DE102007015216B4

DE102007015216B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus mindestens zwei Schichten Kunststoff

Info

Publication number: DE102007015216B4
Application number: DE102007015216.9A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Pme Fluidtec De GmbH
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: DE102007015216A1

Abstract

Hohlkörperherstellungsvorrichtung für einen Hohlkörper aus mindestens zwei Schichten Kunststoffmit einer Spritzgießform (1), welche ausgebildet ist, mit einer Spritzgießmaschine verbunden zu werden,mit einer Haupt- und mindestens einer Nebenkavität (4, 5, 6) der Spritzgießform (1),mit einem Sperrschieber (7, 8) zwischen der Haupt- und der Nebenkavität (4, 5, 6),mit einem ersten Einlass (2), durch welchen eine erste Kunststoffschmelze in die Spritzgießform (1) eingeleitet wird,mit einem Fluid-Injektor, durch welchen ein Fluid eingeleitet wird und das Fluid dabei Kunststoffschmelze in der Spritzgießform (1) verdrängt und einen Hohlraum im Hohlkörper ausformt,dadurch gekennzeichnet,dass sie mit einem zweiten Einlass (3) ausgestattet ist, durch welchen eine zweite Kunststoffschmelze in die Spritzgießform (1) eingeleitet wird, dass in der Nebenkavität (5, 6) ein Konturschieber (13, 16) angeordnet ist, dass der Konturschieber (13, 16) aus mindestens zwei Konturschieberelementen (14, 15, 17, 18) besteht,- welche in Schließstellung eine Kontur der Nebenkavität (5, 6) am Übergang von der Hauptkavität (4) zur Nebenkavität (5, 6) bilden, dabei eine aus dem zweiten Kunststoff bestehende Stirnseite (22, 23, 30) des Hohlkörpers sowie einen unmittelbar daran anschließenden Bereich formen, wobei der Konturschieber (13, 16) in Schließstellung den Querschnitt der Haupt- und/oder Nebenkavität (4, 5, 6) reduziert ohne den Querschnitt vollständig zu schließen,- und welche in geöffneter Stellung einen Freiraum für das Verschieben des Sperrschiebers (7, 8) einräumen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und von einem Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus mindestens zwei Schichten Kunststoff nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 6 und 10.
Bei derartigen Vorrichtungen und Verfahren wird zunächst eine erste flüssige Kunststoffschmelze durch einen ersten Einlass in die Spritzgießform eingefüllt. Anschließend wird in die noch flüssige erste Kunststoffschmelze durch einen zweiten Einlass die flüssige Schmelze eines zweiten Kunststoffs in die Spritzgießform eingeleitet. Dadurch wird ein Hohlraum in der ersten Kunststoffschmelze gebildet, welcher durch die zweite Kunststoffschmelze ausgefüllt wird. Schließlich wird durch einen Fluid-Injektor in die Spritzgießform eine Flüssigkeit oder ein Gas unter Druck eingeleitet, wodurch ein Hohlraum in der zweiten Kunststoffschmelze ausgebildet wird. Wird als Fluid eine Flüssigkeit verwendet, so führt das Einleiten des Fluids in die Kunststoffschmelze gleichzeitig zu einem Abkühlen und Erstarren der Schmelze. Die Flüssigkeit kann anschließend mit einem Gas aus dem Hohlraum des Bauteils ausgeblasen werden. Wird dagegen als Fluid ein Gas verwendet, so kann anschließend an das Gas eine Kühlflüssigkeit in die Spritzgießform eingeleitet werden, um die Kunststoffschmelze abzukühlen und erstarren zu lassen.
Der erste Kunststoff, dessen Schmelze zuerst in die Spritzgießform eingeleitet wird, bildet die äußere Schicht des Hohlkörpers. Der zweite Kunststoff, dessen Schmelze anschließend in die Schmelze des ersten Kunststoffs eingespritzt wird, bildet die innere Schicht des Hohlkörpers. Der erste und zweite Kunststoff können verschieden oder identisch sein. Je nach Anwendung können auch mehr als zwei Kunststoffe nacheinander in die Spritzgießform eingeleitet werden, so dass der Hohlkörper aus einer Anzahl von Schichten besteht, die der Anzahl der Kunststoffe entspricht.
Bei einer ersten Variante des Verfahrens sind die Volumina der in das Werkzeug eingeleiteten Kunststoffschmelzen und des Fluids so gewählt, dass das Fluid gerade ausreicht, um den Hohlraum des Bauteils auszuformen, wobei die Kunststoffschmelzen bis auf den Hohlraum das Werkzeug ausfüllen. Das Werkzeug entspricht der Spritzgießform. Bei einer zweiten Variante, dem Masserückdrückverfahren, wird zunächst die erste Kunststoffschmelze durch einen ersten Einlass in das Werkzeug eingeleitet und beim anschließenden Einleiten der zweiten Kunststoffschmelze durch einen Auslass zumindest teilweise aus dem Werkzeug wieder herausgedrückt. Einlass und Auslass sind dabei über einen Heißkanal miteinander verbunden und separat steuerbar, so dass die erste Kunststoffschmelze über den Heißkanal zurück in die Spritzgießmaschine gelangen kann. Entsprechendes gilt für die zweite Kunststoffschmelze und das Fluid. Bei einer dritten Variante des Verfahrens wird zunächst die erste Kunststoffschmelze in die Hauptkavität eingeleitet. Beim Einleiten der zweiten Kunststoffschmelze wird die überschüssige erste Kunststoffschmelze in eine Nebenkavität verdrängt. Schließlich wird das Fluid mit Druck in das Werkzeug gefördert und die überschüssige zweite Kunststoffschmelze in dieselbe oder eine andere Nebenkavität gedrückt. Haupt- und Nebenkavitäten können durch einen Verschluss oder Schieber voneinander getrennt sein. Die Kunststoffschmelzen können in der oder den Nebenkavitäten entweder ein weiteres Bauteil ausbilden oder als Überschuss entnommen werden. Kombinationen der drei Varianten im Bezug auf die erste und zweite Kunststoffschmelze sind möglich.
Nach dem Abkühlen und Erstarren der Kunststoffschmelze wird die Spritzgießform geöffnet und das geformte Bauteil entnommen. Nach dem Schließen der Spritzgießform kann der Zyklus erneut beginnen.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus mindestens zwei Schichten Kunststoff wird als Sandwich-Verfahren bezeichnet. Es eignet sich insbesondere zur Ausnutzung unterschiedlicher Eigenschaften einer äußeren und einer inneren Schicht eines Bauteils, zur Erzielung einer höheren Stabilität des Bauteils und bei Kunststoffen, welche für den Kontakt mit dem Fluid nicht geeignet sind.
Derartige Hohlkörper werden unter anderem als Medienleitung zum Transport unterschiedlichster, meist flüssiger oder gasförmiger Medien verwendet. Sie können beispielsweise als rohrartige Hohlkörper ausgestaltet sein und zusätzliche Anschlüsse und Funktionselemente enthalten. Ein Beispiel stellen Kühlwasserschläuche und -rohre im Automobilbereich dar. Die dabei eingesetzten Kunststoffe müssen hohe Anforderungen erfüllen. Sie müssen dauerhaft stabil im Hinblick auf die sie durchfließenden Substanzen sein. Dabei sollten sie nicht von den sie durchströmenden Medien angegriffen werden. Ein Abtrag von Partikeln ihrer Oberfläche muss verhindert werden. Ferner müssen sie temperaturstabil sein um den Temperaturschwankungen am Einsatzort standzuhalten.
Bei dauerhaftem Einsatz derartiger Hohlkörper hat es sich gezeigt, dass die Stirnseite des Hohlkörpers, welche von der durch den Hohlkörper geleiteten Substanz umströmt wird, beschädigt wird. Dies gilt insbesondere für den Kunststoff, der die Außenseite des Hohlkörpers bildet. Dieser ist zumeist nicht geeignet um einem Kontakt mit der betreffenden Substanz über einen längeren Zeitraum standzuhalten. Aus dem Stand der Technik sind Spritzgießvorrichtungen und Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus einer Kunststoffschmelze oder zur Herstellung eines aus mehreren Abschnitten bestehenden Hohlkörpers aus mehreren Kunststoffschmelzen im Spritzgussverfahren bekannt, welche unter anderem als Medienleitungen eingesetzt werden.
Die GB 2 260 932 A offenbart eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kunstharzformteils aus einer einzigen Kunststoffschmelze. Die Kunststoffschmelze wird über einen Einlass in den Formhohlraum der Spritzgussform und über einen Ausströmkanal in eine Überlaufkammer eingeleitet. Beim Einleiten der Kunststoffschmelze in den Formhohlraum ist der Ausströmkanal geschlossen. Er wird beim Einströmen eines Gases zur Ausbildung eines Hohlraumes in der Kunststoffschmelze geöffnet, so dass überschüssige Kunststoffschmelze in die Überlaufkammer eingeleitet wird. Die Herstellung eines Hohlkörpers aus mindestens zwei Schichten Kunststoff ist in der Druckschrift nicht offenbart.
Ferner ist aus der US 2001 / 0 050 450 A1 eine Spritzgießvorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen eines Formteils bekannt, welches zwei Abschnitte aufweist, jedoch nicht mehrere Schichten. Hierbei handelt es sich um einen ersten Abschnitt aus einem ersten Kunststoff und um einen zweiten Abschnitt aus einem zweiten Kunststoff. Nur in dem zweiten Abschnitt wird ein Hohlraum erzeugt. Dabei weist der erste Abschnitt eine bestimmte Oberflächenbeschaffenheit und der zweiten Abschnitt eine bestimmte Steifigkeit auf. Die Druckschrift offenbart kein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers mit mindestens zwei Kunststoffschichten.
Aus der AT 6 855 U1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Medienleitung mit einem daran angeordneten Kupplungsstück im Spritzgussverfahren bekannt. In einem ersten Verfahrensschritt wird die Formkavität zu einem Teil mit einem Thermoplasten gefüllt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird ein thermoplastisches Elastomer in die Formkavität injiziert. Überschüssiges thermoplastisches Elastomer wird durch die Injektion eines Fluids, beispielsweise Wasser, ausgeblasen. Es ist nicht offenbart, an welcher Stelle der Spritzgussform sich der Einlass für den Thermoplasten, der Einlass für das Elastomer und der Einlass für das Fluid befinden. Die Ausgestaltung der Stirnseite der Medienleitung ist nicht offenbart.
Darüber hinaus ist aus der DE 54 586 A eine Schlauchbefestigung mit Drahtwulst bekannt, die jedoch weder durch eine Kunststoffspritzvorrichtung noch durch ein Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt wurde. Vielmehr wird an dem Schlauchende der Eintrag des Gewebes entfernt und ein dem Umfang des Schlauches entsprechender Schnurring umgelegt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus mindestens zwei Schichten Kunststoff zur Verfügung zu stellen, mit denen zumindest eine Stirnseite des Hohlkörpers vollständig aus dem die Innenseite des Hohlkörpers bildenden Kunststoff oder einem anderen Kunststoff geformt ist.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Die Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 6 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 6 und dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 ist die Spritzgießform in dem Bereich, in dem die Stirnseite des Hohlkörpers vollständig aus dem die Innenseite des Hohlkörpers bildenden Kunststoff ausgeformt wird, mit einer Nebenkavität ausgestattet. Der die Innenseite bildende Kunststoff wird im Folgenden als zweiter Kunststoff und die zugehörige Schmelze als zweite Kunststoffschmelze bezeichnet. Der die Außenseite des Hohlkörpers bildende Kunststoff wird als erster Kunststoff und seine zugehörige Schmelze als erste Kunststoffschmelze bezeichnet. Zwischen der Haupt- und der Nebenkavität der Spritzgießform ist ein Sperrschieber an der Spritzgießform angeordnet. Bei der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 befindet sich in der Nebenkavität in unmittelbarer Nähe zu dem Sperrschieber ein Konturschieber. Sperrschieber und Konturschieber befinden sich entweder auf gleicher Höhe und sind in einer Ebene angeordnet oder sie sind in unterschiedlichen aber benachbarten Ebenen angeordnet. Während der Sperrschieber dazu dient, die Nebenkavität vollständig von der Hauptkavität abzutrennen, ist der Konturschieber nicht dafür vorgesehen, die Hauptkavität gegen die Nebenkavität abzuschließen. Vielmehr bildet der Konturschieber im geschlossenen Zustand eine Kontur der Spritzgießform am Übergang von der Hauptkavität zur Nebenkavität. Der Konturschieber besteht hierzu aus mindestens zwei Konturschieberelementen, die in Schließstellung die aus dem zweiten Kunststoff bestehende Stirnseite des Bauteils sowie den unmittelbar daran anschließenden Bereich formen. Der Querschnitt der Haupt- und/ oder der Nebenkavität wird damit durch den Konturschieber reduziert jedoch nicht vollständig verschlossen. In geöffneter Stellung bietet der Konturschieber einen Freiraum um das Verschieben des Sperrschiebers zu ermöglichen.
Sofern der Hohlkörper mit mehreren Stirnseiten ausgestattet sein soll, die ausschließlich aus dem zweiten Kunststoff bestehen, so ist die Vorrichtung mit einer entsprechenden Anzahl an Nebenkavitäten, Sperrschiebern und zugehörigen Konturschiebern ausgestattet.
Die Konturschieberelemente geben die Kontur beziehungsweise die Struktur oder die Form der Stirnseite des Hohlkörpers und den sich an die Stirnseite anschließenden Abschnitt an der Außenseite des Hohlkörpers vor. Wie lang dieser Abschnitt ist, hängt von der Dicke und der Kontur der Konturschieberelemente und von dem Abstand zwischen dem Sperrschieber und dem Konturschieber ab. Der zweite Kunststoff kann den ersten Kunststoff nicht nur an der Stirnseite abdecken, sondern auch an der Außenseite umgreifen.
Der erste und zweite Kunststoff können identisch oder verschieden sein. Die Verwendung zweier identischer Kunststoff führt zu einem Bauteil aus einem Material, das eine höhere Stabilität und Festigkeit aufweist als ein Bauteil, welches nur aus einer Kunststoffschicht besteht. Werden zwei verschiedene Kunststoffe verwendet, so können sich diese in ihrer Festigkeit unterscheiden. So kann beispielsweise für die Außenseite ein erster Kunststoff eingesetzt werden, der eine hohe Elastizität und eine weiche Konsistenz aufweist und als Dichtung dient. Für die Innenseite des Bauteils wird ein zweiter Kunststoff eingesetzt, der formstabil ist und eine hohe Festigkeit aufweist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Konturschieberelemente gleich groß. Dies gilt insbesondere für den Abschnitt der Konturschieberelemente die in Schließstellung in die Nebenkavität hineinragen. Besteht der Konturschieber beispielsweise aus zwei Konturschieberelementen, so bildet jedes Konturschieberelement die Hälfte der Kontur. Der Anteil der je Konturschieberelement gebildeten Kontur ergibt sich als Kehrwert aus der Anzahl der Konturschieberelemente.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Sperrschieber aus mindestens zwei Sperrschieberelementen. An Stelle eines einteiligen Sperrschiebers sind mehrere Sperrschieberelemente vorgesehen. Diese bieten den Vorteil, dass sie an ihrer in Schließstellung der Hauptkavität zugewandten Seite mit einer Kontur ausgestattet sein können. Diese Kontur gibt die Struktur des ersten Kunststoffs an der Stirnseite vor. Eine entsprechend strukturierte Stirnseite des ersten Kunststoffs sorgt für eine stabilere Verbindung mit dem zweiten Kunststoff.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Antrieb für den Sperrschieber und ein Antrieb für den Konturschieber vorgesehen. In Schließstellung des Sperrschiebers ist der Konturschieber geöffnet. Erst wenn der Sperrschieber öffnet, kann der Konturschieber schließen. Zum Entformen des Bauteils beziehungsweise des Hohlkörpers können sowohl Sperrschieber als auch Konturschieber geöffnet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 stellt eine Alternative zu der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dar. Im Unterschied zu der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ist die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 lediglich mit einem Sperrschieber ausgestattet. Dieser besteht aus mindestens zwei Sperrschieberelementen, die an ihrer in Schießstellung der Hauptkavität zugewandten Seite eine Kontur aufweisen. Diese Kontur gibt die Struktur des ersten Kunststoffs an der Stirnseite vor. Nach dem Öffnen der Sperrschieberelemente wird die Struktur der Stirnseite des zweiten Kunststoffs durch die Kontur der Nebenkavität geformt. In diesem Fall kann auf einen zusätzlichen Konturschieber verzichtet werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung befindet sich der erste Einlass für den ersten Kunststoff an einem Ende der Spritzgießform, der zweite Einlass für den zweiten Kunststoff am anderen Ende der Spritzgießform und der Fluid-Injektor nahe dem ersten Einlass. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das Masserückdrückverfahren sowohl im Bezug auf den ersten Kunststoff als auch auf den zweiten Kunststoff angewandt werden kann. Dabei wird der Überschuss der ersten Kunststoffschmelze beim Einspritzen der zweiten Kunststoffschmelze in den Heißkanal des ersten Kunststoffs zurückgedrängt. Das Fluid sorgt dafür, dass der Überschuss der zweiten Kunststoffschmelze in den zugehörigen Heißkanal zurückgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich dadurch aus, dass der Sperrschieber zwischen der Haupt- und der Nebenkavität vor dem Einspritzen des ersten Kunststoffs geschlossen wird. Anschließend wird die Schmelze des ersten Kunststoffs in die Hauptkavität eingeleitet. Nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffs wird der Sperrschieber geöffnet. Außerdem wird ein unmittelbar an dem Sperrschieber angeordneter Konturschieber geschlossen. Schließlich wird der zweite Kunststoff eingespritzt. Abschließend wird durch Einleiten des Fluids der Hohlraum im Inneren des Hohlkörpers ausgeformt.
Ein nicht erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass auf Sperrschieber und Konturschieber an der Spritzgießform verzichtet werden kann. In die Spritzgießform wird zunächst ein erster Kunststoff, anschließend ein zweiter Kunststoff und schließlich ein Fluid zum Ausformen des Hohlraums eingeleitet. Das oben beschriebene Masserückdrückverfahren kann hierbei ebenfalls angewandt werden. Nach dem Abkühlen wird das Bauteil aus der Spritzgießform entnommen. Aufgrund der Abfolge des Einleitens der beiden Kunststoffe bildet der erste Kunststoff die äußere Schicht und der zweite Kunststoff die innere Schicht des Bauteils. An mindestens einem Ende des Bauteils wird ein Teil des ersten Kunststoffs entfernt, wodurch der zweite Kunststoff freigelegt wird und über das Ende des ersten Kunststoffs übersteht. Anschließend wird der überstehende Bereich des zweiten Kunststoffs umgeformt und dabei um den ersten Kunststoff umgelegt. Dabei ist dafür zu sorgen, dass der zweite Kunststoff an dem ersten Kunststoff haftet. Dies kann entweder bereits bei der Umformung erfolgen oder durch Verwendung eines Klebstoffs unterstützt werden.
Ein weiteres nicht erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass nach dem Entformen des Hohlkörpers eine Hülse aus dem zweiten oder einem anderen Kunststoff auf ein Ende des Hohlkörpers aufgesetzt wird. Die Hülse wird dabei mit einem Klebstoff oder einer klebrigen Dichtmasse an dem Hohlkörper befestigt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen:

1 Schnitt durch eine Vorrichtung mit geschlossenen Sperrschiebern,
2 Vorrichtung gemäß 1 nach dem Einleiten der ersten Kunststoffschmelze,
3 Vorrichtung gemäß 2 nach dem Einleiten der zweiten Kunststoffschmelze und dem Öffnen des zweiten Sperrschiebers,
4 Vorrichtung gemäß 3 nach dem Öffnen des ersten Sperrschiebers,
5 Vorrichtung gemäß 4 nach dem Einleiten des Fluids,
6 Anordnung der Sperr- und Konturschieber mit geschlossenen Sperrschiebern,
7 Anordnung der Sperr- und Konturschieber gemäß 6 mit geschlossenen Konturschiebern,
8 Längsschnitt durch einen nicht erfindungsgemäß hergestellten Hohlkörper aus einem ersten und einem zweiten Kunststoff,
9 Längsschnitt durch den Hohlkörper gemäß 8 nach Abtrennen des Endabschnitts und Freilegen eines Bereichs des zweiten Kunststoffs,
10 Längsschnitt durch den Hohlkörper gemäß 8 und 9 nach dem Umformen des freigelegten Bereichs des zweiten Kunststoffs.
11 Längsschnitt durch einen nicht erfindungsgemäß hergestellten Hohlkörper aus einem ersten und einem zweiten Kunststoff mit einer Hülse,
12 Längsschnitt durch einen nicht erfindungsgemäß hergestellten Hohlkörper aus einem ersten und einem zweiten Kunststoff mit einer Hülse, welche von der in 11 gezeigten Hülse verschieden ist.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den 1 bis 5 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlkörpers aus mindestens zwei Schichten Kunststoff mit einer Spritzgießform 1 im Längsschnitt dargestellt. Von der Spritzgießform ist zur Vereinfachung nur die Wand gezeigt, welche die als Hohlraum ausgebildete Kavität begrenzt. Die Spritzgießform 1 ist über einen Heißkanal 2 mit einem Schneckenzylinder einer Spritzgießmaschine zum Einleiten einer ersten Kunststoffschmelze ausgestattet. Schneckenzylinder und Spritzgießmaschine sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Über einen zweiten Heißkanal 3 ist die Spritzgießform 1 mit einem zweiten Schneckenzylinder einer Spritzgießmaschine verbunden, um eine zweite Kunststoffschmelze in die Spritzgießform einzufüllen. Der zweite Schneckenzylinder und die Spritzgießmaschine sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Spritzgießform 1 weist ferner eine Hauptkavität 4 und zwei Nebenkavitäten 5 und 6 auf. Hauptkavität 4 und Nebenkavitäten 5 und 6 sind durch Sperrschieber 7 und 8 voneinander abgetrennt. Jeder der beiden Sperrschieber 7 und 8 besteht aus zwei Sperrschieberelementen 9 und 10 sowie 11 und 12. Sie sind in den 1 bis 5 in einer Ansicht von der Seite und in den 6 und 7 in einer Ansicht von oben, beziehungsweise unten dargestellt. In 1 sind beide Sperrschieber 7 und 8 geschlossen. Die in 1 nicht erkennbaren Konturschieber sind geöffnet. Bei einer derartigen Einstellung der beiden Sperrschieber 7 und 8 und der Konturschieber wird die Schmelze eines ersten Kunststoffs durch den ersten Heißkanal 2 in die Hauptkavität 4 eingeleitet. 2 zeigt die mit der Schmelze des ersten Kunststoffs gefüllte Hauptkavität 4. Nach dem Einleiten der ersten Kunststoffschmelze wird der Sperrschieber 8 geöffnet und der Konturschieber 13 geschlossen. Der Konturschieber 13 besteht wie in 6 und 7 dargestellt aus zwei Konturschieberelementen 14 und 15. Aufgrund der Darstellung ist in 3 nur eines der beiden Konturschieberelemente erkennbar. Es handelt sich dabei um das Konturschieberelement 14. Der Sperrschieber 7 ist in der Darstellung gemäß 2 geschlossen. Der an dem Sperrschieber 7 angeordnete Konturschieber 16 mit den Konturschieberelementen 17 und 18 ist geöffnet. Der Konturschieber 16 ist in den 1 bis 3 nicht erkennbar. Er entspricht dem Konturschieber 13. Bei der in 3 dargestellten Einstellung der Kontur- und Sperrschieber wird die Schmelze eines zweiten Kunststoffs durch den zweiten Heißkanal 3 zunächst in die Nebenkavität 6 und dann in die Hauptkavität 4 eingeleitet. Da der Sperrschieber 7 zunächst noch geschlossen ist, wird die überschüssige Schmelze des ersten Kunststoffs durch die Schmelze des zweiten Kunststoffs in den Heißkanal 2 zurückgedrängt. Nachdem sich ein gewisser Druck aufgebaut hat, wird wie in 4 dargestellt, der Sperrschieber 7 geöffnet und der Konturschieber 16 geschlossen. Die Schmelze des zweiten Kunststoffs breitet sich anschließend bis in die Nebenkavität 5 aus. Die Abschnitte in den Nebenkavitäten 5 und 6 bestehen ausschließlich aus dem zweiten Kunststoff. Schließlich wird durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Fluid-Injektor Wasser in die Spritzgießform eingeleitet und bildet dabei einen Hohlraum in dem zweiten Kunststoff aus. Dies ist in 5 dargestellt. Der Fluid-Injektor befindet sich am Ende der Nebenkavität 5. Beim Einleiten verdrängt das Fluid einen Teil der zweiten Kunststoffschmelze und drückt sie zurück in den zweiten Heißkanal 3. Nach dem Abkühlen der Kunststoffschmelzen kann das Bauteil 19 aus der Spritzgießform 1 entnommen werden. Das Bauteil besteht aus einer Schicht 20 eines ersten Kunststoffs und einer Schicht 21 eines zweiten Kunststoffs. Die Schicht 21 begrenzt im Inneren des Bauteils einen Hohlraum. Die Schicht 20 befindet sich an der Außenseite des Bauteils und die Schicht 21 an der Innenseite des Bauteils. Die in den Nebenkavitäten 5 und 6 geformten Abschnitte des Bauteils 19 werden nach dem Entformen zumindest teilweise entfernt. Die durch die Konturschieber 13 und 16 geformten Abschnitte, welche ausschließlich aus dem zweiten Kunststoff bestehen, verbleiben an dem Bauteil und bilden die Stirnseiten 22 und 23 des Bauteils. Aus der Darstellung gemäß 5 wird deutlich, dass die Stirnseiten 22 und 23 und der sich an die Stirnseiten anschließende Bereich vollständig aus dem zweiten Kunststoff geformt ist.
In 6 und 7 sind der Sperrschieber 7 und Konturschieber 16 in einer Ansicht von unten dargestellt. Die beiden Sperrschieberelemente 11 und 12 sowie die Konturschieberelemente 17 und 18 werden durch jeweils einen Antrieb 23 und 24 bewegt. Aus der Darstellung wird deutlich, dass der Konturschieber auch in Schließstellung eine Öffnung in der Mitte frei lässt und die Kavität daher nicht vollständig verschließt. Die einander zugewandten Seiten der beiden Konturschieberelemente 17 und 18 bilden eine Kontur, die auf das Bauteil beim Formen übertragen wird. Der Konturschieber 16 ist bei einer Schließstellung des Sperrschiebers 7 gemäß 6 geöffnet. Dagegen ist in einer Schließstellung des Konturschiebers 16 gemäß 7 der Sperrschieber 7 geöffnet. Zum Entformen des Bauteils können sowohl Sperrschieber als auch Konturschieber geöffnet sein. Der Aufbau und die Anordnung des Sperrschiebers 8 und des Konturschiebers 13 ist entsprechend.
Die 8 bis 10 zeigen ein nicht erfindungsgemäßes Verfahrens zur Herstellung eines Hohlkörpers aus mindestens zwei Schichten Kunststoff, bei dem eine Stirnseite vollständig aus dem die Innenseite des Hohlkörpers bildenden Kunststoff geformt ist. Der aus zwei Kunststoffschichten 27 und 28 bestehende Hohlkörper 26 wird in einer Spritzgießform hergestellt, die der Spritzgießform 1 in den 1 bis 5 entspricht. Während des Einleitens der beiden Kunststoffschmelzen und des Fluids werden alle Sperr- und Konturschieber geöffnet. Alternativ dazu wird eine bekannte Spritzgießform eingesetzt, die keine Sperr- und Konturschiebern aufweist. Zur Vereinfachung ist nur ein Teil des Hohlkörpers in den 8 bis 10 dargestellt. Nach dem Entformen des Hohlkörpers 26 gemäß 8 wird ein Abschnitt am Ende des Hohlkörpers abgetrennt. Außerdem wird ein Teil der Kunststoffschicht 27 entfernt, so dass die innere Kunststoffschicht 28 über das Ende des Hohlkörpers übersteht. Dies ist in 9 dargestellt. Schließlich wird mittels eines Stempels 29 der überstehende Bereich des zweiten Kunststoffs umgeformt und über die erste Kunststoffschicht gelegt. Dies ist in 10 dargestellt. Dadurch wird erreicht, dass die gesamte Stirnseite 30 ausschließlich aus dem zweiten Kunststoff besteht.
In den 11 und 12 ist ein weiteres nicht erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus mindestens zwei Schichten Kunststoff dargestellt, bei dem eine Stirnseite vollständig aus dem die Innenseite des Hohlkörpers bildenden Kunststoff oder einem anderen Kunststoff geformt ist. Der Hohlkörper 31 besteht aus einer ersten und einer zweiten Kunststoffschicht 32 und 33 und wird mit einem Verfahren entsprechend dem zu den 8 bis 10 beschriebenen Verfahren hergestellt. Nach der Herstellung wird auf die Stirnseite des Hohlkörpers eine Hülse 34 oder Buchse aufgesetzt. Dies ist in 11 dargestellt. Die Hülse kann entweder kraftschlüssig an dem Hohlkörper angebracht werden oder mithilfe eines Klebstoffs oder einer Dichtmasse auf den Hohlkörper aufgeklebt werden. 12 zeigt den Hohlkörper 31 mit einer Hülse 35, welche weiter nach innen ragt als die Hülse 34 in 11. Die Hülse 35 ist durch eine klebrige Dichtmasse 36 an dem Hohlkörper befestigt. Die Hülsen 34 und 35 können entweder aus dem zweiten Kunststoff oder einem anderen Kunststoff bestehen.
Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Spritzgießform
2: erster Heißkanal
3: zweiter Heißkanal
4: Hauptkavität
5: Nebenkavität
6: Nebenkavität
7: Sperrschieber
8: Sperrschieber
9: Sperrschieberelement
10: Sperrschieberelement
11: Sperrschieberelement
12: Sperrschieberelement
13: Konturschieber
14: Konturschieberelement
15: Konturschieberelement
16: Konturschieber
17: Konturschieberelement
18: Konturschieberelement
19: Bauteil
20: Schicht des ersten Kunststoffs
21: Schicht des zweiten Kunststoffs
22: Stirnseite des Hohlkörpers
23: Stirnseite des Hohlkörpers
24: Antrieb
25: Antrieb
26: Hohlkörper
27: ersten Kunststoffschicht
28: zweite Kunststoffschicht
29: Stempel
30: Stirnseite
31: Hohlkörper
32: erste Kunststoffschicht
33: zweite Kunststoffschicht
34: Hülse
35: Hülse
36: klebrige Dichtmasse

Claims

Hohlkörperherstellungsvorrichtung für einen Hohlkörper aus mindestens zwei Schichten Kunststoff mit einer Spritzgießform (1), welche ausgebildet ist, mit einer Spritzgießmaschine verbunden zu werden, mit einer Haupt- und mindestens einer Nebenkavität (4, 5, 6) der Spritzgießform (1), mit einem Sperrschieber (7, 8) zwischen der Haupt- und der Nebenkavität (4, 5, 6), mit einem ersten Einlass (2), durch welchen eine erste Kunststoffschmelze in die Spritzgießform (1) eingeleitet wird, mit einem Fluid-Injektor, durch welchen ein Fluid eingeleitet wird und das Fluid dabei Kunststoffschmelze in der Spritzgießform (1) verdrängt und einen Hohlraum im Hohlkörper ausformt, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem zweiten Einlass (3) ausgestattet ist, durch welchen eine zweite Kunststoffschmelze in die Spritzgießform (1) eingeleitet wird, dass in der Nebenkavität (5, 6) ein Konturschieber (13, 16) angeordnet ist, dass der Konturschieber (13, 16) aus mindestens zwei Konturschieberelementen (14, 15, 17, 18) besteht, - welche in Schließstellung eine Kontur der Nebenkavität (5, 6) am Übergang von der Hauptkavität (4) zur Nebenkavität (5, 6) bilden, dabei eine aus dem zweiten Kunststoff bestehende Stirnseite (22, 23, 30) des Hohlkörpers sowie einen unmittelbar daran anschließenden Bereich formen, wobei der Konturschieber (13, 16) in Schließstellung den Querschnitt der Haupt- und/oder Nebenkavität (4, 5, 6) reduziert ohne den Querschnitt vollständig zu schließen, - und welche in geöffneter Stellung einen Freiraum für das Verschieben des Sperrschiebers (7, 8) einräumen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturschieberelemente (14, 15, 17, 18) gleich groß sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrschieber (7, 8) aus mindestens zwei Sperrschieberelementen (9, 10, 11, 12) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschieberelemente (9, 10, 11, 12) an der in Schließstellung der Hauptkavität (4) zugewandten Seite eine Kontur aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Antrieb für den Sperrschieber (24) und mit einem Antrieb für den Konturschieber (25) ausgestattet ist.
Hohlkörperherstellungsvorrichtung für einen Hohlkörper aus mindestens zwei Schichten Kunststoff mit einer Spritzgießform (1), welche ausgebildet ist, mit einer Spritzgießmaschine verbunden zu werden, mit einer Haupt- und mindestens einer Nebenkavität (4, 5, 6) der Spritzgießform (1), mit einem Sperrschieber (7, 8) zwischen der Haupt- und der Nebenkavität (4, 5, 6), mit einem ersten Einlass (2), durch welchen eine erste Kunststoffschmelze in die Spritzgießform (1) eingeleitet wird, und mit einem Fluid-Injektor, durch welchen ein Fluid eingeleitet wird und das Fluid dabei Kunststoffschmelze in der Spritzgießform (1) verdrängt und einen Hohlraum im Hohlkörper ausformt, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem zweiten Einlass (3) ausgestattet ist, durch welchen eine zweite Kunststoffschmelze in die Spritzgießform (1) eingeleitet wird, dass der Sperrschieber (7, 8) aus mindestens zwei Sperrschieberelementen (9, 10, 11, 12) besteht, dass die beiden Sperrschieberelemente (9, 10, 11, 12) an ihrer in Schließstellung der Hauptkavität (4) zugewandten Seite eine Kontur aufweisen, welche eine Struktur des ersten Kunststoffs an der Stirnseite vorgibt, wobei die Sperrschieberelemente (9, 10, 11, 12) in ihrer Öffnungsstellung die Nebenkavität (5, 6) frei geben, deren Kontur eine Struktur der Stirnseite (22, 23, 30) des zweiten Kunststoffs formt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschieberelemente (9, 10, 11, 12) gleich groß sind, und dass jedes Sperrschieberelement (9, 10, 11, 12) einen Ausschnitt aus einem Vollkreis bildet, dessen Winkel dem Quotient aus 360° und der Anzahl der Sperrschieberelemente (9, 10, 11, 12) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Antrieb (24) ausgestattet ist, welcher den Sperrschieber (7, 8) öffnet und schließt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einlass (2) an dem Ende der Hauptkavität (4) der Spritzgießform (1) angeordnet ist, an welches sich eine Nebenkavität (5) anschließt, dass der zweite Einlass (3) am anderen Ende der Spritzgießform (1) angeordnet ist, und dass der Fluid-Injektor an dem Ende der Nebenkavität (5) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus mindestens zwei Schichten Kunststoff, bei dem in eine Spritzgießform (1) mit einer Haupt- und mindestens einer Nebenkavität (4, 5, 6) an einem ersten Einlass (2) ein erster flüssiger Kunststoff eingespritzt wird, bei dem in die Spritzgießform (1) an einem zweiten Einlass (3) ein zweiter flüssiger Kunststoff eingespritzt wird, und anschließend in den flüssigen Kunststoff ein Fluid unter Druck eingeleitet wird um einen Hohlraum auszubilden, unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einspritzen des ersten Kunststoffs ein zwischen der Hauptkavität (4) und der Nebenkavität (5, 6) angeordneter Sperrschieber (7, 8) geschlossen wird, dass nach dem Einspritzen des ersten Kunststoffs der Sperrschieber (8) geöffnet wird, dass ein unmittelbar an dem Sperrschieber (8) angeordneter, eine Kontur einer Stirnseite des Hohlkörpers vorgebender Konturschieber (13, 16) geschlossen wird und anschließend der zweite Kunststoff eingespritzt wird,
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kunststoff und der zweite Kunststoff an entgegengesetzten Enden der Spritzgießform (1) eingespritzt werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Schmelze des ersten Kunststoffs durch den zweiten Kunststoff über den ersten Einlass (2) zurück in einen Schneckenzylinder der Spritzgießmaschine gedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Schmelze des ersten Kunststoffs durch den zweiten Kunststoff in eine Nebenkavität (5, 6) der Spritzgießform (1) gedrückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Schmelze des zweiten Kunststoffs durch das Fluid über den zweiten Einlass (3) zurück in einen Schneckenzylinder der Spritzgießmaschine gedrückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Schmelze des zweiten Kunststoffs durch das Fluid in eine Nebenkavität (5, 6) der Spritzgießform (1) gedrückt wird.