Verfahren und Spritzform zur Herstellung von Gegenständen aus Kunststoff mit dünnwandigen Einlagen
Das Patent bezieht sich auf ein Verfahren und eine Spritzform zur Herstellung von mit dünnwandigen Einlagen, z. B. aus Metallblech oder aus Holz versehenen Gegenständen aus Kunststoff durch Einspritzen des plastischen Kunststoffs in Formen, welche diese Einlagen enthalten. Es ist in der Giess und Spritztechnik allgemein bekannt, Eingussteile in die Form einzusetzen, so dass diese Teile bei der Herstellung des Gussstückes in dieses eingegossen werden.
Bei dünnwandigen Einlagen, wie Scheiben, Streifen oder Schneiden aus dünnem Stahlblech oder Folien und dünne Platten aus verschiedenen Werkstoffen, wie Metall, Holz und dergleichen, ergibt sich jedoch bei der Herstellung von Gegenständen durch Spritzen aus Kunststoff, dass solche Einlagen auch bei sorgfältiger Anordnung in der Form infolge von Unterschieden des auf ihre beiden Seiten ausgeübten Druckes der Spritzmasse Verbiegungen, Verziehungen und Verwerfungen erleiden.
Versuche, diesen Übelstand dadurch zu beheben, dass man die Spritzmasse beim Eintreten in die Form so zu leiten oder zu steuern sucht, dass beim Spritzvorgang auf beiden Seiten der Einlage der gleiche Druck herrscht, haben nicht zum Ziel geführt, da schon geringe Druckunterschiede zu Verbiegungen und Verwerfungen der Einlagen führen und die Spritzmasse sich auch nicht gleichmässig auf die gesamten Oberflächen der Einlage verteilt.
Nach der Erfindung wird so verfahren, dass das Einspritzen des Kunststoffs in die Form in mindestens zwei Arbeitsgängen durchgeführt wird, und die Einlagen bei der ersten Spritzung einseitig mit in die Form einsetzbaren, druckfesten Beilagen hinterlegt werden, so dass die Kunststoffmasse beim ersten Arbeitsgang nur einseitig auf die Einlagen einwirken kann, während in den weiteren Arbeitsgängen nach Herausnahme dieser Beilagen Formhohlräume auf der andern Seite der Einlagen ausgespritzt werden.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise eine Spritzform für Kunst stoffmassen dargestellt, die zur Herstellung einer z. B. für Küchengeräte geeigneten Schneiderolle dient, welche fünf scheibenförmige Messer aus dünnen Stahlblech enthält, die in einem aus Kunststoff gespritzten, einstückigen, nabenförmigen Körper eingebettet sind.
Fig. 1 ist ein senkrechter Axialschnitt durch die Spritzform mit eingelegten Stützbeilagen nach Beendigung der ersten Arbeitsganges.
Fig. 2 zeigt den in der Form nach Fig. 1 im ersten Arbeitsgang gewonnenen Spritzgusskörper mit fünf Messerscheiben in Seitenansicht.
Fig. 3 ist ein senkrechter Axialschnitt durch die Spritzform nach Fig. 1 nach Herausnahme der Beilagen und Beendigung des zweiten Arbeitsganges.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht des im zweiten Ar beitsgang gewonnenen, fertigen Kunststoffkörpers nach Abbruch der Angüsse.
Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4.
Die in Fig. 1 und 3 gezeigte Spritzform besteht aus sechs kreisscheibenförmigen Platten 1 bis 6, welche in geeigneter Weise miteinander verbunden sind, z. B. durch Einsetzen in ein nicht gezeichnetes, zylindrisches Formgehäuse. Sämtliche Platten haben eine durchgehende, etwa zentral gelegene Bohrung für die Aufnahme des Kernes 9, welcher in dem Kunststoffkörper der Schneidrolle eine axiale Bohrung 10 für die Einführung einer nicht dargestellten Steck welle bildet.
Weiterhin haben die Platten 1 bis 6 mit Ausnahme der untersten Platte nahe dem Scheibenrand je eine Durchbohrung, die zusammen den Eingusskanal 7 bilden. Die Platten 2, 4 und 6 enthalten keine Form hohlräume für die Aufnahme der durch den Einguss- kanal 7 eingespritzten Kunststoffmasse, sondern nur flache Ausnehmungen für das Einlegen der durch Ringe aus dünnem Stahlblech gebildeten fünf Messerscheiben 8. Die Platten 2,4 und 6 dienen also lediglich als druckfeste Beilagen für diese Messer während des ersten Arbeitsganges, der mit der Spritzform nach Fig. 1 durchgeführt wird. Die übrigen Scheiben 1, 3 und 5 weisen dagegen Formhohlräume auf, in welche die Kunststoffmasse im ersten Arbeitsgang eingespritzt wird, so dass jedes der Messer 8 im ersten Arbeitsgang nur einseitig mit dem Kunststoff verbunden wird.
Die Verbindung kann dadurch begünstigt werden, dass in den Ringen 8 aus Stahlblech Lochungen 21 angeordnet sind, in welche der eingespritzte Kunststoff eindringt, wie dies aus dem Schnitt in Fig. 5 ersichtlich ist.
Durch den ersten Arbeitsgang wird der in Fig. 2 noch mit seinen Angüssen 7 und 14 dargestellte Gegenstand gebildet, der ein Zwischenprod'ukt darstellt, und bei welchem jede Messerscheibe 8 einseitig an einem Teilstück des Nabenkörpers der Schneidrolle angegossen ist. Das oberste Messer 8 sitzt an dem einen Stirnende 11 des Nabenkörpers, während die übrigen Messer 8 paarweise durch die Teilkörper 12 und 13 miteinander verbunden sind. Infolge der Einwirkung der druckfesten Beilagen 2, 4 und 6 ist ein Verziehen der Messerscheiben 8 bei diesem ersten Arbeitsgang ausgeschlossen.
Zur Vorbereitung des zweiten Arbeitsganges wird die Form in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zusammengesetzt. Hierbei sind die Beilagen 2, 4 und 6 gegen die Platten 15, 16 und 17 ausgetauscht, welche Ausnehmungen für die Bildung von Formhohlräumen aufweisen, so dass im zweiten Arbeitsgang die durch Kreuzschraffur gekennzeichneten Teile 18, 19 und 20 des Nabenkörpers gewonnen werden, welche das in Fig. 2 gezeigte Zwischenerzeugnis zur vollständigen Schneiderolle ergänzen, die in Fig. 4 nach Abbruch der Angüsse dargestellt ist.
Bei diesem zweiten Arbeitsgang ist das Einsetzen besonderer, druckfester Beilagen in die Form nicht mehr erforderlich, weil die im ersten Arbeitsgang gewonnenen Teile 11, 12 und 13 ihrerseits als druckfeste Beilagen für die dünnen Messerscheiben 8 wirken.
Das Ergebnis ist, dass eine Schneidrolle gewonnen wird, die aus einem einstückigen Kunststoffkörper besteht, in welchem die aus dünnem Stahlblech bestehenden Scheibenmesser 8 ohne jede Verwerfung oder Verziehung völlig ebenflächig eingebettet sind.
Die Erfindung kann sinngemäss bei der Herstellung anderer Gegenstände aus Kunststoff durch Spritzen angewendet werden, wenn die Aufgabe besteht, dünnwandige Einlagen in dem Körper beim Spritzen zu befestigen.
Durch Ausbildung der Beilagen 2, 4, 6 als verhältnismässig dicke metallene Platten, die ebenso wie die übrigen Formteile teilbar sein können, wird ein weiterer Vorteil erzielt, weil dadurch von den dünnwandigen Einlagen 8 die Wärme gut abgeleitet wird, welche sonst bei einer Erhitzung auf etwa 1800 C beim Einspritzen sich in den dünnen Blechringen stauen und erhebliche Verformungen derselben verursachen würde.
Process and injection mold for the production of plastic objects with thin-walled inserts
The patent relates to a method and an injection mold for the production of thin-walled inserts, e.g. B. made of sheet metal or wooden objects made of plastic by injecting the plastic into molds which contain these inserts. It is generally known in casting and injection molding technology to use cast-in parts in the mold, so that these parts are cast into the cast part during the production thereof.
In the case of thin-walled inserts, such as discs, strips or cutting edges made of thin sheet steel or foils and thin plates made of various materials, such as metal, wood and the like, however, when objects are manufactured by injection molding from plastic, such inserts can also be carefully arranged in the shape suffer bending, warping and warping as a result of differences in the pressure exerted by the injection molding compound on both sides.
Attempts to remedy this problem by guiding or controlling the injection molding compound as it enters the mold in such a way that the same pressure prevails on both sides of the insert during the injection process did not achieve the goal, as even slight differences in pressure lead to bending and warping of the inserts and the injection molding compound is not evenly distributed over the entire surfaces of the insert.
According to the invention, the procedure is such that the injection of the plastic into the mold is carried out in at least two work steps, and the inserts in the first injection are backed on one side with pressure-resistant inserts that can be inserted into the mold, so that the plastic compound is only on one side in the first work step can act on the inserts, while in the further work steps after removing these inserts, mold cavities are injected on the other side of the inserts.
To explain the invention in more detail, an injection mold for plastic masses is shown in the drawing, for example, which is used to produce a z. B. for kitchen appliances suitable cutting roll is used, which contains five disc-shaped knives made of thin sheet steel, which are embedded in a plastic injection-molded, one-piece, hub-shaped body.
Fig. 1 is a vertical axial section through the injection mold with inserted support inserts after completion of the first operation.
FIG. 2 shows the injection molded body obtained in the mold according to FIG. 1 in the first working step with five knife disks in a side view.
FIG. 3 is a vertical axial section through the injection mold according to FIG. 1 after removal of the inserts and completion of the second operation.
FIG. 4 is a side view of the finished plastic body obtained in the second step after the sprues have been broken off.
FIG. 5 is a section along line V-V in FIG. 4.
The injection mold shown in Fig. 1 and 3 consists of six circular disk-shaped plates 1 to 6, which are connected to one another in a suitable manner, for. B. by inserting it into a cylindrical molded housing, not shown. All plates have a continuous, approximately centrally located hole for receiving the core 9, which forms an axial hole 10 in the plastic body of the cutting roller for the introduction of a plug-in shaft, not shown.
Furthermore, the plates 1 to 6, with the exception of the lowermost plate, each have a through-hole near the edge of the disk, which together form the sprue channel 7. The plates 2, 4 and 6 contain no mold cavities for receiving the plastic compound injected through the sprue 7, but only shallow recesses for the insertion of the five knife disks 8 formed by rings of thin sheet steel. The plates 2, 4 and 6 are used thus only as pressure-resistant supplements for these knives during the first operation, which is carried out with the injection mold according to FIG. The other disks 1, 3 and 5, on the other hand, have mold cavities into which the plastic compound is injected in the first operation, so that each of the knives 8 is only connected to the plastic on one side in the first operation.
The connection can be facilitated by the fact that perforations 21 are arranged in the rings 8 made of sheet steel, into which the injected plastic penetrates, as can be seen from the section in FIG. 5.
The object shown in FIG. 2 with its sprues 7 and 14 is formed by the first working step, which object represents an intermediate product and in which each cutter disk 8 is cast on one side of a section of the hub body of the cutting roller. The uppermost knife 8 is seated on one end 11 of the hub body, while the remaining knives 8 are connected to one another in pairs by the partial bodies 12 and 13. As a result of the action of the pressure-resistant shims 2, 4 and 6, warping of the cutter disks 8 in this first operation is excluded.
To prepare for the second step, the mold is assembled in the manner shown in FIG. Here, the inserts 2, 4 and 6 are exchanged for the plates 15, 16 and 17, which have recesses for the formation of mold cavities, so that in the second work step the parts 18, 19 and 20 of the hub body marked by cross-hatching are obtained, which the Complete the intermediate product shown in FIG. 2 to form a complete cutting roll, which is shown in FIG. 4 after the sprues have been broken off.
In this second step, it is no longer necessary to insert special, pressure-resistant supplements into the mold, because the parts 11, 12 and 13 obtained in the first step act as pressure-resistant supplements for the thin cutter disks 8.
The result is that a cutting roller is obtained which consists of a one-piece plastic body, in which the disc knives 8, which are made of thin sheet steel, are embedded in a completely plane manner without any warping or distortion.
The invention can be applied analogously to the production of other objects made of plastic by injection molding, if the object is to fasten thin-walled inserts in the body during injection molding.
By forming the inserts 2, 4, 6 as relatively thick metal plates, which, like the other molded parts, can be divisible, a further advantage is achieved because the thin-walled inserts 8 dissipate the heat that would otherwise be heated up around 1800 C during injection would accumulate in the thin sheet metal rings and cause considerable deformations of the same.