DE102007001756A1

DE102007001756A1 - Verfahren und Spritzgußform zum Spritzgießen von hohlen Formteilen aus Kunststoff

Info

Publication number: DE102007001756A1
Application number: DE102007001756A
Authority: DE
Inventors: Elmar Fries
Original assignee: ITW Automotive Products GmbH
Current assignee: ITW Automotive Products GmbH
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: DE102007001756B4; CN101547780A; WO2008087484A1; EP2117801A1; US7998395B2; US20100072680A1

Abstract

Verfahren zum Spritzgießen von hohlen Formteilen aus Kunststoff, bei dem mindestens ein Hohlraum des Formteils durch Ausräumen eines Innenabschnitts der plastischen Masse im Formhohlraum einer Spritzgußform mittels Gasdruck über einen Angußkanal der Spritzgußform gebildet wird und danach die auf diese Weise gebildete Öffnung im Formteil verschlossen wird, wobei plastische Masse nach dem Ausräumen mittels eines kraftbetätigten Stempels aus einer mit dem Angußkanal verbundenen Blindkanal in den Angußkanal und teilweise in den Hohlraum zurückgepreentfernt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spritzgießen von hohlen Formteilen aus Kunststoff nach Patentanspruch 1.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Spritzgußform zur Herstellung von hohlen Formteilen nach Anspruch 4.
Die Herstellung von Formteilen aus Kunststoff durch das sogenannte Spritzgießen ist allgemeiner Stand der Technik. Es ist auch bekannt, hohle Formteile dadurch herzustellen, daß nach dem Einbringen des plastischen Kunststoffs in den Formhohlraum einer Spritzgußform Gas unter Druck eingeleitet wird, welches ein Teil des plastischen Kunststoffs aus dem Formhohlraum über den Angußkanal ausräumt.
Nach der Entnahme des Formteils aus dem Spritzgußwerkzeug hat das Formteil zwei Öffnungen zum Hohlraum, von denen eine durch die Gasdüse gebildet ist und die andere durch den Hohlkanal im Anguß, der naturgemäß vom Formteil abgetrennt werden muß. Soll ein derartiges Formteil weiteren Bearbeitungen unterworfen werden, insbesondere in Galvanisieranlagen mit metallischen Schichten versehen werden, ist ein Verschluß dieser Öffnungen obligatorisch. Das Verschließen der Gaseintrittsöffnung ist unproblematisch, da eine geometrisch exakte Struktur gegeben ist, sodaß ein geeigneter Stopfen verwendet werden kann. Schwieriger ist das Verschließen der anderen Öffnung. Auf jeden Fall sind weitere Verfahrensschritte erforderlich, um den Hohlraum des Formteils flüssigkeitsdicht zu verschließen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem ohne zusätzliches Nacharbeiten oder die Verwendung eines weiteren Spritzgußwerkzeugs ein dichtes Verschließen eines hohlen spritzgegossenen Formteils erzielt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit Hilfe eines kraftbetätigten Stempels eine gewisse Menge an plastischem Kunststoffmaterial in einem Blindkanal, der mit dem Angußkanal in Verbindung steht, in den Angußkanal hineingepreßt. Dadurch gelangt das plastische Material aus dem Blindkanal in den Hohlkanal im Anguß und zum Teil in den Hohlraum des Formteils zurück. Auf diese Weise wird die Öffnung im Formteil komplett verschlossen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht mithin das Verschließen des Hohlraums des Formteils in einem Schritt mit der Herstellung des Formteils in der Spritzgußform.
Bekanntlich muß der Anguß vom Formteil getrennt werden. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Anguß des Formteils mit Hilfe des Stempels vom Formteil getrennt.
Damit das Material im Blindkanal ausreichend plastisch ist, kann der Stempel oder die Sackbohrung beheizt werden, beispielsweise durch eine geeignete elektrische Heizvorrichtung.
Das erfindungsgemäße Spritzgußformwerkzeug zur Herstellung eines hohlen Formteils weist einen Blindkanal auf, der relativ nahe dem Formhohlraum der Spritzgußform mit dem Angußkanal verbunden ist. Der Boden des Blindkanals wird vom Stempel gebildet, der – wie erwähnt – von einem Kraftglied betätigt wird. Das Kraftglied ist zum Beispiel ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder. Beim Spritzen des Formteils füllt sich der Angußkanal und damit auch der Blindkanal mit plastischer Masse. Durch Einleiten von Gas unter Druck wird ein Innenbereich der plastischen Masse im Formhohlraum über den Angußkanal ausgeräumt, wodurch im Angußkanal ein mehr oder weniger langer hohler Kanal gebildet ist, der sich über die Blindbohrung hinaus erstreckt. Wird mit Hilfe des Stempels das Material aus dem Blindkanal in den Angußkanal hineingepreßt, wandert ein Teil des Materials in Richtung Formhohlraum und verschließt dessen Öffnung an der Verbindungsstelle zum Angußkanal. Auf diese Weise wird diese Öffnung vollständig abgeschlossen, sodaß auch nach Entnahme des Formteils und Abtrennung des Angusses der Formhohlraum flüssigkeitsdicht verschlossen bleibt.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die dem Angußkanal zugewandte Fläche des Stempels dem Formhohlraum zugeneigt. Auf diese Weise wird mehr Material in Richtung Formhohlraum gepreßt als in der entgegengesetzten Richtung in den übrigen Angußkanal hinein.
Der Stempel kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung als Schneid- oder Trennwerkzeug ausgebildet sein, um den Anguß vom Formteil zu trennen. Zu diesem Zweck kann in der Wandung des Angußkanals auf der dem Bindkanal gegenüberliegenden Seite eine zur Form des Stempels komplementären Ausnehmung geformt sein, in die der Stempel hineinverstellt wird, wenn er das Material aus dem Blindkanal herauspreßt und gegebenenfalls zusätzlich den Anguß abtrennt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt schematisch die Herstellung eines Formteils in einer Spritzgußform und nach dem Ausräumen eines mittleren Bereiches mit Hilfe von Gas.
2 zeigt die Anordnung nach 1 nach dem Zurückpressen eines Teils des ausgeräumten Materials in den Hohlraum des Formteils hinein.
In den 1 und 2 ist eine Spritzgußform bei 10 angedeutet. Sie besteht zum Beispiel aus zwei Formhälften, die wahlweise zusammengebracht werden, um einen Formhohlraum 12 zu bilden, oder auseinanderbewegt werden, um einen Formling zu entfernen. Der Formhohlraum 12 ist mit einem Angußkanal 14 in Verbindung, der zu einem Anguß 16 führt. Dieser steht in Verbindung zum Beispiel mit einem Extruder, von dem plastifizierter Kunststoff über den Anguß 16 in den Formhohlraum 12 eingespritzt wird. In 1 ist das eingespritzte Material mit 16 bezeichnet. Beim sog. Gasinnendruckverfahren wird Gas in den Formhohlraum 12 über eine sog. Gasnadel (nicht gezeigt) eingeleitet. Dies ist durch Pfeil 18 angedeutet. Dadurch wird teilweise plastifiziertes Material aus dem Formhohlraum 16 ausgeräumt und in den Angußkanal 14 zurückgedrückt. Dabei bildet sich ein Hohlraum 20 aus, der sich in dem Angußkanal 14 über einen hohlen Kanal 22 fort erstreckt.
Der Angußkanal 14 ist nahe dem Formhohlraum 12 mit einem Querkanal in Verbindung. Er wird abgeschlossen durch einen Stempel 26, sodaß ein Blindkanal 24 gebildet ist. Der Stempel 26 wird von einem Kraftglied betätigt und kann, wie in 2 gezeigt ist, in Richtung des Angußkanals 14 verstellt werden. Dies ist durch den Pfeil 28 angedeutet.
Der Blindkanal 24 kann mit Hilfe einer elektrischen Heizvorrichtung 30 erwärmt werden. Außerdem kann der Stempel 26 mit einer Heizpatrone 34 versehen werden, um den Stempel 26 auf eine höhere Temperatur zu bringen.
Beim Spritzgießen wird auch der Blindkanal 24 mit plastischer Masse 16 gefüllt. Wird der Stempel 26 betätigt, wie dies in 2 dargestellt ist, wird die plastische Masse aus dem Blindkanal 24 in Richtung Angußkanal 14 gepreßt und dadurch zu beiden Seiten des Blindkanals gefördert, wie dies bei 36 bzw. 38 angedeutet ist. Der Stempel 26 hat eine zum Formhohlraum 12 geneigte Stirnfläche 38, so daß bei seiner Betätigung mehr plastische Masse in Richtung Formhohlraum 20 gefördert wird als in der entgegengesetzten Richtung. Auf diese Weise entsteht in der Öffnung des Formlings, welche durch das Einleiten von Gas erzeugt wird, ein Stopfen 40 geformt, der die Öffnung vollständig verschließt.
Mit Hilfe des Stempels 26 kann auch der Anguß vom Formteil getrennt werden. Zu diesem Zweck kann der Angußkanal 14 auf der dem Blindkanal 24 gegenüberliegenden Wandung eine zum Stempel 26 komplementäre Ausnehmung 42 aufweisen (gestrichelt gezeichnet).
Alternativ kann der Anguß auf übliche Weise abgebrochen werden, zu welchem Zwecke eine Bruchstelle 44 im Anguß geformt wird.

Claims

Verfahren zum Spritzgießen von hohlen Formteilen aus Kunststoff, bei dem mindestens ein Hohlraum des Formteils durch Ausräumen eines Innenabschnitts der plastischen Masse im Formhohlraum einer Spritzgußform mittels Gasdruck über einen Angußkanal der Spritzgußform gebildet wird und danach die auf diese Weise gebildete Öffnung im Formteil verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß plastische Masse nach dem Ausräumen mittels eines kraftbetätigten Stempels aus einer mit dem Angußkanal verbundenen Blindkanal in den Angußkanal und teilweise in den Hohlraum zurückgepreßt wird, bevor das Formteil aus der Spritzgußform entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anguß des Formteils mit Hilfe des Stempels vom Formteil abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stempel und/oder Blindkanal beheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anguß des Formteils mit einer Bruchstelle geformt wird.
Spritzgußform zur Herstellung eines Formteils mit mindestens einem Hohlraum, mit einem einen Formhohlraum bildenden, vorzugsweise geteilten Formwerkzeug, das einen mit dem Formhohlraum verbundenen Angußkanal aufweist, über den plastische Formmasse in den Formhohlraum eingepreßt wird und einem Gaskanal, über den Gas unter Druck in den Formhohlraum eingeleitet werden kann zwecks Ausräumung eines inneren Abschnitts der plastischen Masse im Formhohlraum über den Angußkanal, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Angußkanal (14) in der Nähe des Formhohlraums (12) ein Blindkanal (24) geformt ist, dessen Boden von einem Stempel (26) gebildet ist und der Stempel (26) von einem Kraftglied in Richtung des Angußkanals (14) verstellbar ist.
Spritzgußform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Angußkanal (14) zugewandte Fläche (38) des Stempels (26) dem Formhohlraum (12) zugeneigt ist.
Spritzgußform nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (26) eine elektrische Heizvorrichtung (34) enthält.
Spritzgußform nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Blindkanal (24) eine elektrische Heizvorrichtung (30) zugeordnet ist.
Spritzgußform nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (26) als Schneid- oder Trennwerkzeug ausgebildet ist.
Spritzgußform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Angußkanals (14) auf der dem Blindkanal (24) gegenüberliegenden Seite eine zur Form des Stempels (26) komplementäre Ausnehmung (42) aufweist für die Aufnahme des zugeordneten Stempelabschnitts bei Verstellung des Stempels (26) in den Angußkanal (14) hinein.