DE102005039766B3

DE102005039766B3 - Werkzeug zur Herstellung elastischer Bauteile durch Spritzguss oder Ablegeverfahren sowie Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102005039766B3
Application number: DE200510039766
Authority: DE
Inventors: Karl Gritscher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2025-08-24

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 der 3 in der ersten Phase für die Entformung,
5 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus der 4 und
6 das Werkzeug der 3 und 4 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 Trägerplatte 10, von deren Oberseite zwei elastische Bauteile 12 nach oben abstehen. Die beiden Bauteile 12 sind hier als schräg zueinander geneigte Platten 14 ausgebildet, von denen jede eine rechteckige Öffnung 16 hat, die oben und unten durch eine schräg auslaufende Randfläche 18 begrenzt ist. Die paarweise zueinander angeordneten Bauteile 12 können beispielsweise als Schnapplaschen zur Befestigung nicht weiter dargestellter Gegenelemente dienen.
2 zeigt eine weitere Möglichkeit für ein Werkstück, das ebenfalls eine Trägerplatte 10 aus Kunststoff aufweist. Von deren Oberseite stehen vier Bauteile 12 nach oben ab, die hier als im Querschnitt rechteckige Säulen ausgebildet sind, von denen jede einen der gegenüberliegenden Säule 12 zugewandten, hakenförmigen Kopf 20 hat; den Übergang vom Kopf 20 zum säulenartigen Fuß bildet eine Hinterschneidung 16', die ebenfalls durch eine schräge Randfläche 18' gebildet wird. Ein solches Werkstück kann beispielsweise als Schnapphaken- oder Schnapplaschenelement dienen.
Zur Herstellung der in den 1 und 2 gezeigten sowie auch anderer Bauteile dient ein Werkzeug mit einer Schließeinheit 22, die in den 4 bis 6 dargestellt ist. Diese Schließeinheit 22 besteht in an sich bekannter Weise aus einem Formunterteil 24 und einem Formoberteil 26, deren Trennebene 28 in 3 angegeben ist. Das Formunterteil 24 ist aus einer unteren Aufspannplatte 30 und einer Formplatte 32 zusammengesetzt, durch die hindurch ein Einspritzkanal 34 nach oben führt.
Das Formoberteil 26 ist auf Säulen 36 relativ zum Formunterteil 24 vertikal verschiebbar geführt und besteht aus einer oberen Aufspannplatte 38, an der eine darunterliegende Formplatte 40 über seitliche Trägerwände 42 befestigt ist.
Dem Formoberteil 26 ist ein Auswerferorgan 44 zugeordnet, das aus einer oberen Auswerferplatte 46 und einer darunter befestigten, unteren Auswerferplatte 48 zusammengesetzt ist. Von der oberen Auswerferplatte 46 stehen Auswerferstangen 50 nach oben ab, die in entsprechenden Bohrungen der oberen Aufspannplatte 38 vertikal verschiebbar geführt sind.
An der unteren Auswerferplatte 48 sind Auswerfernadeln 52 befestigt, die in entsprechenden Bohrungen der oberen Formplatte 40 vertikal verschiebbar geführt sind. Zwischen den Auswerfernadeln 52 erstreckt sich parallel zu diesen ein Kern 54, dem in der Formplatte 40 eine Hohlform 56 enspricht, die entsprechend dem herzustellenden Bauteil 12 ausgebildet ist. Nach unten setzt sich die Hohlform 56 in eine flache Aussparung 56' für die Herstellung der Trägerplatte 10 fort. Wie insbesondere aus 5 ersichtlich ist, geht der hier kegelförmig ausgebildete Kern 54 nach oben in einen Stempel 58 über, dessen oberes Ende 60 über eine Führungsbohrung in der unteren Auswerferplatte 48 in eine Kammer 62 eingreift. Wie 3 zeigt, kann in dieser Kammer 62 eine Druckfeder 64 angeordnet sein, welche gegen das obere Ende 60 des Kerns 54 eine elastische Druckkraft ausübt.
In seinem mittleren Teil steht von dem Stempel 58 ein hier ringförmig ausgebildeter Endanschlag 66 in radialer Richtung ab, der sich in der Stellung der Schließeinheit 22 nach den 5 und 6 auf der Oberfläche 68 der oberen Formplatte 40 abstützt.
Wie 5 weiter zeigt, hat der Kern 54 eine der Hohlform 56 entsprechende Ausbildung mit zwei von außen schräg nach oben konisch divergierenden Begrenzungsflächen 70, die zur Herstellung der schräg auslaufenden Randflächen 18 bzw. 18' der elastischen Bauteile 12 dienen.
3 zeigt die Schließeinheit 22 in ihrer geschlossenen Stellung nach dem Einspritzen des Werkstoffs durch den Einspritzkanal 34. Nach dem Erkalten bzw. Aushärten des Werkstoffs beginnt die erste Öffnungsphase zum Entformen des Werkstücks, bei der sich gemäß 4 das Formoberteil 26 nach oben bewegt, während sich das Auswerferorgan 44 relativ zu dem Formoberteil 26 nach unten verschiebt. Die dabei auf die oberen Enden der Auswerferstangen 50 wirkenden Antriebsorgane sind nicht weiter dargestellt. In dieser ersten Entformungsphase bewegt sich der Kern 54 gemeinsam mit dem Auswerferorgan 44, wobei er die beiden schräg zueinander stehenden Platten 14 des Bauteils 12 mitnimmt und aus der Hohlform 56 löst, während die Auswerfernadeln 52 synchron dazu die Trägerplatte 10 aus der Aussparung 56' herausdrücken.
Am Ende dieser ersten Entformungsstufe stützt sich gemäß den 4 und 5 der Endanschlag 66 des Kerns 54 auf der Oberfläche 68 der oberen Formplatte 40 ab, so daß in der darauf folgenden zweiten Entformungsstufe der Kern 54 stillsteht, während das Auswerferorgan 44 seine Verschiebebewegung nach unten fortsetzt. Dabei werden die oberen Randbereiche der beiden Platten 14 in Richtung der in 5 eingezeichneten Pfeile voneinander weggeschwenkt, wobei ihre schrägen Randflächen 18 auf den schrägen Begrenzungsflächen 70 des Kerns 54 nach außen gleiten. Im weiteren Verlauf der Verschiebung der Auswerfernadeln 52 relativ zum Kern 54 werden die beiden Platten 14 des Bauteils 12 elastisch aufgespreizt, wodurch eine Zwangsentformung auf dem Kern 54 stattfindet.
Am Ende dieser zweiten Entformungsstufe kehren die beiden elastischen Platten 14, wie in 6 gezeigt, unterhalb des Kerns 54 aufgrund ihrer Elastizität wieder in ihre gewünschte Schrägstellung zurück, so daß sich das in 1 gezeigte Werkstück ergibt.
Für die Herstellung des in 2 dargestellten Werkstücks mit insgesamt vier elastischen Bauteilen 12, die jeweils schräg auslaufende Randflächen 18' haben, ergibt sich bei entsprechender Ausgestaltung des Kerns 54 und der Hohlform 56 ein gleicher Verfahrensablauf für die Zwangsentformung, bei der die hier als Schnappelemente ausgebildeten Bauteile 12 ebenfalls in der zweiten Entformungsstufe freigefahren werden.

Claims

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.