DE102005039766B3 - Werkzeug zur Herstellung elastischer Bauteile durch Spritzguss oder Ablegeverfahren sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
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Abstract
Das Werkzeug dient zur Herstellung elastischer Bauteile (12), die von einer Trägerplatte (10) nach einer Seite abstehen und eine Öffnung (16) oder Hinterschneidung (16') haben. Es besteht aus einer Schließeinheit (22) mit einem Formunterteil (24) und einem relativ dazu verschiebbaren Formoberteil (26), dem ein Kern (54) sowie ein Auswerferorgan (44) zugeordnet sind. Das Auswerferorgan (44) ist in der Verschieberichtung des Formoberteils (26) relativ zu diesem verfahrbar. Der Kern (54) ist seinerseits in dem Auswerferorgan (44) in dessen Verschieberichtung beweglich gelagert und hat einen Endanschlag (66) zur Begrenzung seiner Verschiebebewegung relativ zum Auswerferorgan (44) bei dessen Auswurfbewegung, wobei der Kern (54) in Verschieberichtung konisch divergierende Begrenzungsflächen (70) für die Öffnung (16) oder Hinterschneidung (16') aufweist. DOLLAR A Das Verfahren eignet sich zur Herstellung elastischer Bauteile (12) mittels Spritzguss oder Ablegeverfahren, die von einer Trägerplatte (10) nach einer Seite abstehen und eine Öffnung (16) oder Hinterschneidung (16') haben. Die Öffnung (16) oder Hinterschneidung (16') hat eine obere, schräg auslaufende Randfläche (18; 18'), die an einer entsprechenden, schrägen Begrenzungsfläche (70) des Kerns (54) einer Schließeinheit (22) anliegt und sich nach einem Erkalten oder Aushärten des eingespritzten oder eingelegten Werkstoffs beim Auswerfen des Bauteils (12) auf der schrägen Begrenzungsfläche (70) des dann stillstehenden Kerns ...
Description
- Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung elastischer Bauteile durch Spritzguß oder Ablegeverfahren sowie ein Verfahren zu deren Herstellung nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 5.
- Zur Spritzgußherstellung elastischer Bauteile, die von einer Trägerplatte nach einer Seite abstehen und eine Öffnung oder Hinterschneidung haben, dienen in bekannter Weise Werkzeuge mit einer Schließeinheit, die aus einem Formunterteil und einem relativ dazu verschiebbaren Formoberteil bestehen, wobei dem Formoberteil ein Kern sowie ein Auswerferorgan zugeordnet sind. Die herkömmlichen Formoberteile benötigen für die Herstellung der Öffnung oder Hinterschneidung Werkzeugschieber, die allerdings gesonderte Führungen sowie einen eigenen Motor für ihren Antrieb erforderlich machen. Ferner sind Schrägauswerferorgane notwendig, die ebenfalls eine aufwändige Führung benötigen. Die bekannten Lösungen haben daher einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau, erfordern einen großen Bauraum und sind bei der Herstellung sowohl zeitaufwändig als auch kostenintensiv.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zur Herstellung elastischer Bauteile mit einer Öffnung oder Hinterschneidung zur Verfügung zu stellen, das bei konstruktiv einfachem Aufbau in der Lage ist, die Bauteile platzsparend, kostengünstig und zeitsparend herzustellen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Zur Lösung der aufgezeigten Aufgabe ist ferner ein Verfahren zur Herstellung der genannten Bauteile mittels eines solchen Werkzeugs vorgesehen, das sich durch die Merkmale des Patentanspruchs 5 auszeichnet.
- Bei der Erfindung wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Flexibilität der elastischen Bauteile für deren Zwangsentformung eingesetzt werden kann. Dabei wird in einer ersten Phase nach dem Erkalten oder Aushärten des verwendeten Werkstoffs das Auswerferorgan gemeinsam mit dem Kern relativ zu dem geöffneten Formoberteil verfahren, wodurch das Bauteil aus der Form ausgeschoben wird. In der unmittelbar anschließenden zweiten Phase wird der Kern an seinem Endanschlag angehalten, so daß nur noch das Auswerferorgan weiterverfahren wird; dabei wird die Elastizität der Bauteile, die von der Trägerplatte abstehen, genutzt, indem sich deren Schrägflächen für eine Zwangsentformung selbsttätig von den schrägen Begrenzungsflächen des Kerns lösen, ohne daß hierfür gesonderte Schieber oder Auswerfer benötigt werden.
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:
-
1 die perspektivische Ansicht eines ersten möglichen Bauteils, -
2 eine weitere Möglichkeit eines Bauteils, das mit der Erfindung hergestellt werden kann, -
3 im Vertikalschnitt ein Werkzeug nach der Erfindung im geschlossenen Zustand, -
4 das Werkzeug der3 in der ersten Phase für die Entformung, -
5 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus der4 und -
6 das Werkzeug der3 und4 in der zweiten Phase für die Entformung. -
1 zeigt ein Beispiel für ein Werkstück, das mit dem Werkzeug und dem Verfahren gemäß der Erfindung durch Spritzguß oder im Ablegeverfahren aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff hergestellt werden kann. Das Werkstück besteht aus einer Trägerplatte10 , von deren Oberseite zwei elastische Bauteile12 nach oben abstehen. Die beiden Bauteile12 sind hier als schräg zueinander geneigte Platten14 ausgebildet, von denen jede eine rechteckige Öffnung16 hat, die oben und unten durch eine schräg auslaufende Randfläche18 begrenzt ist. Die paarweise zueinander angeordneten Bauteile12 können beispielsweise als Schnapplaschen zur Befestigung nicht weiter dargestellter Gegenelemente dienen. -
2 zeigt eine weitere Möglichkeit für ein Werkstück, das ebenfalls eine Trägerplatte10 aus Kunststoff aufweist. Von deren Oberseite stehen vier Bauteile12 nach oben ab, die hier als im Querschnitt rechteckige Säulen ausgebildet sind, von denen jede einen der gegenüberliegenden Säule12 zugewandten, hakenförmigen Kopf20 hat; den Übergang vom Kopf20 zum säulenartigen Fuß bildet eine Hinterschneidung16' , die ebenfalls durch eine schräge Randfläche18' gebildet wird. Ein solches Werkstück kann beispielsweise als Schnapphaken- oder Schnapplaschenelement dienen. - Zur Herstellung der in den
1 und2 gezeigten sowie auch anderer Bauteile dient ein Werkzeug mit einer Schließeinheit22 , die in den4 bis6 dargestellt ist. Diese Schließeinheit22 besteht in an sich bekannter Weise aus einem Formunterteil24 und einem Formoberteil26 , deren Trennebene28 in3 angegeben ist. Das Formunterteil24 ist aus einer unteren Aufspannplatte30 und einer Formplatte32 zusammengesetzt, durch die hindurch ein Einspritzkanal34 nach oben führt. - Das Formoberteil
26 ist auf Säulen36 relativ zum Formunterteil24 vertikal verschiebbar geführt und besteht aus einer oberen Aufspannplatte38 , an der eine darunterliegende Formplatte40 über seitliche Trägerwände42 befestigt ist. - Dem Formoberteil
26 ist ein Auswerferorgan44 zugeordnet, das aus einer oberen Auswerferplatte46 und einer darunter befestigten, unteren Auswerferplatte48 zusammengesetzt ist. Von der oberen Auswerferplatte46 stehen Auswerferstangen50 nach oben ab, die in entsprechenden Bohrungen der oberen Aufspannplatte38 vertikal verschiebbar geführt sind. - An der unteren Auswerferplatte
48 sind Auswerfernadeln52 befestigt, die in entsprechenden Bohrungen der oberen Formplatte40 vertikal verschiebbar geführt sind. Zwischen den Auswerfernadeln52 erstreckt sich parallel zu diesen ein Kern54 , dem in der Formplatte40 eine Hohlform56 enspricht, die entsprechend dem herzustellenden Bauteil12 ausgebildet ist. Nach unten setzt sich die Hohlform56 in eine flache Aussparung56' für die Herstellung der Trägerplatte10 fort. Wie insbesondere aus5 ersichtlich ist, geht der hier kegelförmig ausgebildete Kern54 nach oben in einen Stempel58 über, dessen oberes Ende60 über eine Führungsbohrung in der unteren Auswerferplatte48 in eine Kammer62 eingreift. Wie3 zeigt, kann in dieser Kammer62 eine Druckfeder64 angeordnet sein, welche gegen das obere Ende60 des Kerns54 eine elastische Druckkraft ausübt. - In seinem mittleren Teil steht von dem Stempel
58 ein hier ringförmig ausgebildeter Endanschlag66 in radialer Richtung ab, der sich in der Stellung der Schließeinheit22 nach den5 und6 auf der Oberfläche68 der oberen Formplatte40 abstützt. - Wie
5 weiter zeigt, hat der Kern54 eine der Hohlform56 entsprechende Ausbildung mit zwei von außen schräg nach oben konisch divergierenden Begrenzungsflächen70 , die zur Herstellung der schräg auslaufenden Randflächen18 bzw.18' der elastischen Bauteile12 dienen. -
3 zeigt die Schließeinheit22 in ihrer geschlossenen Stellung nach dem Einspritzen des Werkstoffs durch den Einspritzkanal34 . Nach dem Erkalten bzw. Aushärten des Werkstoffs beginnt die erste Öffnungsphase zum Entformen des Werkstücks, bei der sich gemäß4 das Formoberteil26 nach oben bewegt, während sich das Auswerferorgan44 relativ zu dem Formoberteil26 nach unten verschiebt. Die dabei auf die oberen Enden der Auswerferstangen50 wirkenden Antriebsorgane sind nicht weiter dargestellt. In dieser ersten Entformungsphase bewegt sich der Kern54 gemeinsam mit dem Auswerferorgan44 , wobei er die beiden schräg zueinander stehenden Platten14 des Bauteils12 mitnimmt und aus der Hohlform56 löst, während die Auswerfernadeln52 synchron dazu die Trägerplatte10 aus der Aussparung56' herausdrücken. - Am Ende dieser ersten Entformungsstufe stützt sich gemäß den
4 und5 der Endanschlag66 des Kerns54 auf der Oberfläche68 der oberen Formplatte40 ab, so daß in der darauf folgenden zweiten Entformungsstufe der Kern54 stillsteht, während das Auswerferorgan44 seine Verschiebebewegung nach unten fortsetzt. Dabei werden die oberen Randbereiche der beiden Platten14 in Richtung der in5 eingezeichneten Pfeile voneinander weggeschwenkt, wobei ihre schrägen Randflächen18 auf den schrägen Begrenzungsflächen70 des Kerns54 nach außen gleiten. Im weiteren Verlauf der Verschiebung der Auswerfernadeln52 relativ zum Kern54 werden die beiden Platten14 des Bauteils12 elastisch aufgespreizt, wodurch eine Zwangsentformung auf dem Kern54 stattfindet. - Am Ende dieser zweiten Entformungsstufe kehren die beiden elastischen Platten
14 , wie in6 gezeigt, unterhalb des Kerns54 aufgrund ihrer Elastizität wieder in ihre gewünschte Schrägstellung zurück, so daß sich das in1 gezeigte Werkstück ergibt. - Für die Herstellung des in
2 dargestellten Werkstücks mit insgesamt vier elastischen Bauteilen12 , die jeweils schräg auslaufende Randflächen18' haben, ergibt sich bei entsprechender Ausgestaltung des Kerns54 und der Hohlform56 ein gleicher Verfahrensablauf für die Zwangsentformung, bei der die hier als Schnappelemente ausgebildeten Bauteile12 ebenfalls in der zweiten Entformungsstufe freigefahren werden.
Claims (5)
- Werkzeug zur Herstellung elastischer Bauteile durch Spritzguß oder mittels Ablegeverfahren, die von einer Trägerplatte nach einer Seite abstehen und eine Öffnung oder Hinterschneidung haben, bestehend aus einer Schließeinheit mit einem Formunterteil und einem relativ dazu verschiebbaren Formoberteil, dem ein Kern sowie ein Auswerferorgan zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswerferorgan (
44 ) in der Verschieberichtung des Formoberteils (26 ) relativ zu diesem verfahrbar ist und daß der Kern (54 ) seinerseits in dem Auswerferorgan (44 ) in dessen Verschieberichtung beweglich gelagert ist und einen Endanschlag (66 ) zur Begrenzung seiner Verschiebebewegung relativ zum Auswerferorgan (44 ) bei dessen Auswurfbewegung hat, wobei der Kern (54 ) in Verschieberichtung konisch divergierende Begrenzungsflächen (70 ) für die Öffnung (16 ) oder Hinterschneidung (16' ) aufweist. - Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (
54 ) gegen die Kraft einer Druckfeder (64 ) verschiebbar in dem Auswerferorgan (44 ) abgestützt ist. - Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswerferorgan (
44 ) eine im Formoberteil (26 ) verschiebbar gelagerte Platte (46 ,48 ) aufweist, von der Auswerfernadeln (52 ) abstehen, die sich parallel zu dem Kern (54 ) erstrecken. - Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerfernadeln (
52 ) und der Kern (54 ) in einer dem Formunterteil (24 ) gegenüberliegenden Formplatte (40 ) verschiebbar geführt sind, deren der Platte (48 ) gegenüberliegende Oberfläche (68 ) als Abstützfläche für den Endanschlag (66 ) des Kerns (54 ) dient. - Verfahren zur Herstellung elastischer Bauteile, mittels eines Werkzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche die von einer Trägerplatte nach einer Seite abstehen und eine Öffnung oder Hinterschneidung haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (
16 ) oder Hinterschneidung (16' ) eine obere, schräg auslaufende Randfläche (18 ;18' ) hat, die an einer entsprechenden, schrägen Begrenzungsfläche (70 ) des Kerns (54 ) der Schließeinheit (22 ) anliegt und sich nach einem Erkalten oder Aushärten des eingespritzten oder eingelegten Werkstoffs beim Auswerfen des Bauteils (12 ) auf der schrägen Begrenzungsfläche (70 ) des dann stillstehenden Kerns (54 ) so von diesem weg verschiebt, daß das Bauteil (12 ) elastisch aufgespreizt und zwangsentformt wird.
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