DE4412179A1 - Verfahren zur Herstellung eines Formteils sowie Formteil - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Formteils sowie FormteilInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung eines Formteils sowie ein Formteil mit
mindestens einem in einer quer zu einer Formtrenn
ebene verlaufenden Innenwandfläche des Formteils
angeordneten Konturrücksprungbereich.
Kunststofformteile sind mittlerweile in nahezu allen
technischen Bereichen zu regelmäßig verwendeten Kon
struktionselementen geworden. Besonders aus Elasto
meren hergestellte Formteile bieten etwa den Vor
teil, daß aufgrund ihrer Formelastizität keine ge
sonderten Verbindungselemente notwendig sind, um die
Kunststoffteile mit anderen Konstruktionselementen
zu verbinden, wenn die Formteile in ihrem Verbin
dungsbereich mit entsprechenden Eingriffs- oder Um
greifungsbereichen versehen sind, die eine Rastver
bindung zwischen den Teilen ermöglichen.
Insbesondere die Umgreifungsbereiche erfordern je
doch, daß auf innenliegenden Wandflächen der Form
teile Konturrücksprünge nach Art von Hinterschnei
dungen vorgesehen sind. Die Ausbildung derartig an
geordneter, hier beispielhaft Rastverbindungsein
richtungen bildender Konturrücksprünge erfordert
eine besondere, komplexe Gestaltung der zur Herstel
lung derartiger Formteile verwendeten Formwerkzeuge.
Für die im Spritzgießverfahren hergestellten Form
teile werden daher bislang Formwerkzeuge verwendet,
die als Schieberform ausgebildet sind. Bei zweige
teilten Formwerkzeugen ist dabei in der Regel eine
der Formhälften mit einer mechanisch oder hydrau
lisch betätigbaren Schiebereinrichtung versehen mit
Schiebern, die relativ zur Formwandung bewegbare
Formkomponenten bilden und entsprechend der Lage der
gewünschten Hinterschneidungen in der Formhälfte
angeordnet werden können. Nach Aushärtung des Form
teils und Öffnen des Formwerkzeuges können die in
die Hinterschneidungen des Formteils eingreifenden
Schieber zurückgefahren werden, um eine Entnahme des
Formteils aus dem Formwerkzeug zu ermöglichen.
Derartig komplexe Formwerkzeuge werden bislang auch
dann benötigt, wenn eine Wandung von Formteilen mit
Durchbrüchen - etwa zur Durchführung von Leitungen
bei dem entsprechend seiner Verwendung eingesetzten
Formteil - versehen sein soll.
Aufgrund der komplexen Formwerkzeuge ist die Her
stellung von derartigen Formteilen, die auf Innen
wandflächen mit Hinterschneidungen versehen sind,
daher wesentlich teurer als die Herstellung von ein
facher ausgebildeten Formteilen, die solche Hinter
schneidungen nicht aufweisen. Zwar ist es auch mög
lich bei Verwendung von Elastomeren als Herstel
lungsmaterial für derartige Formteile eine Zwangs
entformung vorzunehmen, um die Formteile aus dem
Eingriff mit dem Formwerkzeug zu entfernen. Jedoch
müssen in diesem Fall anstatt der aufwendigen Form
schieber entsprechend andere, gesonderte Einrichtun
gen vorgesehen werden, um das Zwangsformen des Form
teils aus dem Formwerkzeug durchzuführen. In jedem
Fall ist also die Herstellung von Formteilen, die an
den Innenwandflächen Hinterschneidungen aufweisen,
mit einem erhöhten Herstellungsaufwand verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun
de, ein Verfahren bzw. ein Formteil vorzuschlagen,
das die Herstellung von Formteilen, die an einer
Innenwandfläche mit einer Hinterschneidung versehen
sind, wesentlich vereinfacht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird das Formteil mit min
destens einem in einer quer zur Formtrennebene ver
laufenden Innenwandfläche des Formteils angeordneten
Konturrücksprungbereich in einem Verfahren mit den
folgenden Verfahrensschritten hergestellt:
- a) Einspritzen eines schäumbaren Elastomers, vor zugsweise Ethylen-Vinylacetat, unter Zusatz von Treibmittel in ein Formwerkzeug, wobei der Treibmit telzusatz derart bemessen ist, daß das entspannte Volumen des fertigen Formteils größer ist als das Formvolumen;
- b) Öffnen der Form nachdem der Schäumvorgang in der Form im wesentlichen abgeschlossen ist; und
- c) Ausgabe des im Formwerkzeug komprimiert aufgenom menen Formteils aus dem Formwerkzeug durch elasti sche Expansion des Formteils auf sein entspanntes Volumen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zum Ent
formen des Formteils die inhärenten elastischen
Rückstellkräfte des komprimiert im Formwerkzeug auf
genommenen Formteils zu nutzen. Auf diese Art und
Weise wird es möglich, daß das Formteil nach Öffnen
des Formwerkzeuges aus dem Eingriff mit Teilen des
Formwerkzeuges, die in den Konturrücksprungbereich
hineinragen, herausfedert und aus der Form springt.
Somit wird ein selbsttätiges Entformen ermöglicht,
das die bekannten, aufwendigen Schieberformwerkzeuge
bzw. entsprechende aufwendige Einrichtungen zur
Zwangsentformung überflüssig macht.
Wenn das Öffnen der Form nach vollständig abge
schlossenem Schäumvorgang erfolgt, kann ausgehend
von dem Formvolumen in Abhängigkeit von einem ent
sprechend dem Treibmittelzusatz voreingestellten
Volumenvergrößerungsfaktor ein formhaltiges ent
spanntes Volumen des entformten Formteils erzielt
werden. Wenn lediglich verminderte Anforderungen an
die Formhaltigkeit des fertigen Formteils bestehen,
kann die Form auch bereits vor dem Abschluß des
Schäumvorgangs geöffnet werden, so daß dem Entformen
noch ein Nachschäumen folgt. Dem vorzeitigen Öffnen
der Form sind jedoch schon dadurch Grenzen gesetzt,
daß die dem Formteil inhärenten elastischen Kräfte,
die zum Entformen genutzt werden, erst nach Abschluß
des Schäumvorgangs vollständig ausgebildet sind.
Das erfindungsgemäße Formteil aus einem schäumbaren
Elastomer, insbesondere Ethylen-Vinylacetat, mit
mindestens einem in einer quer zu einer Formtrenn
ebene verlaufenden Innenwandfläche des Formteils
angeordneten Konturrücksprungbereich ist in einem
Formverfahren hergestellt, das die Schritte auf
weist:
- a) Einspritzen des schäumbaren Elastomers unter Zu satz von Treibmittel in ein Formwerkzeug, wobei der Treibmittelzusatz derart bemessen ist, daß das ent spannte Volumen des fertigen Formteils größer ist als das Formvolumen;
- b) Öffnen der Form nachdem der Schäumvorgang in der Form im wesentlichen abgeschlossen ist; und
- c) Ausgabe des im Formwerkzeug komprimiert aufge nommenen Formteils aus dem Formwerkzeug durch ela stische Expansion des Formteils auf sein entspanntes Volumen.
Mit dem erfindungsgemäßen Formteil ist erstmalig ein
Kunststofformteil gegeben, das ohne die Verwendung
von komplexen Schieberformen oder den Gebrauch spe
zieller Entformungsvorrichtungen bei dessen Herstel
lung Hinterschneidungen in einer Innenwandfläche
durch Ausnutzung seiner Formelastizität ermöglicht.
Bislang wurde die Fachwelt von der Schaffung eines
derartig ausgebildeten Formteils abgehalten, da sich
die konventionellen Formverfahren mit den dabei ver
wendeten schieberformen oder Zwangsentformungsein
richtungen für eine Serienfertigung als nicht prak
tikabel, da zu teuer, erwiesen. Infolgedessen wurde
auf die Ausbildung eines derartigen Formteils mit
einem beispielsweise durch Hinterschneidungen ge
schaffenen, integrierten Verbindungsbereich verzich
tet. Statt dessen wurden andere Verbindungsmittel,
wie etwa eine Klebeverbindung oder spezielle Befe
stigungseinrichtungen, gewählt, um eine Verbindung
zwischen dem Formteil und einem Gegenstück zu ermög
lichen.
Das erfindungsgemäße Formteil ermöglicht somit auf
grund seiner neuen Gestaltung nunmehr die integrale
Ausgestaltung eines mit einer innenliegenden Hinter
schneidung versehenen Verbindungsbereichs, der bis
lang ausgehend von den bekannten Herstellungsverfah
ren für nicht möglich gehalten wurde.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das
erfindungsgemäße Formteil in einer bevorzugten Aus
führungsform so ausgebildet ist, daß der Konturrück
sprungbereich zusammenhängend ausgebildet ist und
eine in der Innenwandfläche verlaufende Umfangsnut
bildet, derart, daß der obere Nutrand als Rastkante
dient. Bei dieser Gestaltung des Formteils ist ein
Aufstülpen auf einen entsprechend ausgestalteten
Verbindungsbereich eines Gegenstücks möglich, wobei
je nach Erstreckung der Umfangsnut diese über den
gesamten Umfang reichen kann, so daß eine besonders
haltbare Verbindung zwischen dem Formteil und dem
Gegenstück möglich ist.
Eine besonders vorteilhafte Verwendung des er
findungsgemäßen Formteils ergibt sich bei einer Ver
wendung für eine Schuhsohle. Zum einen ist das zur
Herstellung des Formteils verwendete EVA-Material
aufgrund seiner elastisch-dämpfenden Eigenschaften,
insbesondere im Sportschuhbereich oder im orthopädi
schen Schuhbereich, für die Verwendung im Bereich
einer Schuhsohle geeignet. Je nach dem speziellen
Anwendungsfall kann das Formteil als ein elastisch
dämpfendes Sohlenzwischenelement oder auch als Lauf
fläche für die Schuhsohle verwendet werden. Unabhän
gig von dem speziellen Einsatz kann das Formteil
aufgrund des integral ausgebildeten Verbindungsbe
reichs ohne oder mit stark eingeschränkter Verwen
dung der bisher für die Verbindung erforderlichen
Klebemittel mit anderen Teilen der Schuhsohle oder
mit dem Schuh verbunden werden.
Insbesondere bei Verwendung als Lauffläche für eine
Schuhsohle bietet das mit dem integralen Ver
bindungsbereich versehene Formteil die vorteilhafte
Möglichkeit der leichten Austauschbarkeit. Hiermit
wird die Verwendung von EVA-Laufflächen auch dort
möglich, wo bislang aufgrund der relativ starken
Abnutzungserscheinungen des EVA-Materials darauf
verzichtet wurde. Die entsprechende Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Formteils ermöglicht nunmehr
ein einfaches Abziehen der alten und Aufrasten der
neuen Lauffläche.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung des
erfindungsgemäßen Formteils und eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Formteils anhand der Zeichnun
gen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Laufsohle für eine orthopädische Geh
hilfe;
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung der in Fig. 1
dargestellten Laufsohle längs dem Schnittlinienver
lauf II/II in einem geschlossenen Formwerkzeug;
Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Laufsohle bei ge
öffnetem Formwerkzeug.
Fig. 1 zeigt eine Laufsohle 10 mit einem Sohlenboden
11 und einer auf dem Sohlenboden 11 rahmenartig an
geordneten Seitenwand 12. Im Innern der Seitenwand
12 ist ein Aufnahmeraum 13 ausgebildet, der zur Auf
nahme eines hier nicht näher dargestellten Gegen
stücks an der Unterseite einer ebenfalls nicht näher
dargestellten Gehhilfe vorgesehen ist. Zur Befesti
gung an der Gehhilfe ist in einer sich etwa U-förmig
erstreckenden Innenwandfläche 14 der Seitenwand 12
ein in der Innenwandfläche 14 umlaufender, als Auf
nahmenut 15 ausgebildeter Rücksprungbereich vorgese
hen. Statt eines durchgängig umlaufend ausgebildeten
Rücksprungbereichs können auch mehrere separate
Rücksprungbereiche ausgebildet sein. Bedingt durch
die Aufnahmenut 15 ist der an einer Oberseite 16 der
Laufsohle 10 verlaufende, obere Nutrand als ein in
den Aufnahmeraum 13 hineinragender Rastrand 16 aus
gebildet.
In einem Vordersohlenbereich 17 ist die Seitenwand
12 zu einer Sohlenvorderkappe 18 erweitert, die in
einer Innenwandfläche 19 zwei jeweils als Rücksprung
ausgebildete Eingriffsöffnungen 20, 21 aufweist. Die
Eingriffsöffnungen 20, 21 können wie die Rücksprung
bereiche überhaupt als Durchbrüche oder Durchgangs
löcher ausgebildet sein, um etwa andere Teile hin
durchführen zu können.
Zur Montage an der Unterseite der nicht näher darge
stellten Gehhilfe werden die Eingriffsöffnungen 20,
21 auf zwei ebenfalls nicht näher dargestellte Zun
genfortsätze an der Unterseite der Gehhilfe gescho
ben und die Laufsohle 10 wird in Richtung des Pfeils
22 gegen die Unterseite der Gehhilfe geschwenkt und
durch elastische Dehnung über einen entsprechend der
Aufnahmenut 15 an der Unterseite der Gehhilfe ausge
bildeten Eingriffssteg gestülpt, hinter den der Ra
strand 16 dann zur kraftschlüssigen Verbindung mit
der Unterseite der Gehhilfe einrastet. Obwohl diese
Verbindung zwischen der Laufsohle 10 und der Gehhil
fe fest sitzt, kann sie gelöst werden, um etwa eine
abgenutzte Laufsohle 10 gegen eine neue auszu
tauschen.
Fig. 2 und 3 verdeutlichen das Herstellungsverfahren
des in Fig. 1 beispielhaft als Laufsohle 10 darge
stellten Formteils. Hierzu ist in Fig. 2 und in
Fig. 3 ein zwei Formhälften 23 und 24 aufweisendes
Formwerkzeug 25 schematisch im Schnitt dargestellt.
Ebenfalls im Schnitt dargestellt ist die Laufsohle
10, die nach dem Öffnungsvorgang des Formwerkzeugs
25 in Fig. 3 ihrem entspannten Zustand dargestellt
ist.
Zur Formung der in Fig. 1 dargestellten Laufsohle 10
wird im geschlossenen Zustand des Formwerkzeugs 25,
in dem die obere Formhälfte 23 gegen eine Formtrenn
fläche 26 der unteren Formhälfte 24 gefahren ist,
EVA zusammen mit einem Treibmittelzusatz in ein
Formnest 27 des Formwerkzeugs 25 eingespritzt
(Fig. 3). Hierbei entspricht das Volumen des Form
teils 10 dem Volumen des Formnests 27. Da die Menge
des Treibmittelzusatzes entsprechend einem entspann
ten Formteilvolumen gewählt wurde, das einem Mehr
fachen des Formvolumens entspricht, befindet sich
das Formteil 10 nach Abschluß des Schäumvorgangs im
Formnest 27 des Formwerkzeugs 25 in einem kompri
mierten Zustand. In diesem Zustand greift ein an der
oberen Formhälfte 23 des Formwerkzeuges 25 ausgebil
deter, in das Formnest 27 hineinragender Formsteg 28
in die sich beim Schäumungsvorgang ausbildende Auf
nahmenut 15 des Formteils 10 ein.
Aufgrund der während des Aushärtevorgangs im Form
werkzeug 25 im Formteil 10 ausgebildeten elastischen
Rückstellkräfte federt das Formteil 10 nach einem
Öffnen des Formwerkzeuges 25 (Fig. 3) aus den Form
hälften 23, 24 heraus. Dabei schiebt sich der den
Formsteg 28 der oberen Formhälfte 23 hintergreifende
Rastrand 16 über den Formsteg 28 hinweg. Entspre
chendes gilt für die Eingriffsöffnungen 20, 21 im
Bereich der Sohlenvorderkappe 18.
Neben dem in den Fig. 1 bis 3 beispielhaft darge
stellten Schuhsohlenformteil sind vielfältige weite
re Ausführungsformen des Formteils möglich, die un
abhängig von ihrer Verwendung, beispielsweise als
Deckenplatte zur Verkleidung von Deckenflächen oder
als Prallschutzumrandung für Konturkanten, aufgrund
der durch die innenliegenden Rücksprungbereiche in
tegral ausgebildeten Verbindungseinrichtung erhebli
che Vorteile gegenüber den konventionell in diesen
Bereichen eingesetzten Teilen bieten.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung eines Formteils
(10) mit mindestens einem in einer quer zu
einer Formtrennebene (26) verlaufenden
Innenwandfläche (19) des Formteils (10)
angeordneten Konturrücksprungbereich (15)
mit den Verfahrensschritten:
- a) Einspritzen eines schäumbaren Elastomers, vorzugsweise Ethy len-Vinylacetat (EVA), unter Zusatz von Treibmittel in ein Formwerkzeug, wobei der Treib mittelzusatz derart bemessen ist, daß das entspannte Volumen des fertigen Formteils (10) grö ßer ist als das Formvolumen;
- b) Öffnen des Formwerkzeuges (25) nachdem der Schäumvorgang in der Form im wesentlichen abgeschlos sen ist; und
- c) Ausgabe des im Formwerkzeug (25) komprimiert aufgenommenen Form teils (10) aus dem Formwerkzeug durch elastische Expansion des Formteils auf sein entspanntes Volumen.
2. Formteil aus einem schäumbaren Elastomer,
insbesondere Ethylen-Vinylacetat (EVA) mit
mindestens einem in einer quer zu einer
Formtrennebene (26) verlaufenden Innen
wandfläche (14) des Formteils angeordneten
Konturrücksprungbereich (15), hergestellt
mit den Verfahrensschritten:
- a) Einspritzen des schäumbaren Ela stomers unter Zusatz von Treib mittel in ein Formwerkzeug (25), wobei der Treibmittelzusatz der art bemessen ist, daß das ent spannte Volumen des fertigen Formteils (10) größer ist als das Formvolumen;
- b) Öffnen des Formwerkzeugs, nach dem der Schäumvorgang in der Form im wesentlichen abgeschlos sen ist; und
- c) Ausgabe des im Formwerkzeug kom primiert aufgenommenen Formteils aus dem Formwerkzeug durch ela stische Expansion des Formteils auf sein entspanntes Volumen.
3. Formteil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Konturrücksprungbereich (15) zusammen
hängend ausgebildet ist und eine in der
Innenwandfläche (14) verlaufende Um
fangsnut bildet, derart, daß der obere
Nutrand der Umgangsnut eine Rastkante bil
det.
4. Formteil nach Anspruch 2 oder 3,
gekennzeichnet durch
die Verwendung für eine Schuhsohle.
5. Formteil nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
die Verwendung als Zwischensohlenelement
einer Schuhsohle.
6. Formteil nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch
die Verwendung als Lauffläche einer Schuh
sohle.
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DE19944412179 DE4412179C2 (de) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | Formteil sowie Verfahren zur Herstellung des Formteils |
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ID=6514951
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