DE102005017222A1

DE102005017222A1 - Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von mehrschichtigen flächigen Bauteilen

Info

Publication number: DE102005017222A1
Application number: DE200510017222
Authority: DE
Inventors: Michael Conze
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2006-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von mehrschichtigen flächigen Bauteilen, umfassend eine drehbar gelagerte erste Formhälfte (1), die mit beweglich gelagerten Halteorganen (5) zum Festhalten des gespritzten einschichtigen Formlings (9) versehen ist, eine zweite Formhälfte (3), die der ersten Formhälfte (1) in einer ersten Drehstellung gegenüberliegend abstandsveränderlich angeordnet und mit einer Düse (4) zum Einspritzen einer ersten Kunststoff-Komponente versehen ist, eine dritte Formhälfte (7), die der ersten Formhälfte (1) in einer zweiten Drehstellung gegenüberliegend abstandsveränderlich angeordnet ist und mit einer Düse (8) zum Einspritzen einer zweiten Kunststoff-Komponente (10) versehen ist, und mit Einrichtungen zum gesteuerten rotatorischen bzw. translatorischen Bewegen der drei Formhälften (1, 3, 7). Die in der Trennebene der ersten Formhälfte (1) verschiebbar angeordneten Halteorgane (5) sind in eine wirksame Stellung vorgespannt, in der sie den Rand des gespritzten einschichtigen Formlings (9) übergreifen, und sie sind in eine unwirksame Stellung verlagerbar, in der sie den Rand des gespritzten einschichtigen Formlings freigeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von mehrschichtigen flächigen Bauteilen umfassend eine drehbar gelagerte erste Formhälfte, die mit beweglich gelagerten Halteorganen zum Festhalten des gespritzten einschichtigen Formlings versehen ist, eine zweite Formhälfte, die der ersten Formhälfte in einer ersten Drehstellung gegenüberliegend abstandsveränderlich angeordnet und mit einer Düse zum Einspritzen einer ersten Kunststoff-Komponente versehen ist, eine dritte Formhälfte, die der ersten Formhälfte in einer zweiten Drehstellung gegenüberliegend abstandsveränderlich angeordnet ist und mit einer Düse zum Einspritzen einer zweiten Kunststoff-Komponente versehen ist, und mit Einrichtungen zum gesteuerten rotatorischen bzw. translatorischen Bewegen der drei Formhälften.

Bei der Herstellung eines mehrschichtigen flächigen Bauteils mit einem solchen Spritzgießwerkzeug wird zunächst die zweite Formhälfte an der ersten Formhälfte zur Anlage gebracht und in den geschlossenen Formhohlraum wird sodann eine erste Kunststoff-Komponente eingespritzt. Nach dem Erstarren der Kunststoff-Komponente wird die zweite Formhälfte abgehoben bzw. zurückgezogen, und die erste Formhälfte wird zusammen mit dem flächigen einschichtigen Formling verdreht und zum Spritzgießen der zweiten Kunststoff-Komponente mit der dritten Formhälfte in Eingriff gebracht. Während dieses Drehvorgangs besteht die Gefahr, daß der gespritzte einschichtige Formling aus der offenen ersten Formhälfte herausfällt. Beim Stand der Technik wird dies dadurch verhindert, daß mit den in der ersten Formhälfte beweglich gelagerten Halteorganen auf den gespritzten Formling eine seitliche Klemmkraft ausgeübt wird. Das Aufbringen einer solchen seitlichen Klemmkraft auf den noch warmen und plastisch verformbaren Formling ist aber nachteilhaft, weil dadurch in dem erkalteten Bauteil sehr hohe Spannungen entstehen, die zu einer Rißbildung führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Spritzgießwerkzeug dahingehend weiterzubilden, daß die verschiebbaren Halteorgane den gespritzten einschichtigen Formling beim Verdrehen der ersten Formhälfte gegen ein Herausfallen schützen, ohne dabei jedoch auf diesen eine Klemmkraft auszuüben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Halteorgane in der Trennebene der ersten Formhälfte verschiebbar angeordnet und in eine wirksame Stellung vorgespannt sind, in der sie den Rand des gespritzten einschichtigen Formlings übergreifen, und in eine unwirksame Stellung verlagerbar sind, in der sie den Rand des gespritzten einschichtigen Formlings freigeben.

Durch diese Ausbildung der Halteorgane wird der gespritzte Formling nicht wie beim Stand der Technik kraftschlüssig, sonder formschlüssig festgehalten. Beim Einspritzen der zweiten Kunststoff-Komponente werden die Halteorgane unter dem Druck der Schmelze zurückgedrängt, so daß die Schmelze den von der ersten und der dritten Formhälfte gebildeten Formhohlraum vollständig ausfüllen kann und mit dem von der ersten Komponente gebildeten Formling bündig abschließt.

Die Halteorgane sind vorzugsweise pneumatisch in die wirksame Stellung vorgespannt. Dabei ist die pneumatische Vorspannung zweckmäßiger Weise steuerbar. Dies ermöglicht eine Aufhebung der Vorspannkraft nach dem Schließen der ersten und dritten Formhälte, so daß die Halteorgane unter dem Druck der eingespritzten zweiten Kunststoff-Komponente zuverlässig in die unwirksame Stellung verdrängt werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
1 einen schematischen horizontalen Schnitt durch ein Spritzgießwerkzeug,
2 in größerem Maßstab einen Ausschnitt des Spritzgießwerkzeugs in einer ersten Herstellungsstufe und
3 eine Darstellung ähnlich wie 2 in einer zweiten Herstellungsstufe.
Ein in 1 gezeigtes Spritzgießwerkzeug umfaßt eine erste Formhälfte 1, die um eine vertikale Achse 2 verdrehbar ist. Zu diesem Zweck kann die erste Formhälfte 1 auf einem (nicht gezeigten) Drehtisch angeordnet sein, dem eine Antriebseinrichtung zugeordnet ist. In 1 ist die erste Formhälfte 1 in zwei um 180° zueinander verdrehten Stellungen gezeigt. In der linken Bildhälfte von 1 befindet sich die erste Formhälfte 1 in ihrer ersten Drehstellung, in der sie mit einer zweiten Formhälfte 3 zusammenarbeiten kann. Die zweite Formhälfte 3 ist gegenüber der ersten Formhälfte 1 abstandsveränderlich angeordnet. Zu diesem Zweck ist der zweiten Formhälfte 3 eine (nicht gezeigte) Antriebseinrichtung zugeordnet, die eine horizontale Bewegung ermöglicht. Die zweite Formhälfte 3 ist mit einer Düse 4 zum Einspritzen einer ersten Kunststoff-Komponente versehen. Im geschlossenen Zustand begrenzen die erste und die zweite Formhälfte 1, 3 einen Formhohlraum, der einer ebenen Platte mit einem umlaufenden Flansch entspricht. In der Trennebene der ersten Formhälfte 1 sind Nuten ausgebildet, in denen Halteorgane 5 verschiebbar gelagert sind, die nachfolgend als Schieber bezeichnet werden. Die Schieber 5 können zwei Endstellungen einnehmen. In der ersten Endstellung, nachfolgend wirksame Stellung genannt, ragen die Schieber 5 nach innen über den Umfang des Formhohlraums hinaus, so daß sie am Umfang der geschlossenen zweiten Formhälfte 3 zur Anlage kommen. In der zweiten Endstellung, nachfolgend unwirksame Stellung genannte, schließen die Schieber 5 mit der Umfangsfläche des Formhohlraums bündig ab. Die Schieber 5 sind in die wirksame Stellung vorgespannt. In der Zeichnung sind diese Vorspannmittel als Druckfedern 6 dargestellt. In der Praxis sind jedoch pneumatische Vorspannmittel vorzuziehen, die über (nicht gezeigte) Ventile wahlweise mit einer Druckgasquelle oder mit der Atmosphäre verbindbar sind. Diesen Ventilen sind zweckmäßigerweise steuerbare Antriebseinrichtungen zugeordnet.
In seiner in der rechten Bildhälfte von 1 gezeigten Drehstellung liegt die erste Formhälfte 1 einer dritten Formhälfte 7 gegenüber. Die dritte Formhälfte 7 ist gegenüber der ersten Formhälfte 1 abstandsveränderlich angeordnet. Zu diesem Zweck ist der dritten Formhälfte 7 eine (nicht gezeigte) Antriebseinrichtung zugeordnet, die eine horizontale Bewegung ermöglicht. Die dritte Formhälfte 7 ist mit einer Düse 8 zum Einspritzen einer zweiten Kunststoff-Komponente versehen.
Es ist eine (nicht gezeigte) Steuereinheit vorhanden, um die Antriebseinrichtungen für die rotatorische bzw. translatorische Bewegung der ersten, zweiten und dritten Formhälfte 1, 3, 7 und der den pneumatischen Vorspannmitteln 6 zugeordneten Ventile zu synchronisieren. Mit dieser Steuereinheit können auch die den Düsen 4 und 8 der zweiten und dritten Formhälfte 3 und 7 zugeordneten (nicht gezeigten) Ventile gesteuert werden.
Nachfolgend wird die Herstellung eines mehrschichtigen flächigen Bauteils mit dem vorstehend beschriebenen Spritzgießwerkzeug näher erläutert.
Wenn sich die erste Formhälfte 1 in ihrer in 1 in der linken Bildhälfte gezeigten Drehstellung befindet, wird die zweite Formhälfte 3 zugestellt, um einen Formhohlraum zu begrenzen. Die pneumatischen Vorspannmittel werden über die zugeordneten Ventile mit der Druckgasquelle verbunden, so daß die Schieber 5 an der zweiten Formhälfte 3 anliegen, wie dies in 2 gezeigt ist. Daraufhin wird durch die Düse 4 der zweiten Formhälfte 3 eine erste Kunststoff-Komponente in den Formhohlraum eingespritzt, so daß ein einschichtiger Formling 9 gebildet wird. Nach dem Erstarren des Formlings 9 wird die Form geöffnet, d. h. die zweite Formhälfte 3 wird zurückgezogen, und die erste Formhälfte 1 wird um 180° in die in 1 in der rechten Bildhälfte gezeigte Stellung verdreht. Da die Schieber 5 die freiliegende Randfläche des Formlings 9 übergreifen, kann dieser beim Verdrehen der ersten Formhälfte 1 nicht aus dieser herausfallen. Wegen der formschlüssigen Festlegung des Formlings 9 in der ersten Formhälfte 1 werden keine Kräfte auf den Formling ausgeübt, die zu inneren Spannungen führen könnten. Nachdem die erste Formhälfte 1 ihre in der rechten Bildhälfte von 1 gezeigte Stellung erreicht hat, wird die dritte Formhälfte 7 zugestellt, um mit dem einschichtigen Formling einen Formhohlraum zu begrenzen. Daraufhin werden die den pneumatischen Vorspannmitteln 6 zugeordneten Ventile mit der Atmosphäre verbunden, und durch die Düse 8 der dritten Formhälfte 7 wird eine zweite Kunststoff-Komponente eingespritzt. Unter dem von der zweiten Kunststoff-Komponente 10 ausgeübten Druck werden die Schieber 5 in ihre unwirksame Stellung verschoben, wie dies in 3 dargestellt ist. Die zweite Kunststoff-Komponente 10 bedeckt den Boden, den Flansch und den Rand des von der ersten Kunststoff-Komponente gebildeten Formlings 9. Nach dem Erstarren der zweiten Kunststoff-Komponente 10 wird die Form durch Zurückfahren der dritten Formhälfte 7 geöffnet, und das zweischichtige Bauteil wird aus der ersten Formhälfte 1 entnommen. Zu diesem Zweck kann der ersten Formhälfte 1 ein (nicht gezeigter) Auswerfer zugeordnet sein.
Bei den durch die Düsen 4 bzw. 8 eingespritzten Kunststoff-Komponenten kann es sich um unterschiedliche Materialien handeln, so daß die beiden Schichten des mit dem Spritzgießwerkzeug erzeugten Bauteils unterschiedliche Eigenschaften haben. Beispielsweise ist es möglich, ein Bauteil herzustellen, dessen äußere Schicht durchsichtig und dessen innere Schicht undurchsichtig ist.

1: erste Formhälfte
2: Drehachse von 1
3: zweite Formhälfte
4: Düse von 3
5: Halteorgane, Schieber
6: Druckfedern, pneumatische Vorspannmittel
7: dritte Formhälfte
8: Düse von 7
9: Formling
10: zweite Kunststoff-Komponente

Claims

Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von mehrschichtigen flächigen Bauteilen umfassend eine drehbar gelagerte erste Formhälfte (1), die mit beweglich gelagerten Halteorganen (5) zum Festhalten des gespritzten einschichtigen Formlings (9) versehen ist, eine zweite Formhälfte (3), die der ersten Formhälfte (1) in einer ersten Drehstellung gegenüberliegend abstandsveränderlich angeordnet und mit einer Düse (4) zum Einspritzen einer ersten Kunststoff-Komponente versehen ist, eine dritte Formhälfte (7), die der ersten Formhälfte (1) in einer zweiten Drehstellung gegenüberliegend abstandsveränderlich angeordnet ist und mit einer Düse (8) zum Einspritzen einer zweiten Kunststoff-Komponente (10) versehen ist, und mit Einrichtungen zum gesteuerten rotatorischen bzw. translatorischen Bewegen der drei Formhälften (1, 3, 7), dadurch gekennzeichnet, daß die Halteorgane (5) in der Trennebene der ersten Formhälfte (1) verschiebbar angeordnet und in eine wirksame Stellung vorgespannt sind, in der sie den Rand des gespritzten einschichtigen Formlings (9) übergreifen, und in eine unwirksame Stellung verlagerbar sind, in der sie den Rand des gespritzten einschichtigen Formlings freigeben.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteorgane (5) pneumatisch in die wirksame Stellung vorgespannt sind.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Vorspannung der Halteorgane (5) steuerbar ist.