswerferseite der Spritzform I3
im Schnitt dargestellt, und es handelt sich bei dieser Ausführungsform darum, einen
rechteckigen Körper 14a zu spritzen. Vor Beginn des ersten Spritzvorganges befindet
sich der Formteil I5a in der in Fig. 6 dargestellten Lage und wird in dieser Lage
durch einen Sicherungsbolzen I6a gehalten. Die farbige Kunststoffmischung für den
ersten Spritzvorgang wird in die geschlossene Form über die Spritzdüsenöffnung I7
eingelassen. Die Spritzmasse steigt in dem Hohlraum hoch bis zu der Steigeröffnung
IS. Wenn nun die Spritzmasse in der Steigeröffnung 18 vordringt, dann stößt sie
schließlich gegen das Kontaktstück 19, welches unter der Wirkung der Feder 20 steht.
Das Kontaktstück 19 bringt die beiden Kontaktfedern 21 und 22 in leitende Berührung,
und dadurch wird das Relais 23 in Tätigkeit gesetzt, welches zunächst über den Magneten
24 den Sicherungsbolzen I6a zurückzieht und andererseits über den Magneten 25 das
Formstück I5a derart verschiebt, daß es gegenüber der Fig. 6 die Lage nach Fig.
7 einnimmt. Nachdem die Relaistätigkeit unterbrochen ist, kehrt das Formstück 15a
unter der Wirkung der Feder 26 wieder in die Lage gemäß Fig. 6 zurück, und alsdann
kann
unter der Wirkung der Feder 27 auch der Sicherungsbolzen I6a wieder in die entsprechende
Rast des Formstückes I5a eingreifen.
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Man erkennt beim Vergleich der Fig. 6 und 7, daß bei zurückgezogenem
Formstück I5a gegenüber dem zunächst gespritzten Erstling 14' ein zusätzlicher Raum
28 geschaffen wird. Im Bereich dieses Raumes 28 liegt die zweite Spritzdüsenöffnung
29, so daß mit Hilfe dieser zweiten Spritzdüse die zweite farbige Kunststoffmischung
in den zusätzlich geschaffenen Raum 28 eingespritzt werden kann.
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In der Fig. 3 sind die beiden nebeneinander angeordneten Materialbehälter
g ersichtlich, die über den beiden Spritzaggregaten 8 liegen.
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Während nun bei der bisher beschriebenen Arbeitsweise die Formen
bei den verschiedenen Spritzvorgängen, abgesehen von der Frage des Öffnens und Schließens
der Formteile, stets ihre gleiche Lage behalten, ist nach Fig. 3 und 4 der Arbeitsvorgang
für !das mehrfarbige Spritzen anders vorgesehen. Der Formteil 30 befindet sich auf
der Spritzseite der Maschine. Mit Ziffer 3I und 32 sind die beiden nebeneinanderliegenden
Spritzzylinder mit ihren zucgevlhörigen Spritzkanälen 33 und 34 bezeichnet. Auf
der Auswerferseite befindet sich der Formteil 35, der um den Bolzen 36 schwenkbar
ist. Der Formteil 30 trägt Führungsbolzen 37, die beim, Schließen der Form in den
Formteil 35 eingreifen.
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Bei der Verwendung der Spritzformen nach Fig. 3 und 4 möge ein Spritzteil,
und zwar ein Zahlenrädchen 38 hergestellt werden, wie e es in Fig. 5 in vergrößertem
Maßstab dargestellt ist.
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Beim ersten Spritzvorgang sind also die Formteile 30 und 35 geschlossen,
und der zweiteilige Formeinsatz 39 dringt in die entsprechende Ausnehmung 40 des
Formteiles 30 ein. Es wird dann beim ersten Spritzvorgang über den Spritzkanal 33
der hellschraffierte Teil des Zylinderkörpers 38 gespritzt, bei dem auf der Mantelfläche
die Zahlen 41 erhoben vortreten.
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Werden nach diesem ersten Spritzvorgang die Formteile 30 und 35 voneinander
getrennt, so verbleibt von dem ersten Spritzvorgang an dem Körper 38 ein Anguß 42.
Es wird nunmehr der Formteil 35 um den Bolzen 36 verschwenkt. Wenn alsdann die Form
30 und 35 wieder geschlossen wird, so dringt der zweiteilige Formeinsatz 39 in die
Ringnut 43 mit vergrößertem Durchmesser ein, d. h. es wird um die Mantelfläche des
Körpers 38 herum ein größerer Raum bei der Schaffung der Schließstellung der Formen
30 und 35 freigegeben. Hierbei dringt der Anguß 42 in den Spritzkanal 34 ein, der
jedoch gegenüber dem Spritzkanal 33 einen größeren Durchmesser aufweist. Somit ist
es möglich, daß nunmehr über den Spritzzylinder 32 um den Anguß 42 herum die zweite
farbige Kunststoffmischung so in den neu geschafferen Hohlraum der geschlossenen
Formen 30 und 35 eindringen kann. Die Raumausfüllung bei dieser geschlossenen Form
durch die zweite farbige Kunststoffmischung ist in Fig. 5 mit Ziffer 44 angedeutet,
d. h. die zweite farbige Kunststoffmischung fließt an, der Stirnseite 45 des Körpers
38 entlang und greift auch über die Flächenteile 46 und 47 der Mantelfläche dieses
Körpers 38. Im übrigen ist beim ersten Spritzvorgang im Körper 38 eine Offnung 48
verblieben, durch die hindurch an den in Betracht kommenden Stellen ebenfalls die
farbige Kunststoffmischung des zweiten Spritzvorganges bis zur Mantelfläche des
Körpers 38 vordringen kann.
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Stellt man sich vor, daß der Körper 38 ein Zahlenrädchen darstellt
und daß dieser Körper 38 in weißer Farbe gespritzt wurde, daß demgegenüber beim
zweiten Spritzvorgang eine schwarze Farbe verwendet wurde, so ist nach Vollendung
des zweiten Spritzvorganges das Zahlenrädchen fertig hergestellt, die weißen Oberkanten
der Zahlen treten deutlich in Erscheinung gegenüber der im übrigen schwarz umspritzten
Mantelfläche des Rädchens.
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Wenn man mit der Maschine gemäß den Fig. 3 und 4 die Arbeit übernimmt,
so wird zunächst nur das Spritzaggregat 31 in Tätigkeit gesetzt. Nach dem Umschwenken
der Spritzform 35 erfolgt der zweite Spritzvorgang über das Spritzaggregat 32.
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Zu gleicher Zeit aber, zu der dieser zweite Spritzvorgang stattfindet,
wird bereits das zweite Zahlenrädchen hinsichtlich des ersten Vorganges über das
Spritzaggregat 3I hergestellt, so daß praktisch tatsächlich bei geschlossener Form
dauernd beide spritzaggregate in Tätigkeit sind, und bei jedem Öffnen der Form wird
ein fertiges Zahlenrädchen zweifarbig mit Hilfe des Ausstoßere 16 ausgestoßen.
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In ähnlicher Weise können natürlich auch drei oder mehrere Farben
gleichzeitig gespritzt oder gepreßt werden.