DE4316268C2 - Verfahren zum Spritzgießen von Möbelteilen aus Kunststoff mit dem Gasinnendruckverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen von Möbelteilen aus Kunststoff, die eine als Hohlprofil ausgebildete langgestreckte Wand aufweisen nach dem Patentanspruch 1.

Ein typisches Beispiel eines solchen Möbelteils ist eine Schubkastenzarge. Bisher wird bei der Herstellung einer solchen Schubkastenzarge mit Hilfe eines Formkerns ein U-förmiges Hohlprofil erzeugt. Derartige einseitig offene Hohlprofile besitzen jedoch nur eine begrenzte Stabilität und wirken auch optisch relativ labil, so daß sie nicht immer dem heutigen Publikumsgeschmack entsprechen. Zwar läßt sich die Öffnung des U-Profils durch eine eingeschweißte Kunststoffleiste oder dergleichen verschließen, doch erfordert dies einen aufwendigen zusätzlichen Arbeitsgang. Zur Erhöhung der Stabilität können auch Versteifungsrippen in dem Hohlprofil ausgebildet werden, doch ergibt sich dabei oft der Nachteil, daß sich die Rippen durch Einfall in den Außenflächen der Wand markieren und so das Erscheinungsbild beeinträchtigen.

Um dem Schubkasten ein solides Aussehen zu verleihen, sollte die Kunststoffzarge möglichst massiv wirken. Wegen des beim Kunststoff-Spritzgießen unvermeidlichen Materialschwunds ist es jedoch schwierig, dickere Wandteile massiv auszubilden, ohne daß es zu unansehnlichen Einfallstellen kommt. Auch aus Gewichtsersparnisgründen ist ein Hohlprofil vorzuziehen.

Es sind sogenannte Gasinnendruckverfahren bekannt, bei denen Hohlräume in einem Spritzteil dadurch erzeugt werden, daß man während des Spritzvorganges ein inertes Gas unter Druck in den Formhohlraum injiziert. Bei diesen Verfahren wird die Form zunächst nur zu einem gewissen Teil mit Kunststoff gefüllt, und anschließend wird das Gas injiziert, so daß im Inneren der noch fließfähigen Kunststoffmasse eine Gasblase entsteht und der Kunststoff gegen die Wand des Formhohlraums gedrückt wird.

Dieses Verfahren wird jedoch bisher vorwiegend zur Erzeugung kleinerer Hohlräume in verdickten Bereichen mit relativ kleinem Querschnitt, bei­ spielsweise im Anschlußbereich von Rippen, eingesetzt, um dort Einfallstel­ len zu vermeiden (Kunststoff-Plastics, 9/91, Seite 6). Die Erzeugung größerer Hohlräume mit länglichem Profil nach diesem Verfahren gilt als problema­ tisch, da sich die Form der in dem Kunststoff gebildeten Gasblase dann nicht gezielt steuern läßt, so daß das Kunststoffteil eine uneinheitliche Wanddicke erhält. Je nach Geometrie des Außenprofils des Kunststoffteils kommt es in bestimmten Bereichen zu einer starken Ausdünnung der Wand oder sogar zu einem Durchbruch der Gasblase, während in anderen Bereichen starke Mate­ rialansammlungen verbleiben, so daß es dort zu Einfallstellen kommt.

Im Hinblick auf dieses Problem wird in WO 90/00466 A1 vorgeschlagen, den Formhohlraum mit Nebenkavitäten zu versehen, in die bei der Injektion des Gases ein Teil des Kunststoffes verdrängt wird. Auf diese Weise gelingt es, einen Hohlkörper in der Form einer verhältnismäßig dicken kreisförmigen Scheibe im Gasinnendruckverfahren herzustellen.

Weiterhin ist es aus dieser Druckschrift bekannt, diesen Hohlkörper im Inne­ ren mit einer im wesentlichen diametral verlaufenden Trennwand zu verse­ hen, indem das Gas an zwei verschiedenen Stellen in dem Formhohlraum eingespritzt wird, so daß zwei getrennte Gasblasen entstehen.

Wenn es sich bei dem herzustellenden Kunststoffteil jedoch nicht um einen verhältnismäßig kompakten, beispielsweise kreisscheibenförmigen Körper handelt, sondern um ein langgestrecktes Hohlprofil, ist es noch schwieriger, die Form der Gasblase geeignet zu steuern. Aus diesem Grund ist das Gasin­ nendruckverfahren bisher nicht zur Herstellung von langgestreckten Hohl­ profilen wie Schubkastenzargen und dergleichen eingesetzt worden.

Häufig soll das herzustellende Kunststoffteil auch einen dünnwandigen, massiven Profilbereich aufweisen, der sich auf einer Seite an das Hohlprofil anschließt. Dies gilt beispielsweise für eine Schubkastenzarge, bei der unter der als Hohlprofil gestalteten Wand noch ein Flansch für die Befestigung einer Laufschiene und/oder des Schubkastenbodens vorgesehen sein soll. In diesem Fall füllt das Kunststoffmaterial beim Spritzgießen nach dem Gasinnendruckverfahren zunächst nur den größeren Formhohlraum, der für die Bildung des Hohlprofils vorgesehen ist. Wenn dann das Gas injiziert wird, so verdrängt das Gas den Kunststoff auf einer Seite in den schmaleren Formhohlraum, der für die Bildung des Flansches vorgesehen ist. Dies hat zur Folge, daß die in dem Hohlraum erzeugte Gasblase keinen über die gesamte Län­ ge des Formhohlraums einheitlichen Querschnitt annimmt, sondern sich mit zunehmender Entfernung von der Injektionsstelle stärker zu der mit dem Flansch versehenen Seite verlagert, so daß auf der entgegengesetzten Seite eine unerwünschte Materialansammlung entsteht. Diesen Effekt könnte man theoretisch dadurch vermeiden, daß man auch auf der dem Flansch entgegengesetzten Seite eine entsprechende Nebenkavität vorsieht, in die ein Teil des Kunststoffs verdrängt werden kann. Es wäre dann jedoch eine Nachbearbeitung erforderlich, um das in die Nebenkavität eingedrungene Material zu entfernen. Beim Spritzgießen einer Schubkastenzarge ginge somit der Vorteil verloren, daß die Oberkante der Zarge eine glatte, von Bearbeitungsspuren freie Oberfläche aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Möbelteilen mit einer als Hohlprofil ausgebildeten langgestreckten Wand aus Kunststoff zu schaffen, mit dem sich ein geschlossenes Hohlprofil mit annähernd gleichbleibender Wanddicke erzeugen läßt, so daß Einfallstellen in der Wand des Hohlprofils vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Das Hohlprofil wird im Gasinnendruckverfahren erzeugt, wobei man jedoch das Gas an mindestens zwei verschiedenen Stellen in Profilbereiche injiziert, zwischen denen das Außenprofil der Wand eine Einschnürung aufweist. Beim Injizieren des Gases in die teilweise mit Kunststoff gefüllte Form wird ein Teil der Kunststoffmasse durch den Druck der in den beiden Profilbereichen entstehenden Gasblasen in Richtung auf die Einschnürung gedrückt, so daß die an der Einschnürungsstelle bestehende Engstelle des Formhohlraums mit Kunststoffmasse ausgefüllt wird und so eine Barriere bildet, die eine Vereinigung der in den beiden Profilbereichen entstehenden Gasblasen verhindert. Auf diese Weise wird eine Zwangsführung der Gasblasen auf der Länge des Formhohlraums erreicht, so daß in den Profilbereichen beiderseits der Einschnürung eine weitgehend einheitliche Wanddicke des Hohlprofils erreicht wird.

Sofern das Möbelteil an dem durch eine Stirnwand abgeschlossenen Ende des Hohlprofils jenseits der Stirnwand noch einen Endabschnitt mit einem offenen Hohlraum aufweist, so wird der zum Formen der Stirnwand und des offenen Hohlraums dienenden Formkern vorzugsweise so gestaltet, daß die Stirnwand fließend in die Wände des Endabschnitts übergeht. Auf diese Weise erhält der Formhohlraum im Übergangsbereich zwischen dem Hohlprofil und dem Endabschnitt eine V-förmige Gestalt, so daß sich die Kunststoffmasse beim Injizieren des Gases leichter in den Endabschnitt verdrängen läßt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine nach dem Verfahren hergestellte Schubkastenzarge; und

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch die Schubkastenzarge.

Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, weist eine Zarge 10 für einen Schubkasten eine Wand 12 mit einem rechteckigen Querschnitt auf, die eine Längsseitenwand des Schubkastens bildet und als Hohlprofil gestaltet ist. An dem der Rückwand zugewandten Ende weist die Zarge 10 einen abgewinkelten Endabschnitt 14 auf, der gemäß Fig. 2 einen zur Rückseite offenen Hohlraum 16 bildet und außerdem seitlich vorspringende Verbindungsteile 18 aufweist, die in die nicht gezeigte Rückwand des Schubkastens eingesteckt werden. An den unteren Rand der hohlen Wand 12 schließt sich ein massives, zur Seite hin offenes Rinnenprofil 20 an, das zur Befestigung des nicht gezeigten Schubkastenbodens dient.

Das Außenprofil der hohlen Wand 12 ist mit einer Einschnürung 22 versehen, die im gezeigten Beispiel durch eine tiefere V-förmige Nut 24 in der dem Schubkasteninneren zugewandten Oberfläche und eine gegenüberliegende flachere Nut 26 in der Außenfläche gebildet wird. Die Einschnürung 22 teilt das Profil der Wand 12 ist einen unteren Profilbereich 28, der etwa zwei Drittel der Gesamthöhe einnimmt, und einen oberen Profilbereich 30, der das obere Drittel der Gesamthöhe einnimmt. Im Bereich der Einschnürung 22 ist die Wand 12 massiv mit Kunststoff ausgefüllt, so daß die Hohlräume der Profilbereiche 28 und 30 auf der gesamten Länge der Wand 12 voneinander getrennt sind.

Zur Herstellung der Zarge 10 wird eine Form verwendet, die in ihrem Mittelabschnitt einen der Außenkontur der Wand 12 entsprechenden kernlosen Formhohlraum aufweist. Lediglich in den Endbereichen sind Kerne zur Bildung des offenen Hohlraums 16 und eines entsprechenden Hohlraums 32 im vorderen Endabschnitt 34 der Zarge vorgesehen. Die Kunststoffmasse wird im vorderen Endbereich 34 eingespritzt, bis der gesamte Formhohlraum zu etwa 80% gefüllt ist. Die Kunststoffmasse befindet sich dann im wesentlichen in den relativ dicken Profilbereichen 28 und 30 und ist noch nicht in nennenswertem Umfang in das Rinnenprofil 20 und den hinteren Endabschnitt 14 eingedrungen. In diesem Zustand wird über zwei Injektionsnadeln Stickstoffgas unter hohem Druck in die Profilbereiche 28 und 30 eingepreßt, so daß dort Gasblasen 36, 38 entstehen, die den Kunststoff zur Formwand und in das Rinnenprofil 20 und den Endabschnitt 14 hinein verdrängen. Im Bereich der Einschnürung 22 wirkt der Gasdruck von beiden Seiten, so daß die Kunststoffmasse in der Einschnürung verbleibt und eine Vereinigung der beiden Gasblasen 36 und 38 verhindert.

Da der untere Profilbereich 28 einen größeren Querschnitt aufweist als der obere Profilbereich 30, steht im unteren Profilbereich genügend Material zum Füllen des Rinnenprofils 20 zur Verfügung. Das kleinere Kunststoffvolumen in den oberen Profilbereich 30 kann lediglich in den Endabschnitt 14 abfließen. Unter diesen Bedingungen nehmen die Gasblasen 36 und 38 eine langgestreckte Form an, so daß letztlich sowohl im unteren Profilbereich 28 wie auch im oberen Profilbereich 30 ein Hohlprofil mit einer im wesentlichen einheitlichen Wanddicke entsteht, das praktisch keine Einfallstellen aufweist.

Man erhält so ein hohles Kunststoffteil von hoher Qualität, das im Bereich der Wand 12 außen völlig geschlossen ist und somit wie ein massives Bauteil wirkt.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Hohlräume 16 und 32 an den stirnseitigen Enden der Wand 12 durch geeignete Formgebung der entsprechenden Formkerne so gestaltet, daß die Stirnwände 40, die die offenen Hohlräume 16, 32 von den Gasblasen 36, 38 trennen, ein im wesentlichen V-förmiges Profil haben und fließend in die Seitenwände übergehen. Durch diese Formgebung wird der Materialfluß verbessert und eine schwalbenschwanzförmige Kontur der Gasblasen 36 und 38 erreicht, so daß auch in den Übergangsbereichen zwischen den Stirnwänden 40 und den inneren und äußeren Seitenwänden der Zarge Materialansammlungen und Einfallstellen vermieden werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Spritzgießen von Möbelteilen (10) aus Kunststoff, die eine als Hohlprofil ausgebildete langgestreckte Wand (12) aufweisen, wobei das Hohlprofil im Gasinnendruckverfahren erzeugt und dabei das Gas in mindestens zwei verschiedene Profilbereiche (28, 30) injiziert wird und wobei die Wand (12) mit einer in ihrer Längsrichtung verlau­ fenden Einschnürung (22) versehen ist, durch welche die beiden Profilbereiche (28, 30) so weit voneinander getrennt werden, daß die Gasblasen (36, 38) sich nicht vereinigen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Form­ werkzeug an einer Längskante des die Wand (12) bildenden Formhohlraums eine Nebenaktivität vorgesehen ist, die sich über eine wesentliche Länge der Wand erstreckt und in die beim Injizieren des Gases ein Teil der Kunststoffmasse verdrängt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in drei verschiedene Profilbereiche injiziert wird, die durch zwei Einschnürungen der Wand voneinander getrennt sind.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Spritzgießen von Möbelteilen, bei denen sich an die als Hohlprofil ausgebildete Wand (12) mindestens an einem Ende ein Endabschnitt (14) anschließt, der einen am stirnseitigen Ende offenen Hohlraum (16) bildet und gegenüber dem Hohlprofil durch eine Stirnwand (40) abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (40) derart schräg in die Wände des Endabschnitts (14) und die angrenzenden Wände des Hohlprofils übergeht, daß im Form­ hohlraum an diesen Übergangstellen jeweils ein V-förmmiges Profil gebildet wird, durch das der Kunststoff beim Spritzgießen in die Wand des Endabschnitts (14) geleitet wird.