CN104955630A - 注射模制紧固元件的方法以及紧固元件 - Google Patents
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Abstract
一种用于用塑料借助于注射模具而注射模制紧固元件(1、21)的方法,所述注射模具包围腔体且模制紧固元件(1、21),所述紧固元件具有沿轴线延伸的本体(2、22),所述本体具有壁(3),所述壁围绕沿轴向方向延伸用于容纳螺柱等的孔(4、24),其中,注射模具被设计为使得,腔体具有一致的厚度,其中液晶聚合物材料(LCP)被用作塑料且在轴向注射端部处被居中地注入注射模具的腔体,其方式是材料的流动前沿一致地轴向前进至腔体中。
Description
技术领域
本发明涉及用于借助于围绕腔体的注射模具用塑料注射模制紧固元件的方法,其中紧固元件具有沿轴线延伸的本体,所述本体具有至少一个壁,所述壁围绕沿轴向方向延伸用于容纳螺柱等的孔。本发明还涉及由塑料注射模制的紧固元件,其具有用于容纳螺柱的孔。
背景技术
前述类型的紧固元件,特别是螺母,从DE 298 10 428 U1、DE 100 48 975C1以及DE 10 2005 006 592 A1已知。后一文献还描述了特定类型的制造方法。热塑材料被用于注射模制,比如紧固元件,但其热稳定性被限制。
发明内容
本发明的目的是详细说明所述类型的紧固元件,并详细说明用于注射模制其的方法,所述方法可被用在发生相对高的温度的环境中,特别是200°以及更高。
所述目的通过具有在权利要求1中详细说明的特征的方法、以及具有在权利要求10中详细说明的特征的紧固元件而实现。该方法的有利实施例在权利要求2至9中详细说明,且紧固元件的有利实施例在权利要求11至16中详细说明。
根据本发明,在用于借助于围绕腔体的注射模具用塑料注射模制紧固元件的方法中,液晶聚合物材料(LCP)被用作塑料,且模制具有沿轴线延伸的本体的紧固元件,所述本体具有壁,所述壁围绕沿轴向方向延伸用于容纳螺柱等的孔。注射模具在这里设计为使得,腔体具有一致的厚度,且液晶聚合物材料(LCP)在轴向注射端部处居中地诸如注射模具的腔体,其方式是材料的流动前沿一致地轴向行进至腔体中。在本文中,腔体的厚度被理解为意思是彼此直接相对且彼此共同模制紧固元件的壁的腔体壁的间隔。腔体厚度由此对应于通过腔体模制的壁的厚度。
液晶高分子以高耐热性为特征,从而由其模制的紧固元件可以被用在具有高热应力的区域中。然而,由于工艺引发的取向(分子的排列造成),用于注射模制的LCP材料具有非均质特性。为了实现希望的模制部件特性,由此关键的是,借助于在注射期间材料的流动方向,实现对于紧固元件的强度要求而言最佳的分子取向。在这里应尽可能避免结合线的产生,因为LCP材料具有降低的结合线强度。已经发现,对于紧固元件(优选地可用作螺母),通过将注射点定位在一个轴向端部处且关于由注射模制形成的壁居中,可以实现具有特别有利的强度特性的分子排列。注射工艺可以被良好地控制,且极大地避免了具有降低的强度的结合线的形成。
根据本发明的另一提议,LCP材料的居中注射可以以特别有利的方式实现,这借助于:浇口(其在一侧上闭合孔,且聚合物材料居中地注入该浇口)通过注射模具在壁的注射端部处形成。浇口带来材料在腔体的环形端部(邻接用于模制所述壁的浇口)中的非常均匀的分布,并由此还带来一致的流动前沿。浇口具有进一步的优势是,仅需要一个居中定位的喷嘴用于聚合物材料的离开。这相当地简化了注射模制工具的制造和维护。
从而,浇口不阻碍***到紧固元件的螺柱通过孔的完整通道,根据本发明的另一提议,浇口可被设计为可通过槽道和/或预定的断裂点分开。通过这种方式,进入孔的螺柱可以分开且展开浇口。
替换地,根据本发明的另一提议,用于模制壁的腔体的注射端部可以在设计上是环形的,聚合物材料借助于环形喷嘴注射到注射模具的腔体内。
根据本发明的另一提议,围绕所述孔且基本与所述壁具有相同厚度的凸缘可以被模制到壁的与注射端部相对的端部,这借助于注射模具的适当设计。另外,凸缘可以在其圆周边缘处被提供有加强环,所述加强环轴向延伸且与凸缘具有相同厚度。
根据本发明的另一提议,注射模具的腔体可以被设计为使得,径向向外延伸的肋被模制到本体的壁的外侧上,其中厚度与壁的厚度基本相同。肋用于加强所述壁。一些或全部肋可设置有端部区段,其模制到凸缘上且径向向外延伸至凸缘的圆周边缘。这实现凸缘的加强以及壁到凸缘的结合。
根据本发明的另一提议,切向延伸的加强肋可以模制到位于壁的外侧上的一些或全部肋的外部、轴向延伸端部上,以便形成本体外侧上的工具接合区域,加强肋的外表面形成多边形棱柱的角部区域。根据本发明的该设计使得,可以借助于具有一致且相对较小厚度的壁形成紧固元件的本体外侧上的工具接合区域,其外直径独立于孔的直径且可以有利地被制造得更大。
附图说明
下文中参考在附图中示出的示例性实施例详细解释本发明。附图显示了:
图1,根据本发明的紧固元件的第一实施例的透视图,
图2,来自图1的紧固元件的俯视图,
图3,来自图1的紧固元件的侧视图,
图4,沿图2中的线IV–IV的剖面图,
图5,沿图2中的线V–V的剖面图,以及
图6,根据本发明的紧固元件的第二实施例的透视图。
具体实施方式
图1至5显示了紧固元件1,其可以被用作螺母,以用于将部件紧固到螺栓。紧固元件1具有中空的圆柱本体2,该本体具有壁3,如图4和5所示,所述壁3围绕中央圆柱孔4。孔4设置有内螺纹,但如果紧固元件将被附接到具有自切割螺纹(self-cutting thread)的螺柱,则也可以设计为是光滑的。附图中,孔4的顶端通过圆锥浇口5封闭,该浇口的尖端远离本体2突出。相比于壁3,浇口5具有更小的壁厚,且具有彼此一致地间隔开的三个槽道6,以及在槽道6的中心的预定的断裂点7。槽道6和预定的断裂点7使得,在紧固元件正被拧紧到螺柱上时,当螺柱沿轴向方向进入孔4压抵浇口5时,可以分开浇口5。在浇口5分开之后,已经彼此分开的浇口的部段可以被分开且通过螺柱的进一步前进而被推向旁边,使得螺柱可以在本体2的注射端部处从孔4没有障碍地出现。
模制在本体2的与浇口5相对的端部上的是平坦、盘状的凸缘8,其以环形的方式围绕孔4。凸缘8的圆周边缘通过加强环9加强,所述加强环9在其面对本体的顶侧处从凸缘8突出。
沿轴向方向以及向外径向延伸的肋10、11彼此以一致的间隔位于壁3的外侧上。邻近凸缘8,肋10设置有延伸部12,其径向向外延伸到加强环9且连接至其。肋10和延伸部12加强壁3与凸缘8之间的连接,且提高凸缘8的刚性。
在每种情况中肋11都位于肋10之间,且在它们的径向外边缘处承载加强肋13,所述加强肋13在肋11的两侧上在距壁3一距离处沿切向方向延伸。加强肋13的外表面14形成多边形棱柱的角部区域,在这里为六棱柱。这产生了工具接合区域,其具有有优势的较大外直径。在设置用于工具接合的区域中,肋10具有一径向宽度,使得它们的端部面与它们各自的相邻加强肋13的外表面处于共同的平面中。
由于该设计,紧固元件1特别适用于由液晶聚合物材料制造,特别是由高分子量、正温LCP材料以注射模制工艺制造。紧固元件1的所有区段,比如壁3、凸缘5、加强环9以及各个肋具有基本一致、相对较小的厚度。此外,它们布置为使得,通过将材料居中注射到浇口尖端,流动前沿一致地前进至注射模具中,避免了材料从相对方向结合的结合线。居中注射还带来可被期望以带来有利强度值的分子排列,所述强度值用于满足紧固元件在使用中所承受的要求。因此,在通过将紧固元件拧紧到螺柱上的部件的紧固过程中出现的力可以被良好地适应。
紧固元件的所描述的设计以及通过注射模制制造其的方法还适用于由纤维加强的塑料制造紧固元件,因为纤维同样呈现沿轴向和径向方向的主排列。
图6显示了紧固元件21的变化实施例,其不同于紧固元件1在于,穿过本体22的孔24在背离凸缘28的注射端部处完全敞开。替代地,本体22在注射端部处形成环形表面30,在所述注射端部处材料可借助于用于紧固元件21的初级模制的环形喷嘴而被注入注射模具。在注射模具的模制环形表面30的表面中,环形喷嘴具有同中心的环形间隙,该间隙具有恒定但小于环形表面30宽度的宽度。在注射模制工艺中,LCP材料以管道形状一致地离开环形间隙并以流动前沿一致地前进的方式填充注射模具。除了注射方式的设计的不同,注射模制工艺和可由其实现的紧固元件21的性质极大地对应于上文关于紧固元件1进行的描述。
Claims (16)
1.一种用于由塑料借助于注射模具而注射模制紧固元件(1、21)的方法,所述注射模具围绕一腔体且模制紧固元件(1、21),所述紧固元件具有沿轴线延伸的本体(2、22),所述本体具有壁(3),所述壁围绕沿轴向方向延伸且用于容纳螺柱等的孔(4、24),其特征在于,注射模具被设计为使得,腔体具有一致的厚度,且液晶聚合物材料(LCP)被用作所述塑料且在轴向注射端部处被居中地注入注射模具的腔体,其方式是材料的流动前沿一致地沿轴向前进至腔体中。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,注射模具形成圆锥浇口(5),该浇口在壁(3)的注射端部上在一侧上闭合所述孔(4),液晶聚合物材料居中地注入所述浇口。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,浇口(5)被设计为通过槽道(6)和/或预定的断裂点(7)而被分开。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,本体(22)的注射端部是环形的,且液晶聚合物材料借助于环形喷嘴而被注射。
5.如前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,围绕所述孔(4)且与壁(3)具有大致相同厚度的凸缘(8)被模制到壁(3)的与注射端部相对的端部。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,径向延伸且具有与凸缘(8)相同厚度的加强环(9)被模制到凸缘(8)的圆周边缘上。
7.如前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,轴向且向外径向延伸的肋(10、11)位于本体(2)的壁(3)的外侧上,所述肋的厚度基本等于壁(3)的厚度。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,肋(10)的一些或全部被设置有延伸部(12),所述延伸部模制到凸缘(8)上,径向向外延伸到凸缘(8)的圆周边缘(9)。
9.如前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,肋(11)的一些或全部在外端处设置有切向延伸的加强肋(13),以便形成工具接合区域,其中加强肋(13)的外表面(14)形成多边形棱柱的角部区域。
10.一种紧固元件,其由塑料注射模制而成且具有沿轴线延伸的本体(2),所述本体具有围绕孔(4)的至少一个壁(3),所述孔沿轴向方向延伸且用于容纳螺柱等,其特征在于,所述紧固元件由液晶聚合物材料(LCP)制成,且壁(3)具有基本一致的厚度,且在于,闭合所述孔的浇口(5)被形成在壁(3)的一个轴向端部处,用于居中地从喷嘴出现的液晶聚合物材料的分配。
11.如权利要求10所述的紧固元件,其特征在于,浇口(5)具有槽道(6)和/或预定的断裂点(7)。
12.如权利要求10或11之一所述的紧固元件,其特征在于,与壁(3)具有大致相同壁厚的凸缘(8)被模制到壁(3)的与浇口(5)相对的端部。
13.如权利要求12所述的紧固元件,其特征在于,加强环(9)被模制到凸缘(8)的圆周边缘上。
14.如权利要求10至13之一所述的紧固元件,其特征在于,径向向外延伸且厚度基本等于壁(3)的厚度的肋(10、11)位于壁(3)的外侧上。
15.如权利要求14所述的紧固元件,其特征在于,一些或全部肋(11)形成工具接合区域,且在径向外端部处设置有切向延伸的加强肋(13),其中该加强肋(13)的外表面(14)形成多边形棱柱的角部区域。
16.如权利要求14或15所述的紧固元件,其特征在于,肋(10)的一些或全部被设置有模制到凸缘(8)上的延伸部(12),其延伸到凸缘(8)的圆周边缘(9)。
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