DE4317061C1 - Schmelzkern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmelzkern aus einer niedrigschmelzenden Me­ tallegierung zur Erzeugung eines Hohlraums in einem durch Spritzgießen her­ gestellten Bauteil, wobei der Schmelzkern als Hohlkörper aus polymerem Werkstoff ausgebildet ist.

Ein solcher Schmelzkern ist aus der DE-OS 22 51 435 bekannt. Der Schmelzkern wird in einem Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff mit komplizierten Aussparungen und Hohlräumen verwendet. Die Schmelzkerne können vorwiegend aus den Metallen Zink, Cadmium, Zinn, Blei, Antimon und Wismut bestehen und daher durch ihre voneinander abweichenden Erweichungs- und Schmelzpunkte an werkstoffspezifischen Eigenschaften des herzustellenden Bauteils angepaßt werden. Im Anschluß an die Formgebung des Bauteils aus polymerem Werkstoff kann der Schmelzkern durch eine Temperaturerhöhung leicht entfernt werden.

Schmelzkerne, die als einseitig offene Hohlkörper ausgebildet sind, sind all­ gemein bekannt. Um die Zykluszeit beim Ausschmelzen des Kerns zu verrin­ gern, werden insbesondere Schmelzkerne mit großem Volumen als Hohlkör­ per hergestellt. Die vorbekannten Schmelzkerne werden beispielsweise durch Schieber ausgehöhlt, wobei die derart entstandene Ausnehmung wieder durch einen Schieber des Spritzgießwerkzeugs verschlossen werden muß. In dem Bereich, in dem der Schieber des Spritzgießwerkzeugs den Hohlkörper verschließt, entsteht herstellungsbedingt im Bauteil eine Öffnung, die nach dem Ausschmelzen des Kerns mit einem Kernlochdeckel verschlossen wird. Die Kosten für das Spritzgießwerkzeug werden durch den Schieber, der den Hohlraum des Schmelzkerns verschließt, verteuert. Außerdem verlängert sich dadurch insgesamt die Herstellung des spritzgegossenen Bauteils.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schmelzkern der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß er in sich geschlossen ausgebildet ist und den Drücken beim Spritzgießen von Kunststoff widersteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Der Anspruch 2 betrifft eine vorteilhafte Ausgestaltung.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, daß der Hohlkör­ per mit einer herstellungsbedingten Öffnung versehen ist, die durch einen aus gleichem Werkstoff separat erzeugten Deckel dicht verschlossen ist, wobei die Öffnung und der Deckel durch eine Preßpassung miteinander verpreßt sind, wobei der Deckel und der Hohlkörper oberflächenbündig miteinander verbunden sind und wobei der die Öffnung begrenzende Randbereich des Hohlkörpers in einem Teilbereich seiner axialen Erstreckung einen sich in Richtung der Umgebung erweiternden, kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweist, der mit einem kongruent geformten Umfangsbereich des Deckels in Eingriff ist. Hierbei ist von Vorteil, daß der Schmelzkern in sich geschlossen ausgebildet ist und in die Gießform eingelegt werden kann, ohne daß im zu gießenden Bauteil nachträglich herstellungsbedingte Öffnungen verschlossen werden müssen. Dadurch, daß der Hohlkörper und der Deckel aus gleichem Material hergestellt sind, können sie gemeinsam beim Ausschmelzen des Kerns zurückgewonnen werden. Die Wandstärke des Hohlkörpers sowie die Befestigung des Deckels innerhalb der Öffnung sind derart auszulegen, daß sie den Drücken beim Spritzgießen widerstehen. Der als Hohlkörper ausgebildete Schmelzkern kann innerhalb kurzer Zeiten temperiert und im Anschluß an die Fertigung des Bauteils ausgeschmolzen werden. Außerdem ist es nicht erforderlich, daß bei dem erzeugten Bauteil Öffnungen mit Kernlochdeckeln verschlossen werden müssen. Insgesamt ist die Zeitersparnis zur Herstellung des spritzgegossenen Bauteils wesentlich größer, als die Zeit, die aufgewendet werden muß, um den Deckel für den Schmelzkern herzustellen und diesen dicht in den Hohlkörper einzusetzen.

Die Öffnung und der Deckel sind durch eine Preßpassung miteinander verpreßt, wobei der Deckel und der Hohlkörper oberflächenbündig mit­ einander verbunden sind. Die oberflächenbündige Ausgestaltung ist von Vorteil, um eine Nachbearbeitung des spritzgegossenen Bauteils im Anschluß an seine Herstellung auf der der Öffnung des Schmelzkerns zugewandten Seite zu vermeiden.

Der die Öffnung begrenzende Randbereich des Hohlkörpers weist in einem Teilbereich seiner axialen Erstreckung einen sich in Richtung der Umgebung erweiternden, kegelstumpfförmigen Querschnitt auf, der mit einem kongruent geformten Umfangsbereich des Deckels in Eingriff ist. Beim Ver­ schließen der Öffnung kann der Deckel bei einer derartigen Ausgestaltung verliergesichert außerhalb des Hohlkörpers gehalten werden. Ferner ist bei einer derartigen Ausgestaltung von Vorteil, daß durch den sich kegel­ stumpfförmig erweiternden Querschnitt ein Anschlag für den Deckel gebildet ist. Das Fügen des Deckels in die Öffnung des Hohlkörpers ist dadurch we­ sentlich vereinfacht. Außerdem ist von hervorzuhebender Bedeutung, daß die beim Spritzgießen entstehenden Drücke durch die kegelstumpfförmige Auflagefläche von Deckel und Öffnung aufgenommen werden. Mit zuneh­ mendem Druck werden der Hohlkörper und der Deckel verstärkt miteinander verpreßt. Ein unbeabsichtigtes Lösen des Deckels von der Öffnung ist durch diese Ausgestaltung zuverlässig ausgeschlossen.

Die Metallegierung kann aus Wismut bestehen. Hierbei ist von Vorteil, daß dieses Material kostengünstig in großen Mengen verfügbar und einfach bearbeitbar ist. Die Öffnung des Hohlkörpers und der Deckel werden bevorzugt dichtend miteinander verpreßt, wobei beim Einpressen des Deckels in die Öffnung des Hohlkörpers die Metallegierung im Randbereich zu fließen beginnt und die beiden Teile dadurch in einem teilplastischen Preßverband miteinander verbunden werden.

Der erfindungsgemäße Schmelzkern wird nachfolgend anhand der Zeichnun­ gen näher erläutert.

In Fig. 1 ist der Schmelzkern längsgeschnitten dargestellt.

In Fig. 2 ist der Schmelzkern aus Fig. 1 in einer Draufsicht gezeigt.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Schmelzkern aus einer niedrigschmelzenden Metallegie­ rung gezeigt, der durch einen Hohlkörper 1 gebildet ist, wobei die herstel­ lungsbedingte Öffnung 2 des Hohlkörpers 1 durch einen Deckel 3 verschlos­ sen ist. Der Hohlkörper 1 und der Deckel 3 bestehen aus einem überein­ stimmenden Werkstoff. Der Deckel 3 und der Hohlkörper 1 sind miteinander verpreßt, wobei der Randbereich 4 der Öffnung 2 und der Deckel 3 im Be­ reich seines Außenumfangs in einem Teilbereich kegelstumpfförmig ausge­ bildet sind. Der Kegelwinkel beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 45°. Da­ von abweichende Kegelwinkel, insbesondere solche zwischen 30 und 60°, können ebenfalls problemlos verwirklicht werden. Die dichtende Verpressung zwischen dem Randbereich 4 der Öffnung 2 und dem Deckel 3 erfolgt in dem Teilbereich, der zylindrisch ausgebildet ist. Der kegelstumpfförmig aus­ gebildete Teilbereich bildet einen Anschlag zur exakten axialen Positionierung des Deckels 3 innerhalb der Öffnung. Die Umgebung 5 innerhalb der Gieß­ form ist während des Spritzgießens vom Werkstoff des zu gießenden Bau­ teils vollständig ausgefüllt. Die Wanddicke des Hohlraums 1 sowie die Ver­ bindung zwischen Hohlraum 1 und Öffnung 3 sind derart ausgelegt, daß sie dem Drücken beim Spritzgießen widerstehen.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Hohlkörper 1 aus Fig. 1 gezeigt. Der Hohlkörper 1 und seine Öffnung 2 sowie der Deckel 3 sind in diesem Aus­ führungsbeispiel rotationssymmetrisch gestaltet.

Claims (2)

1. Schmelzkern aus einer niedrigschmelzenden Metallegierung zur Erzeu­ gung eines Hohlraums in einem durch Spritzgießen hergestellten Bau­ teil aus polymerem Werkstoff, wobei der Schmelzkern als Hohlkörper ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) mit einer herstellungsbedingten Öffnung versehen ist, die durch einen aus gleichem Werkstoff separat erzeugten Deckel (3) dicht verschlossen ist, daß die Öffnung und der Deckel durch eine Preßpassung mitein­ ander verpreßt sind, daß der Deckel (3) und der Hohlkörper (1) ober­ flächen-bündig miteinander verbunden sind und daß der die Öffnung (2) begrenzende Randbereich (4) des Hohlkörpers (1) in einem Teilbereich seiner axialen Erstreckung einen sich in Richtung der Umgebung (5) erweiternden, kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweist, der mit einem kongruent geformten Umfangsbereich des Deckels (3) in Eingriff ist.

2. Schmelzkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Me­ tallegierung aus Wismut besteht.