DE19942153C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zweiteiligen Kunststoffgegenstandes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zweiteiligen KunststoffgegenstandesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer zweiteiligen Kunststoffanord
nung aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien in einer Form mit zwei Formhälften
sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung. Insbesondere bezieht sich die Erfin
dung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die einen sich linear bewegenden Form
wagen verwendet, um eine Kunststoffanordnung gleichzeitig zu formen und zu verbin
den.
Das US Patent 5,413,743 A lehrt ein Verfahren zur Herstellung einer zweiteiligen
Kopflampenanordnung unter Verwendung einer rotierenden Form. Die rotierende Form
verwendet zumindest zwei Formsätze (zwei Paare zueinander passender Formen) um
einen Kunststoffgegenstand herzustellen. Ein erster Formensatz wird dazu eingesetzt,
eine transparente Linse herzustellen. Ein zweiter Formensatz wird dazu verwendet,
einen Reflektor herzustellen, der mit der Linse zusammenpaßt. Die Linse wird an ei
nem ersten Ort auf der Rotationsform spritzgegossen. Der Reflektorabschnitt wird an
einem zweiten Ort in der Rotationsformanordnung gleichzeitig mit der Linse geformt.
Reflektor- und Linsen-Formsätze werden geöffnet und der Formabschnitt, der die
Linse enthält, wird mit dem Formabschnitt, der den Reflektor enthält, an einem dritten
Ort auf der Rotations-Formeinrichtung zusammengepaßt. Wenn Linse und Reflektor
zusammengebracht werden, bilden sie einen Hohlraum. Ein Kunststoffmaterial wird in
diesen Hohlraum eingespritzt, um Linse und Reflektor zu verbinden. Die im US Patent
5,413,743 A beschriebene Erfindung verwendet mindestens zwei getrennte Formsätze
(vier Formen), die eine Bewegung zwischen ihrer Formposition und ihrer Verbindungs
position voraussetzen. Diese Bewegung wird durch einen Rotationstisch bewirkt.
In der DE 44 17 979 C2 wird vorgeschlagen, zwei Teile eines Hohlkörpers getrennt
herzustellen und sodann eine Zwischenplatte zwischen den Spritzgußformen zu ent
fernen und diese Teile sodann durch einen weiteren Spritzgußschritt zu verbinden.
Die DE 41 26 041 C2 verbindet gleichzeitig zwei Hälften eines Hohlkörpers und gießt
Hohlkörperteile in einer karussellartigen Spritzgußanordnung. Die nachveröffentlichte
DE 199 25 435 A1 schlägt vor, in einer Formgleiteinspritzformgebungseinrichtung zweitei
lige Hohlkörper aus Kunststoff herzustellen.
Aus der JP 08034032 A ist es bekannt, zwei Hälften eines Kunststoff-Hohlkörpers
gleichzeitig, aber getrennt voneinander, in einem Spritzgießwerkzeug herzustellen.
Dabei werden zwei Körper in zwei verschiedenen Formnestern einer Spritzgußform
ausgeformt, sodann gemeinsam in ein weiteres Formnest der Spritzgußform überführt
und dort dann verschweißt. Dabei war es notwendig, beide Körper aus den
Formnestern, in denen sie gespritzt worden waren, auszuformen und sodann in eine
Verbindungsform zu überführen. Das Entformen ist ein aufwendiger, störanfälliger Pro
zeß.
Es ist erwünscht, eine Spritzgußvorrichtung zu verwenden, die beide Kunststoffgegen
stände spritzgießen und dann die Gegenstände unter Verwendung eines einzigen
Formensatzes verbinden kann. Dabei soll eine einzelne Spritzgußpresse eingesetzt
werden können, um die Gegenstände zu formen und sodann eine Verbindung dazwi
schen auszubilden. Bei jedem Zyklus der Formvorrichtung sollen sowohl Gegenstände
ausgeformt als auch eine Verbindung zwischen einem vorher geformten Paar Kunst
stoffgegenstände hergestellt werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Pa
tentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist also auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer
zweiteiligen Kunststoffanordnung aus einem einzelnen Formensatz mittels einer
Schrittabfolge gerichtet. Eine Formgebungsvorrichtung mit einer ersten Formhälfte, die
zwischen ersten und zweiten Positionen bewegbar ist und einer zweiten Formhälfte
wird für die Herstellung der Kunststoffartikel eingesetzt. Die erste Formhälfte besitzt
eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche. Die zweite Formhälfte besitzt eine
dritte Oberfläche und eine vierte Oberfläche. Die Vorrichtung bewegt die erste Form
hälfte in die erste Position und schließt. Die Vorrichtung bringt die ersten und zweiten
Formhälften zusammen, wodurch die ersten und dritten Vertiefungen einen ersten Ge
genstandshohlraum und die zweiten und vierten Vertiefungen einen zweiten Gegen
standshohlraum bilden. Ein erstes geschmolzenes Kunststoffmaterial wird in den er
sten Gegenstandshohlraum eingespritzt. Ein zweites Kunststoffmaterial wird in den
zweiten Gegenstandshohlraum eingespritzt. Nachdem das erste und zweite Material
abgekühlt sind, bilden sie einen entsprechenden ersten und zweiten Gegenstand. Die
Vorrichtung wird geöffnet und die erste Formhälfte in eine zweite Position bewegt. Die
Vorrichtung wird geschlossen und die erste Formhälfte positioniert den ersten Gegen
stand gegenüber dem zweiten Gegenstand und bildet dazwischen einen Gegen
standshohlraum. Ein drittes Kunststoffmaterial wird in den Gegenstandshohlraum ge
spritzt und verbindet den ersten und zweiten Gegenstand unter Ausbildung einer
Kunststoffanordnung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann gegebenenfalls weitere Vertiefungen umfas
sen, so daß ein zweites Paar erster und zweiter Gegenstände ausgebildet werden
kann, während ein erstes Paar der ersten und zweiten Gegenstände verbunden wird.
Diese zusätzlichen Vertiefungen nehmen geschmolzenes Kunststoffmaterial auf, um
ein weiteres Paar erster und zweiter Gegenstände auszuformen, während das erste
Paar der ersten und zweiten Artikel miteinander verbunden wird.
Die Erfindung kann unter Verwendung eines sich linear bewegenden Formschlittens
durchgeführt werden. Der Formschlitten umfaßt eine stationäre Form und eine linear
entlang einer Linie senkrecht zur Formschließbewegung bewegbaren Form. Der Form
schlitten ermöglicht es, daß ein einzelner Formensatz die ersten und zweiten Gegen
stände formen und die geformten Gegenstände im Formensatz rückhalten kann, wenn
die erste Formhälfte zwischen einer ersten und zweiten Position bewegt wird. Die er
sten und zweiten Gegenstände werden zusammengebracht und verbunden, während
die erste Formhälfte in die zweite Position bewegt wird. Erfindungsgemäß wird das
Ausformen und Verbinden einer zweiteiligen Kunststoffanordnung unter Verwendung
einer einzelnen Kunststoffspritzeinrichtung und einem Paar gegenüberliegender For
men (Formsätze) ermöglicht. Ein vollständig geformter Gegenstand wird bei jedem
Zyklus der Formgebungsvorrichtung hergestellt.
Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den
Fachmann bei der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausfüh
rungsbeispiele, auf die die Erfindung keineswegs beschränkt ist, anhand der beglei
tenden Zeichnung erläutert sind. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht eines Querschnitts durch einen Formschlitten in der geöffneten er
sten Position;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten Form in der ersten geschlos
senen Position;
Fig. 3 eine Ansicht eines Querschnitts der in Fig. 1 dargestellten Form in der geöffne
ten ersten Position mit Linse und Reflektor auf den Formhälften;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten Form in der geöffneten
zweiten Position;
Fig. 5 eine Ansicht eines Querschnitts der in Fig. 1 dargestellten Form in geschlosse
ner zweiter Position, wobei ein Verbindungsmaterial zwischen Linse und Reflektor inji
ziert und ein weiteres Linsen-/Reflektorpaar geformt wird;
Fig. 6 eine Ansicht eines Querschnitts der in Fig. 1 gezeigten Form beim Entfernen der
vervollständigten Lampenanordnung und bei der Vorbereitung für das Verbinden eine
weitere Linse/Reflektor;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die stationäre Form;
Fig. 8 eine Draufsicht auf den bewegbaren Formschlitten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Herstellung von Linsen-/Reflektorkompo
nenten beschrieben werden. Dabei wird auch eine Vorrichtung mit einem Formschlitten
erläutert, der zwei Teile - Vertiefungen - besitzt, es kann aber auch erfindungsgemäß
eine Formvorrichtung mit einem einzelnen Paar Vertiefungen eingesetzt werden.
In Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm dargestellt, das die verschiedenen Herstel
lungsschritte gemäß der Erfindung erläutert. Eine Formanordnung wird dazu verwen
det, eine Linsen-/Reflektoranordnung herzustellen. Die Formspritzpresse und ent
sprechende Ausrüstung sind aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt. Die Anordnung
10 umfaßt ein Paar gegenüberliegender Formhälften 12, 14. Die als "Formen" und
"Formteile" bezeichneten werden manchmal auch als Formen oder Formensätze be
zeichnet. Die Formhälfte 12 besitzt zwei Vertiefungen 16, 18 und einen Kern 20. Die
Formhälfte 14 besitzt zwei Vertiefungen 22, 24 und zwei Kerne 26, 28.
Die Formhälften 12, 14 sind zwischen geöffneter und geschlossener Position, wie in
den Fig. 1 und 2 gezeigt, betreibbar. Die Formhälfte 14 wird allgemein in Richtung der
Formhälfte 12 bewegt, um die Formen zu schließen. Die Vertiefung 16 und der Kern 26
passen aufeinander unter Herstellung eines ersten Gegenstandshohlraums 30 dazwi
schen, falls die Formhälften 12, 14 in die geschlossene erste Position, wie in Fig. 2 ge
zeigt, bewegt werden. Die Vertiefung 22 und der Kern 20 passen aufeinander unter
Ausbildung eines zweiten Gegenstandshohlraums 32. Es ist eine Automobillinse dar
gestellt, die im ersten Gegenstandshohlraum 30 hergestellt ist sowie ein dazu passen
der Reflektor, der im zweiten Gegenstandshohlraum 32 hergestellt ist. Ein klares ge
schmolzenes Kunststoffmaterial wird in den ersten Gegenstandshohlraum 30 durch
einen Harzeinlaß 34 eingespritzt. Ein opakes geschmolzenes Kunststoffmaterial wird in
den zweiten Gegenstandshohlraum 32 durch einen Harzeinlaß 36 injiziert. Das klare
und opake Kunststoffmaterial können nacheinander oder gleichzeitig injiziert werden.
Das klare Kunststoffmaterial verfestigt sich unter Ausbildung einer Linse 38 und das
opake Kunststoffmaterial verfestigt sich unter Ausbildung eines Reflektors 40.
Die Formhälften 12, 14 werden dann in die geöffnete Position, wie in Fig. 3 gezeigt,
bewegt. Die Linse 38 wird in der Vertiefung 16 zurückgehalten und der Reflektor 40 in
der Vertiefung 22. Die Form des Gegenstandes und der Vertiefungen schaffen ein aus
reichendes Rückhaltevermögen, damit geformte Gegenstände wiederholt in den Form
vertiefungen zurückgehalten werden können. Die Formhälfte 12 wird sodann in die
zweite Position, wie in Fig. 4 gezeigt, bewegt (gefahren). Die Fahrbewegung verläuft
allgemein linear in einer senkrecht zur Öffnungs-/Schließachse der Formhälften 12, 14
verlaufenden Ebene. Die Formhälfte 14 kann durch mechanische, elektrische, hydrau
lische oder pneumatische Mittel eingesetzt werden. Hydraulische Betätigungseinrich
tungen sind bei Spritzgußmaschinen am häufigsten.
Die Formhälften 12, 14 werden sodann, wie in Fig. 5 gezeigt, zusammengebracht. Die
Linse 38 paßt auf den Reflektor 40 unter Ausbildung eines Verbindungshohlraums 42
dazwischen. Der Verbindungshohlraum wird allgemein durch den peripheren Abschnitt
der Linse 38, den Reflektor 40 und die Formhälfte 12 begrenzt. Linse 38 und Reflektor
40 werden durch ein geschmolzenes Kunststoffmaterial, das durch den Kunststoffein
laß 44 injiziert wird, verbunden. Das durch den Harzeinlaß 44 injizierte Kunststoffmate
rial ist mit den klaren und opaken Kunststoffmaterialien kompatibel. Der Kunststoff ver
schmilzt zwischen Linse 38 und Reflektor 40 unter Verbindung der Gegenstände zu
einer Lampenanordnung 46.
Das Verfahren umfaßt gegebenenfalls den Schritt der Ausbildung eines zweiten Lin
sen-/Reflektorpaares während des Verbindungsschrittes. Die Formhälfte 12 umfaßt
einen dritten Gegenstandshohlraum 48 zwischen dem Reflektor-Kern 20 und der Re
flektor-Vertiefung 24 und einen vierten Gegenstandshohlraum 50 zwischen dem Lin
senkern 28 und der Linsenvertiefung 18, wenn die Formhälfte 14 sich in die geschlos
sene zweite Position bewegt. Das klare Kunststoffmaterial wird durch den Harzeinlaß
52 unter Ausbildung einer zweiten Linse 54 injiziert. Das opake Kunststoffmaterial wird
durch den Harzeinlaß 56 unter Ausbildung eines zweiten Reflektors 58 injiziert. Die
zweite Linse 54 und Reflektor 58 werden während des Verbindungsschrittes herge
stellt.
Die Formhälfte 14 wird in eine geöffnete Position bewegt und die fertige Lampenan
ordnung 46 aus den Formhälften 12, 14 entformt. Eine Ausstoßvorrichtung (nicht ge
zeigt) kann die Entfernung der Lampenanordnung 46 unterstützen. Die zweite Linse 54
und der zweite Reflektor 58 verbleiben in den Formhälften 12, 14, wie gezeigt, und
werden verbunden, falls die Formhälfte 14 in die geschlossene erste Position bewegt
wird. So kann jeder Zyklus der Formoperationen gleichzeitig ein erstes Linsen-/Re
flektorpaar ausbilden und ein zweites Linsen-/Reflektorpaar verbinden.
In Fig. 7 ist die stationäre Formhälfte 14 dargestellt. Die Formhälfte 14 formt das linke
und rechte Linsen-/Reflektorteil. In Fig. 8 ist die bewegbare schlittenartige Formhälfte
12 in der ersten Position gezeigt. Formhälfte 12 bewegt sich entlang der Leiteinrich
tungen 60. Die verschiebbare Formhälfte 12 umfaßt Mittel (nicht gezeigt) zum Entfor
men der geformten Gegenstände aus der Formhälfte 12.
Die Erfindung wurde anhand eines Verfahrens und Vorrichtung zur Herstellung einer
Automobil-Linsen-/Reflektoranordnung unter Berücksichtigung der Zeichnung und
speziellen Beschreibung erläutert. Dem Fachmann ist aber ersichtlich, daß jegliche
Kunststoffteile, die geformt und verbunden werden müssen, durch das beschriebene
Verfahren und Vorrichtung hergestellt werden können. Demzufolge können, obwohl die
Erfindung unter Verwendung verschiedener Typen Kunststoffmaterialien beschrieben
wurde, gleiche oder unterschiedliche Kunststoffmaterialien für jeden Teil des Formver
fahrens eingesetzt werden. Ferner sind verschiedenste Anpassungen oder Abände
rungen von Verfahren und Vorrichtung innerhalb des Schutzumfangs der begleitenden
Ansprüche möglich, wie sie dem Fachmann geläufig sind.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung einer zweiteiligen Kunststoffanordnung aus unter
schiedlichen Kunststoffmaterialien in einer Form mit zwei Formhälften (12, 14),
durch:
Gleichzeitiges Injizieren eines ersten und zweiten Kunststoffmaterials in einen ersten Formhohlraum (30) zwischen einem Kern (26) und einer Vertiefung (16) und einem zweiten Formhohlraum (32) zwischen einem Kern (20) und einer Vertiefung (22);
Abkühlen der beiden Kunststoffgegenstände;
Öffnen der Form;
geradliniges Verschieben der Formhälften (12, 14) unter Übereinanderlegen der beiden Kunststoffgegenstände und
gleichzeitiges:
Einspritzen eines Verbindungsmaterials zwischen die Kunststoffgegenstände in den Vertiefungen (22) und (16); Einspritzen eines ersten Kunststoffmaterials in einen vierten Gegenstandshohlraum (50) zwischen dem Kern (28) und der Vertiefung (18) und eines zweiten Kunststoffmaterials in einen dritten Gegenstandshohlraum (48) zwischen dem Kern (20) und einer Vertiefung (24);
Entformen der zweiteiligen Kunststoffanordnung
und
ggf. Wiederholen der Verfahrensschritte.
Gleichzeitiges Injizieren eines ersten und zweiten Kunststoffmaterials in einen ersten Formhohlraum (30) zwischen einem Kern (26) und einer Vertiefung (16) und einem zweiten Formhohlraum (32) zwischen einem Kern (20) und einer Vertiefung (22);
Abkühlen der beiden Kunststoffgegenstände;
Öffnen der Form;
geradliniges Verschieben der Formhälften (12, 14) unter Übereinanderlegen der beiden Kunststoffgegenstände und
gleichzeitiges:
Einspritzen eines Verbindungsmaterials zwischen die Kunststoffgegenstände in den Vertiefungen (22) und (16); Einspritzen eines ersten Kunststoffmaterials in einen vierten Gegenstandshohlraum (50) zwischen dem Kern (28) und der Vertiefung (18) und eines zweiten Kunststoffmaterials in einen dritten Gegenstandshohlraum (48) zwischen dem Kern (20) und einer Vertiefung (24);
Entformen der zweiteiligen Kunststoffanordnung
und
ggf. Wiederholen der Verfahrensschritte.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung zwi
schen den ersten und zweiten Positionen senkrecht zur Öffnungs- und Schließbe
wegung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste,
zweite und drifte Kunststoffmaterial durch die zweite Formhälfte injiziert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Duplikat des
ersten Gegenstandes und das Duplikat des zweiten Gegenstandes während des
dritten Kunststoffinjektionsschrittes ausgebildet werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste, zweite und dritte Kunststoffmaterial verschieden sind.
6. Vorrichtung zur Herstellung einer zweiteiligen Kunststoffanordnung (10) zur
Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche bestehend aus zwei
gegeneinander linear beweglichen Formhälften (12, 14); wobei:
die erste Formhälfte (12) eine erste Vertiefung (16) und eine zweite Vertiefung (18) aufweist, die zweite Formhälfte (14) eine dritte (22) und vierte (24) Vertiefung auf weist, und die erste und dritte Vertiefung (16, 22) einen ersten Gegenstandshohl raum (30) und die zweite (18) und vierte (24) Vertiefung einen zweiten Gegen standshohlraum (32) definieren, wenn die erst Formhälfte (12) sich in der ersten Position befindet;
sowie angeordneten
Einlässen (34, 52) für den das erste Kunststoffmaterial zum ersten Gegenstandshohl raum (30) und vierten Gegenstandshohlraum (50)
Einlässen (36, 56) für das zweite Kunststoffmaterial zum zweiten Gegenstandshohl raum (30) und
einen dritten Harzeinlaß (44) zum Verbindungshohlraum (42).
die erste Formhälfte (12) eine erste Vertiefung (16) und eine zweite Vertiefung (18) aufweist, die zweite Formhälfte (14) eine dritte (22) und vierte (24) Vertiefung auf weist, und die erste und dritte Vertiefung (16, 22) einen ersten Gegenstandshohl raum (30) und die zweite (18) und vierte (24) Vertiefung einen zweiten Gegen standshohlraum (32) definieren, wenn die erst Formhälfte (12) sich in der ersten Position befindet;
sowie angeordneten
Einlässen (34, 52) für den das erste Kunststoffmaterial zum ersten Gegenstandshohl raum (30) und vierten Gegenstandshohlraum (50)
Einlässen (36, 56) für das zweite Kunststoffmaterial zum zweiten Gegenstandshohl raum (30) und
einen dritten Harzeinlaß (44) zum Verbindungshohlraum (42).
7. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Form (12)
ein Formschlitten ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung
zwischen den ersten und zweiten Positionen senkrecht zur Öffnungs- und Schließ
bewegung ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Form
hälfte (14) stationär ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzein
lässe (34, 52, 36, 56, 44) durch die zweite Formhälfte (14) verlaufen.
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