DE2638619C3 - Spritzgießform zum Herstellen eines Spritzgußteiles mit einer Hinterschneidung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform zum Herstellen eines Spritzgußteiles gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine bekannte Spritzgießform (DE-AS 12 79 315) dieser Art dient dem Spritzen einer Muffe, die drei axiale Zahnsegmente mit nach innen vorspringenden Zähnen hat. Diese drei Zahnsegmente werden in der Spritzgießform durch drei mit der betreffenden Formhälfte fest verbundene erste Kernteile gebildet. Die Zwischenräume zwischen den Zahnsegmentreihen der Muffe werden durch feste zweite Kernteile der anderen Formhälfte erzeugt. Die Spritzgießform enthält ferner ein drehbares Mittelteil, das den Außenumfang der Muffe bildet und mit diesem Außenumfang drehfest verbunden ist. Zum Entformen der Muffe wird die Spritzgießform zuerst axial geöffnet und dann die Muffe von den ersten Kernteilen durch Drehen des Mittelteiles entfernt, wobei sich die Muffe nicht verformt. Anschließend wird die Muffe durch Auswerfer ausgeworfen. Mit einer solchen Spritzgießform können jedoch nur Spritzgußteile gespritzt werden, bei weichen die Hinterschneidungen seitlich vollständig offen sind, weil nur dann das Entformen möglich ist. Auch muß der auf die Drehachse des Mittelteiles bezogene Zentriwinkel des Zahnsegmentes kleiner als der Zentriwinkel sein, der zwischen ihm und dem ihm in Drehrichtung des Mittelteiles benachbarten Zahnsegment besteht. Auch können wegen der zweiten Kernteile die Zahnsegmente nicht an die Innenumfangswand eines Topfes oder einer Kappe angespritzt werden, weil dies die zweiten Kernteile infolge ihrer Anordnung an der anderen Formhälfte verhindern.

Es sind ferner Spritzgießformen bekannt (DE-OS 25 06 551, FR-AS 22 05 404), bei denen das die Hinterschneidung bewirkende Kernteil nach Öffnen der Form axial aus der Hinterschneidung unter elastischem Aufbiegen des die Hinterschneidung bewirkenden Vorsprunges des Spritzgußteiles herausgezogen wird. Dies läßt sich jedoch u. a. dann nicht durchführen, wenn die vordere Stirnfläche der Hinterschneidungen zu steil, insbesondere senkrecht zur Achsrichtung des Kernteiles gerichtet ist, weil dann der die Hinterschneidung bewirkende Bereich des Kernteiles der Hinterschneidung gegen axiales Herausziehen »verriegelt« ist

Zur Herstellung eines durchlaufenden Gewindes eines Spritzgußteiles ist es auch bekannt, drehbare Gewindekerne vorzusehen, die aus dem Spritzgußteil nach öffnen der Form herausgedreht werden (US-PS 23 63 808). Damit lassen sich jedoch keine Hinterschneidungen, die zwei Längsseiten haben, herstellen.
Auch ist es bekannt, die Hinterschneidungen beim Spritzen durch geradegeführte Seitenschieber herzustellen. Dies ist jedoch baulich aufwendig, beschränkt die Gestaltung der Hinterschneidungen und ist nur möglich, svenn kein Bereich des Spritzgußteiles im Weg des Se'tenschiebers zur Hinterschneidung vorhanden ist und für den Seitenscheiber in ausreichendem Maße Platz zur Verfügung steht.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Spritzgießform zu schaffen, welche es auf baulich einfache Weise ermöglicht, Spritzgußteile mit beliebig langen Längsseiten aufweisenden Hinterschneidungen ohne Seitenschieber und ohne aus der Hinterschneidung axial herausziehbare Kernteile auch in Fällen spritzen zu können, wo die Hinterschneidungen seitlich nicht vollständig offen sind oder der Zentriwinkelabstand zwischen zwei durch einen Kernteil gebildeten Hinterschneidungen kleiner als der ebenfalls auf die Achse dieses Kernteiles bezogene Zentriwinkel der Hinterschneidung ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Spritzgießform gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, daß sich an den Außenabschnitt des Kernteiles in Umfangsrichtung nach der Ausnehmung ein Flächenbereich anschließt, auf den der an einem radial elastischen Teilbereich des Spritzgußteiles angeordnete, sich nach innen erstreckende Vorsprung bei radial nach außen ausgebogenem Teilbereich des Spritzgußteiles frei gleitet.

Das Kernteil kann der Erzeugung einer oder mehrerer Hinterschneidungen dienen. Die Spritzgießform kann ein oder mehrere derartige Kernteile aufweisen und eine Einfach- oder Mehrfach-Spritzgießform sein.

Die erfindungsgemäße Spritzgießform ermöglicht insbesondere auch das Spritzen von Spritzgußteilen, die Hinterschneidungen haben, deren beiden Längsseiten nicht vollständig offen zu sein brauchen. Auch kann der die Hinterschneidung bildende Vorsprung des Spritzgußteiles rechtwinklig oder im spitzen Winkel zur angrenzenden Innenfläche der Hinterschneidung gerichtet sein. Das Entformen der Spritzgußteile kann ohne starke Beanspruchung erfolgen, weil sich die dem Herausführen des die Hinterschneidung des Spritzgußteiles bildenden Vorsprunges aus der Ausnehmung des

Kernteiles dienende Relativdrehung des Kernteils zum Spritzgußteil Ober einen relativ großen Drehwinkel erstrecken kann, so daß das Herausführen des Vorsprunges aus der Ausnehmung auch bei raschem Entformen sanft erfolgen kann. Auch können die die Längsseiten der Hinterschneidungen bildenden Kernbereiche der Spritzgießform an der das drehbare Kernteil aufweisenden Formhälfte angeordnet sein, so daß das Spritzgußteil bspw. eine Schale sein kann, von deren geschlossenem Innenboden ein die Hinterschneidung aufweisender Zapfen vorspringt

Ferner können, wenn das Kernteil der Herstellung mehrerer Hinterschneidungen des Spritzgußteiles dient, die auf die Achse des Kernteiles bezogenen Zentriwinkel der Lücken zwischen diesen Hinterschneidungen kleiner als die Zentriwinkel der Hinterschneidungen sein.

Das nach der Relativdrehung des Kernteiles zum Spritzgußteil erfolgende Entfernen de? Kernteils in Richtung seiner Achse aus dem Spritzgußteil kann erfolgen, indem der Kernteil axial aus dem Spritzgußteil und/oder das Spritzgußteil von dem Kernteil axial abgezogen wird.

Das Kernteil ist auch bei beengten Platzverhältnissen leicht unterzubringen. Sein Drehantrieb ist auf einfache Weise möglich, da es zum Entformen äußerstenfalls nur eine 180° Drehung ausführen muß, so daß es durch einfache, billige und wenig Platz benötigende Antriebe gedreht werden kann, beispielsweise einen kurzen Zahnstangenantrieb, einen hydraulischen Arbeitszylinder oder durch eine feststehende Kurve im Zug der Öffnungsbewegung der betreffenden Formhälfte oder dergleichen.

Das Entformen kann sehr rasch durchgeführt werden, da das Drehen des Kernteiles sehr rasch erfolgen kann, ggfs. noch vor Beendigung des öffnens der Form.

Die durch das Kernteil bedingten baulichen Maßnahmen am Spritzwerkzeug sind einfach, nicht teuer und betriebssicher.

Die Stirnflächen der Hinterschneidung des Spritzgußteiles können vorzugsweise solche Gestaltungen haben, daß das Entformen durch eine reine Drehbewegung des Kernteiles bei zu ihm unveränderter axialer Stellung des Spritzgußteiles stattfinden kann. Zu diesem Zweck können diese Stirnflächen vorzugsweise Abschnitte geometrischer Rotationsflächen sein, deren Achse in die Drehachse des Kernteiles fällt oder derart schräg verlaufende Flnchen sein, daß sich das Kernteil beim Drehen von ihnen abhebt. Es ist jedoch auch möglich, wenn auch mit zusätzlichem Aufwand verbunden, während des Drehens des Kernteiles auch gleichzeitig zumindest zeitweise eine stetige axiale Relativbewegung zwischen Spritzgußteil und Kernteil durchzuführen, wodurch sich auch kompliziert gestaltete Hinterschneidungen, beispielsweise unterbrochene Gewinde mittels des Kernteiles herstellen lassen. Letzteres kann dadurch erfolgen, indem das Kernteil auf einem während des Drehens des Kernteiles stillstehenden Gewinde, dessen Achse in die Drehachse des Kernteiles fällt, auf einem Gegengewinde formschlüssig geführt ist.

Die Erfindung ermöglicht n>> -^K bisher nicht erzielbare Gestaltungen von Hintei :>chneidungen aufweisenden Zapfen oder dergleichen von Spritzgußteilen und verbreitert damit die konstruktiven Möglichkeiten für solche Spritzgußteile.

In den Unteransprüchen !sind vorteilhafte Weiterbildungen der Spritzgießform hach dem Patentanspruch 1 beschrieben.

Gemäß Patentanspruch 2 ist es zum einfachen Entformen besonders vorteilhaft, vorzusehen, daß der Kernteil zusammen mit dem Spritzgußteil vor dem Drehen des Kernteiles axial aus der den Kernteil aufnehmenden Formhäifte relativ zu ihr axial verschiebbar sind.

Das Entformen der Spritzgußteile läßt sich besonders schonend durchführen, wenn gemäß Patentanspruch 3 vorgesehen ist, daß der bei geschlossener Spritzgießform im Formhohlraum befindliche Bereich des Kernteiles mit Ausnahme des oder der Ausnehmungen, die der Bildung des oder der Vorsprünge an der oder den inneren Flächen des Spritzgußteiles dienen, rotationssymmetrisch, vorzugsweise kreiszylindrisch ist Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt da sie auch bei anderen Ausbildungen des Kernteiles anwendbar ist bspw. kann der bei geschlossener Spritzgießform im Formhohlraum befindliche Bereich des Kernteiles elliptische Querschnitte haben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Es zeigen in schematischer Darstellung

F i g. 1 bis 3 Teillängsschnitte durch ein Spritzwerkzeug mit einem in seiher Spritzgießform gespritzten Spritzgußteil aus thermoplastischem Kunststoff bei geschlossener Spritzgießform (F i g. 1), geöffneter Form vor Entformen der Hinterschneidung des Spritzgußteiles (F i g. 2), geöffneter Spritzgießform unmittelbar vor axialer Abnahme des Spritzgußteiles (F i g. 3).

F i g. 4 bis 6 Teilschnitte durch die Spritzgießform und das Spritzgußteil nach den F i g. 1 bis 3, gesehen entlang der Schnittlinien 4-4, 5-5 und 6-6 in vergrößerter Darstellung,

F i g. 7 bis 9 dem Teilschnitt nach F i g. 4 entsprechende Teilschnitte durch Spritzgießformen gemäß Varianten der Spritzgießform nach F i g. 1 bis 3,

Fig. 10 bis 11 je ein Spritzgußteil in längsgeschnittener Darstellung, die mittels einer Seitenschieber aufweisenden Spritzgießform herstellbar sind, das einen Kernteil ähnlicher Gestaltung und Anordnung wie bei der Spritzgießform nach F i g. 1 hat.

Das in Fi g. 1 bis 3 dargestellte Spritzwerkzeug 10 ist an einer üblichen Spritzgießmaschine zum Spritzgießen thermoplastischer Kunststoffe angeordnet, von welcher der unbewegliche vordere Aufspannkörper 11 mit Angußkanal 12 und der bewegliche hintere Autspannkörper 13 ausschnittsweise dargestellt sind. Das Spritzwerkzeug 10 weist eine Spritzgießform 14 mit einer vorderen Formhälfte 15 und einer hinteren Formhälfte 16 auf. Die Formhälfte 15 ist am Aufspannkörper 11 und die Formhälfte 16 an einem fest am Aufspannkörper 13 befestigten Distanzrohr bzw. Distanzstücken 17 befestigt. Der hintere Aufspannkörper 13 ist zusammen mit der von ihm gehaltenen hinteren Formhälfte 16 in üblicher, nicht näher dargestellter Weise in Achsrichtung des Spritzwerkzeuges 10 zum Öffnen und Schließen der Spritzgießform 14 geradlinig verschiebbar. Innerhalb des Distanzrohres 17 ist eine mehrteilige Ausdrückplatte 19 angeordnet, an der im Aufspannkörper 13 in Bewegungsrichtung des Aufspannkörpers 13 geradlinig geführte Stangen 20 befestigt sind, die in nicht dargestellter Weise in Richtung des Pfeiles A hydraulisch bewegbar sind, wobei sie die Öffnungsbewegung des Aufspannkörpers 13 bis in dessen in Fig.2 dargestellter maximaler Offenstellung mitmachen und danach hydraulisch nach rechts in die in Fig.2 dargestellte Stellung bewegt werden. Hierdurch wird das vorangehend bei geschlos-

sener Spritzgießform 14 gespritzte Spritzgußteil 21 beim Öffnen der Spritzgießform 14 in die von den Formhälften 15, 16 abgehobene Stellung nach F i g. 2 mittels eines an der Ausdrückplatte 19 fest angeordneten zylindrischen Ausdrückstiftes 22 und eines in der Ausdrückplatte 19 um eine in Bewegungsrichtung des Aufspannkörpers 13 verlaufende Drehachse drehbar gelagerten Kernteiles 23 überführt. Dieser Kernteil 23 hat stets dieselbe axiale Relativstellung zur Ausdrückplatte 19 und ist mittels eines nicht dargestellten Drehantriebes aus der in Fig.2 und 5 dargestellten Winkelstellung in die in F i g. 3 und 6 dargestellte Winkelstellung um 90° drehbar und wieder in die in F i g. 1 dargestellte Ausgangsstellung zurückdrehbar. Dieser Antrieb kann ein Zahnstangenantrieb, ein hydraulischer Antrieb oder dergleichen sein, der an der Ausdrückplatte 19 angeordnet ist.

In diesem Ausführungsbeispiel dient die Spritzgießform 14 der Herstellung eines schalenförmigen Spritzgießteiles 21, an dessen Innenboden zwei zueinander spiegelbildliche Zapfen als radial elastische Teilbereiche 24 mit angespritzt sind, die an ihren einander zugewendeten inneren Flächenabschnitten je einen eine Nase bildenden Vorsprung 31 (F i g. 5) aufweisen. Diese Vorsprünge 31 schaffen innere Hinterschneidungen 25, die zur Drehachse des Kernteiles 23 und damit auch zur Längsachse der Spritzgießform 14 und zu ihrer öffnungs- und Schließrichtung senkrechte vordere und hintere ebene Stirnflächen 26, 27 haben. Die sich zwischen diesen Stirnflächen 26, 27 parallel zur Drehachse des im Bereich der Spritzgießform 14 mit Ausnahme von Ausnehmungen 30 für die Vorsprünge 31 der Zapfen 24 kreiszylindrischen Kernteiles 23 erstrekkenden Innenflächen 29 der Hinterschneidungen 25 sind entsprechend Abschnitte einer gemeinsamen geometrischen Kreiszylinderfläche, da das Kernteil 23 im Bereich der Hinterschneidungen 25 auf der ganzen Länge der Hinterschneidungen 25 kreiszylindrisch isL Diese Innenflächen 29 der zueinander parallelen Zapfen 24 könnten jedoch ohne weiteres auch Erhöhungen und/oder Vertiefungen oder Abstufungen oder Schräggestaltungen erhalten, die ihr Entformen durch Drehen des Kernteiles 23 nicht behindern, da diese Zapfen 24 beim Entformen ihrer Hinterschneidungen 25 durch Drehen des Kernteiles 23, wie aus F i g. 3 im Vergleich zu Fig.5 ersichtlich ist, nach außen voneinander weggespreizt werden.

Das Spritzgußteil 21 kann aus der in Fig.3 dargestellten Stellung manuell in axialer Richtung vom Kernteil 23 abgezogen oder mittels nicht dargestellter Auswerfer ausgeworfen werden, wobei die Vorspringe 31 der Zapfen 24 auf dem zylindrischen Umfang des Kernteiles 23 außerhalb der Ausnehmungen 30 gleiten. Nach erfolgter Abnahme vom Kernteil 23 federn die Zapfen 24 in die gespritzte Stellung zurück.

Die Wandstärke der Zapfen 24 ist hier zweckmäßig im Bereich der Innenfläche 29 konstant, so daß auch die die Außenflächen der Zapfen 24 formenden nutförmigen Ausnehmungen 34 im festen Kern 35 der hinteren Formhälfte 16 als Abschnitte einer gemeinsamen geometrischen Zylinderfläche ausgebildete Flächen haben, deren Längsachse in die Drehachse des Kernteiles 23 fällt

Die beiden Zapfen 24 können beispielsweise der formschlüssigen Aufnahme einer Lampenfassung dienen und verriegeln diese lösbar.

Die Funktion des Spritzwerkzeuges 10 ist wie folgt:

Das Einspritzen des thermoplastischen Kunststoffes durch den Angußkanal 12 hindurch in die Spritzgießform 14 erfolgt auf übliche Weise, und nach Erstarren des Spritzgußteiles 21 wird die Spritzgießform 14 durch Bewegen des Aufspannkörpers 13 nach links geöffnet, bis die in Fig.2 dargestellte maximale Offenstellung erreicht ist, bei welcher der Spritzgußteil 21 von den Formhälften 15, 16 abgehoben ist. Nunmehr wird der Kernteil 23 um 90° gedreht, wodurch die Nasen als

ίο Vorsprünge 31 der Zapfen 24 aus den Ausnehmungen 30 unter Auseinanderspreizen der Zapfen 24 herausgelangen und auf den zylindrischen Umfang des Kernteiles 23 gelangen, so daß hierdurch die Hinterschneidungen 25 entformt sind und der Spritzgußteil 21 nunmehr vom Kernteil 23 axial abgenommen werden kann.

Wie aus F i g. 6 ersichtlich, reicht für das Entformen der Hinterschneidungen 25 der Zapfen 24 an sich eine Winkeldrehung des Kernteiles 23 entsprechend dem halben Zentriwinkel des Zapfens 24 aus, da sein Vorsprung 31 dann die Ausnehmung 30 bereits vollständig verlassen hat Die Zapfen 24 können deshalb auch kleinere Winkelabstände voneinander haben als ihren Zentriwinkeln bezogen auf die Drehachse des Kernteiles 23 entspricht

Wie aus den Fig.4 bis 6 ersichtlich ist haben die Vorsprünge 31 der Zapfen 24 in diesem Ausführungsbeispiel in stirnseitiger Betrachtung kreisabschnittsförmige und gemäß den F i g. 1 bis 3 in Seitenansicht widerhakenförmige Gestalt. Der Kernteil 23 hat also eine äußerst einfach herzustellende Gestalt und auch die an der Erzeugung der Zapfen 24 mitwirkenden Innenflächen des fest angeordneten Kerns 35 der Formhälfte 15 sind einfach herzustellen.

Ein solcher Kernteil 23 kann auch unter entsprechender Änderung des festen Kerns 35 der Herstellung von nur einem Zapfen 24 oder von mehr als zwei Zapfen 24 dienen, wie es F i g. 7 und 8 zeigen, und/oder es kann die Spritzgießform auch mehr als zwei Kernteile 23 aufweisen, wie es F i g. 9 an einem Beispiel zeigt

Obwohl es besonders vorteilhaft ist das Spritzgußteil 21 vor dem Drehen des Kernteiies 23 von der Formhälfte 16 abzuheben, sind auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen das Drehen eines Kernteiles nach alleinigem Abheben der von ihm nicht durchdrungenen Formhälfte möglich ist so daß dann keine axiale Relativverstellung zwischen dem Kernteil und der von ihm durchdrungenen Formhälfte notwendig ist

In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel eines Spritzgußteiles 21" dargestellt bei welchem die nicht dargestellte Spritzgießform einen zu ihrer Achsrichtung aehsparallelen Kernteil wie in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 hat wobei diese Spritzgießform jedoch noch einen Seitenschieber zur Herstellung des Innenraumes 36 des Spritzgußteiles 21" benötigt Entsprechendes gilt für das Spritzgußteil 21"' gemäß dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 11.

In F i g. 11 ist ferner zu sehen, daß der mittels des nicht dargestellten Kernteiies, das dem nach F i g. 1 bis 3 entsprechen kann, hergestellte Innenraum 37 des Spritzgußteiles 21'" im Zusammenwirken mit dem nicht dargestellten, fest an der betreffenden Formhälfte angeordneten Kern anschließend an die beiden Zapfen 24 einen umfangsseitig geschlossenen zylindrischen Bereich hat so daß ein in ihn eingesetztes Teil, beispielsweise eine Lampenfassung, besonders exakt zentriert gehalten ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spritzgießform zum Herstellen eines Spritzgußteiles, das an mindestens einem inneren Flächenabschnitt mindestens einen quer zu diesem Flächenab schnitt sich erstreckenden Vorsprung, der sich in Umfangsrichtung des inneren Flächenabschnittes über einen Zentriwinkel von maximal 180° erstreckt, unter Bildung einer Hinterschneidung aufweist, mit einem in einer Fo'rmhälfte der Spritzgießform angeordneten, den inneren Flächenabschnitt mittels eines Außenabschnittes und den nach innen sich erstreckenden Vorsprung mittels einer Ausnehmung im Außenabschnitt formenden Kernteil, der zum Entformen der Hinterschneidung relativ zum Spritzgußteil drehbar und anschließend in Richtung seiner Achse aus dem Spritzgußteil entfernbar ^;st, dadurch gekennzeichne*, daß sich an den Außenabschnitt des Kernteiles (23) in Umfangsrichtung nach der Ausnehmung (30) ein Flächenbereich anschließt, auf dem der an einem radial elastischen Teilbereich (24) des Spritzgußteiles (21) angeordnete, sich nach innen erstreckende Vorsprung (31) bei radial nach außen ausgebogenem Teilbereich (24) des Spritzgußteiles (21) frei gleitet

2. Spritzgießform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernteil (23) zusammen mit dem Spritzgußteil (21) vor dem Drehen des Kernteilcs (23) axial aus der den Kernteil (23) aufnehmenden Formhälfte (16) relativ zu ihr axial verschiebbar sind.

3. Spritzgießform nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bei geschlossener Spritzgießform (14) im Formhohlraum befindliche Bereich des Kernteiles (23) mit Ausnahme des oder der Ausnehmungen (30) rotationssymmetrisch, vorzugsweise kreiszylindrisch ist.