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Spreizkern für die @erstellung von Spritzteilen
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Die Erfindung betrifft einen Spreizkern für die @erstellung von Spritzteilen,
bei dem um einen ieststehenden Kernstift eine in Axialrichtung des Kernstifts bewegbare
Segmenthülse vorgesehen ist, deren achsparallele segmente aus einer hnordnung im
Spritzzustand in Radialrichtung nacil innen in eine Anordnung im Entformungszustand
bewegbar sind.
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Spreizkerne dienen dazu, kunststoffteile mit Innengewinde, Nasen,
inneren Vertiefungen, Kerben, Aussparungen sowie Durchbreichen und sonstigen Hinterschneidungen
zu spritzen Die Außenflächen ihrer Segmenthülsen bilden im Spritzzustand die iorm
für die Innenwandung des itzteils. wenn diese Innenwandung Aiinterschneidungen auiweist,
muß die Segmenthülse im Entformungszustand auf einen kleineren Außendurchmesser
gebracht werden, des das Entformen des Spritzteils von dem Spreizkern ermöglicht.
Spreizkerne der eingangs genannten Art sollen dies dadurch ermöglichen, daß die
begmen-te bei Axialbewegung der Segmenthülse entlang dem Kernstiit nach innen zusammeniallen.
Bei den bekannten Spreizkernen geschieht dies nur unvollkommen: nie bekannten Spreizkerne
weisen einen Kernsti@t mit zylindrischem Außenpro@il auf. Ihre Segmenthülse ist
nur
in dem die lt'orm bildenden vorderen Teil mit Segmenten versehen. Der anschließende
Teil ist als mit bongsschlitzen versehene starre @ülse ausgebildet, die Schwenklager
für die egmente enthält. bei Freigabe durch den Kernstift rührt das einzelne Segment
eine Schwenkbewegung aus. Das begrenzt bei begrenzter Baulänge des Spreizkerns insbesondere
den Durchmesser, auf den die Segmente zusammenfallen können, und beschränkt damit
die Kunststoffteile, die mit dem Spreizkern hergestellt werden können. Außerdem
erfolgt das Entformen nicht optimal durch eine der Axialbewegung überlagerte reine
Radialbewegung der Segmente. Der bekannte Spreizkern ist auf das Entformen von Spritzteilen
mit kreisförmigem Grundriß beschränkt.
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Bekannt sind auch Wannen-Werkzeuge, bei denen um einen Kern drei Gruppen
von Schiebern, nämlich Seiten-, Stirn- und ckschieber, von denen die Seiten- und
Stirnscnieber in Nuten an Schrägflächen des Kerns gerührt sind, zum Entfernen von
Leuclztenwannen mit hinterschneidungen vorgesehen sind. Die bekannten Wannen-Werkzeuge
sind nur zum Entformen von - relativ großen -Wannen mit rechteckigem Grundriß geeignet.
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Die Er windung verfolgt den Zweck, das Anwendungsgebiet von Sreizkernen
zu erweitern. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spreizkern zu schaffen, der
das Entformen von Spritzteilen sowohl mit rundem als auch rechteckigem Grundriß,
aucn mit komplizierten hinterschneidungen, gestattet und bei dem die Segmenthülse
während des Entformen eine überlagerte Axial-und Radialbewegung durchführt. Gemäß
der Erfindung wird diese Ausgabe bei einem Spreizkern der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß der Kernstift mit konischen Außenflächen versehen ist und als
Segmenthülse zwei Gruppen von in Äxialrichtung durchgehenden zyklisch versetzt angeordneten
Seitenschiebern mit innerhalb derselben Gruppe gleicner und zu benachbarten Gruppen
unterschiedlicher Konizität und rührung am Kernstift vorgesehen sind.
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Bei der Erfindung laufen die Seitenschieber bei ihrer Axialbewegung
bezogen auf den kernstift parallel-radial zusammen, so daß aucn lange @interschneidungen
in einem spritzteil entformt werden können. Es kann jede Art @interschneidung sowohl
bei eckigem als auch bei rundem Grundriß des Spritzteils entformt werden, aucn eine
eckige oder seitliche llint-erschneidung. Durch seinen Aufbau ist der Spreizkern
eine feste Einneit, die keine Gratbildung am Kunststoffteil zuläßt und höchste Genauigkeiten
erzielen läßt. Durch das soiortige Zusammenfallen
der Seitenschieber
beim Entformen tritt auch bei längstem Gebrauch des Spreizkerns kein Verschleiß
ein. Bei entsprechender Materialauswahl kann der SpreizKern Tür thermoplastische
Verarbeitung, duroplastische Werarbeitung, Metall-Druckguß, in einem Spannwerkzeug
und im Schnitt- und Stanzenbau eingesetzt werden. Der zpreizkern nach der Erfindung
weist eine niedrige Bauart aul, wodurch für seinen Einsatz keine großen Werkzeuge
benötigt werden. Der Spreizkern hat keine Durchmesserbegrenzung nach oben. Der Spreizkern
ist billiger als bekannte Spreizkerne. Er ist au jeder Art Spritzgießmaschine einsetzbar,
da er keine Zusatzschaltungen benötigt.
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Der Spreizkern nach der Erfindung ermöglicht es, in weiterer Ausgestaltung
den Kernstift als hohlkörper mit offener äußerer Stirnseite auszuitihren und den
Hohlkörper mit einem von der offenen äußeren Stirnseite eingeführten Mittelkern
auszufüllen. Bei dieser Ausgestaltung ist es möglich, nach einer Hinterschneidung
weitere Verlängerungen, z.B. zylindrische Verlängerungen, anzubringen, die auch
noch axiale Einstiche haben können.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden
im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen in schematischer Darstellung Eig. 1 einen Spreizkern im
Spritzzustand in der Ansicht von der oberen Stirnseite und im Axialschnitt entlang
der angegebenen Schnittlinie; Pig. 2 den in Sig. 1 dargestellten Spreizkern im Entformungszustand;
Sig. 3 einen Spreizkern mit einem zusätzlichen Mittelkern im Spritzzustand im Axialschnitt;
Pig.
4 den in Pig. 3 dargestellten Spreizkern im Entiormungszustand; kig. 5 einen in
ein kortnwerkzeug eingebauten Spreizkern im Spritzzustand in der Ansicht von der
oberen Stirnseite und im Axialsolinitt.
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Der Spreizkern nach der Erfindung weist einen Kernstift 1 auf.
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Um den Kernstift herum sind zwei Gruppen von Seitenschiebern 2 und
3 angeordnet. Die derselben Gruppe angehörenden Seitenschieber sind untereinander
gleich aufgebaut. Je einer der Seitenschieber 2 wechselt aul dem Umfang des Kernstifts
1 mit einem der Seitenschieber 3 ab. Der Kerbstift 1 kann einen zusätzlichen Mittelkern
4 enthalten. Einer oder mehrere Spreizkerne sind Bestandteil eines kormwerkzeugs
5.
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Der Kernstift 1 ist an seinem einen Ende als Verbindungsteil 11 für
die Verbindung mit dem feststehenden leil des )i'ormwerkzeugs 5 ausgebildet. Am
freien Ende des BefestigungsteiLs 11 ist ein Gewinde 12 vorgesehen. An der äußeren
Stirnseite des Befestigungsteils 11 mündet eine zentrale Kühlbohrung 13, die den
gesamten Kernstift 1 bis in den Bereich der entgegengesetzten Stirnseite des Kernstifts
1 durchsetzt. Im Anschluß an den Befestigungsteil 11 ist der Kernstift 1 mit konischen
Außenflächen 14 und 15 versehen. Die durch den Winkels bestimmte Konizität der konischen
Außenfläche 15 ist größer als die durch den Winkel d bestimmte Konizität der der
konischen Außenfläche 14; sie beträgt im Ausführungsbeispiel etwa das Doppelte.
Entlang den konischen Außenflächen 14 gleiten die Seitenschieber 2, entlang den
konischen Außenflächen 15 die Seitenschieber 3. Zur Halterung der Seitensohieber
2 und 3 sind die konischen Außenflächen 14 und 15 mit schwalbenschwanzZörmigen Nuten
16 und 17 versehen. Die konischen Außenflächen 14 und 15 sowie die schwalbenschwanzförmigen
Nuten 16 und 17 beginnen am Befestigungsteil 11 und enden an der dem Befestigungsteil
11 entgegengesetzten Stirnseite des Kernstifts 1.
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Die entlang den konischen Außenflächen 14 des Kernstifts 1 gleitenden
und in den Nuten 16 geführten Seitenschieber 2 weisen im Querschnitt im wesentlichen
die Yorm eines Kreissegments auf. Die Sehne 21 jedes Ereissegments ist unterbrochen
von einem schwalbenschwanzförmigen Vorsprung 22, der in die Nut 16 eingreift. Das
freie Ende jedes Seitenschiebers 2 ist als Teil der Innenwand des herzustellenden
Spritzlings ausgebildet, im Ausführungsbeispiel mit parallelen Rillen 23 versehen.
Im hbstand von den parallelen Rillen 23 weist jeder Seitenschieber 2 einen Teil
24 eines ringförmigen Bundes auf, mit dessen Hile die Axialbewegung der Seitenschieber
2 innerhalb des i'ormwerkzeugs 5 erfolgt.
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Die entlang den konischen Außenflächen 15 des Kernstifts 1 gleitenden
und in den Nuten 17 geführten Seitenschieber 3 weisen im Querschnitt im wesentlichen
die i?orm eines Trapezes auf, wobei das Trapez eine der Krümmung des Kreissegments
jedes Seitenschiebers 2 angepaßte gekrümmte äußere Grundlinie 31 aufweist. Die andere
Grundlinie 32 ist unterbrochen von einem sdwalbenschwanzförmigen Vorsprung 33, mit
dessen hilfe der Seitenschieber 3 in der Nut 17 geführt ist. Mit den Seiten 34 liegt
jedes Trapez an der Sehne 21 des benachbarten Seitenschiebers 2 an. Auch die Seitenschieber
3 weisen am freien Ende einen Teil der Innenwand des herzustellenden Spritzlings
auf, im Ausführungsbeispiel Rillen 35. Im Spritzzustand, das ist der in den Figuren
1 und 3 dargestellte Zustand, bilden alle Seitenschieber 2 und 3, gegebenenfalls
gemeinsam mit den Mittelkern 4, den 'formkern für die Herstellung der Innenwandung
des Spritzlings. Im Abstand von den Rillen 35 ist auch an jedem Seitenschieber 3
ein Teil 36 des Bundes vorgesehen.
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Die Teile 24 und die Teile 36 bilden den vollständigen ringförmigen
Bund.
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Dei der in den h'iguren 3 und 4 dargestellten Ausführung ist der Kernstift
1 als Hohlkörper mit offener äußerer stirnseite ausgeiührt. Der hohlkörper ist von
dem von der offenen Stirnseite eingeführten Mittelkern 4 ausgefüllt. Der Kopf 41
des Mittelkerns 4 dient als Formkern und ist entsprechend der Ausbildung des herzustellenden
S-pritzlings ausgeführt. Ist der Kerbstift 1 mit dem Mittelkern 4 versenen, verläuft
vorteilhaft eine Kühlbohrung 42 axial in dem Mittelkern 4.
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Bei dem Formwerkzeug 5, von dem nur die 191aschinenseite dargestellt
ist, handelt es sich um ein herkömmliches Formwerkzeug mit einer Grundplatte 51,
mit der der Kernstift 1 verschraubt ist, zwei Schieberführungsplatten 52 und 53
sowie einer Abstreiferplatte 54.
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Die Wirkung des Spreizkerns nach der Erfindung ist folgende: Nach
dem Öffnen des Formwerkzeugs und Entformen des Spritzlings aus der nicht dargestellten
Düsenseite werden zunächst die chieberfülirungspltten 52, 53 mit der Abstreiferplatte
54 um den Weg s in Axialrichtung bewegt. Die Schieberführungsplatten 52, 53 sind
miteinander verschraubt und können nur den eg s zurücklegen. Da der Kerbstift 1
est mit der nicht beweglichen Grundplatte 51 verbunden ist, bewegen sich auch die
über den Bund 24, 36 mitgenommenen Seitenschieber 2 und 3 um den Weg s. Da der die
Konizität der Außenflächen 14 des Kernstifts 1 und der Seitenschieber 2 bestimmende
Winkell etwa halb so groß ist wie der die Konizität der Außenflächen 15 des Kernstiftes
1 und der Seitenschieber 3 bestimmte Winkel gleiten die Seitenschieber 3 nicht nur
um den Weg s in Axialrichtung, sondern gleiten auch entlang den Sehnen 21 auf den
benachbarten Seitenschiebern 2 nach innen. Dies ermöglicht den Seitenschiebern 2
die Bewegung entlang den konischen Außenflächen 14 an dem Kernstift 1. Am Ende der
Axialbewegung 9
haben wegen der Beziehung ß = 2« die Innenkanten
am freien Ende der Seitenschieber 3 bezogen auf ihre Ausgangslage einen doppelt
so großen Weg radial nach innen zurückgelegt wie die Innenkanten am freien Ende
der Seitenschieber 2. Der im Spritzzustand gleiche Abstand s1 der Innenkanten der
Seitenschieber 3 ist also kleiner als der Abstand s2 der Innenkanten der Seitenschieber
2 von der Mittellinie. ach Zurücklegen des Weges s ist der Spritzling in Folge der
kontinuierlichen überlagerten parallelen Axial- und Kadialbewegung nach innen frei
von den Seitenschiebern 2 und 3: Der größte Außendurchmesser der Seitenschieber
2 und 3 ist kleiner als der kleinste Innendurchmesser des Spritzlings. Er kann daher
von der Abstreiferplatte 54 aus dem Formwerkzeug entfernt werden. Beim Zurückfahren
des Formwerkzeugs 5 in seine Ausgangslage gleiten die Seitens chieb er 2 und 3 entlang
dem Kernstift 1 wieder in ihre Ausgangslage zurück. Ein neuer Spritzvorgang kann
eingeleitet werden. Dabei ist es vorteilhaft, das Formwerkzeug als Mehrfachwerkzeug,
also mit mehreren Spreizkernen auszurüsten.