AT526542A1

AT526542A1 - Kunststoffteil mit verzugsoptimierter Geometrie

Info

Publication number: AT526542A1
Application number: ATA50724/2022A
Authority: AT
Original assignee: Melecs Ews Gmbh
Priority date: 2022-09-20
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2024-04-15
Also published as: DE102023208937A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoffteil mit einer verzugsoptimierten Geometrie, wobei der Kunststoffteil zumindest eine erste Platte (1) und zumindest eine zweite Platte (2) aufweist, die zueinander in einem Winkel (α) geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platte (1) und die zweite Platte (2) mit einem Gegenkrümmungsabschnitt (3) miteinander verbunden sind, der eine Dicke (s3) aufweist, wobei zwischen der ersten Platte (1) und dem Gegenkrümmungsabschnitt (3) eine erste Krümmung vorhanden (4) ist und zwischen dem Gegenkrümmungsbereich (3) und der zweiten Platte 15 (2) eine zweite Krümmung (5) vorhanden ist und wobei diese beiden Krümmungen (4, 5) in unterschiedliche Richtungen weisen. Dadurch reduziert sich der am Bauteil vorhandene Verzug und es werden weniger Werkzeugkorrekturschleifen benötigt.

Description

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Bezeichnung der Erfindung Kunststoffteil mit verzugsoptimierter Geometrie

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffteil mit verzugsoptimierter Geometrie, wobei der Kunststoffteil zumindest eine erste Platte und zumindest eine zweite Platte aufweist, die

zueinander in einem Winkel geneigt sind.

Aufgrund des Einsatzes von Glasfasern in Kunststoffen ergeben sich an Bauteilen, welche im Spritzgussprozess hergestellt wurden, nicht gewünschte geometrische Abweichungen (=Verzug) des Bauteils. Ein großer Teil dieser Verzüge entsteht durch die unterschiedliche Glasfaserorientierung im Bauteil. In Ecken- und Kantenbereichen entstehen dadurch besonders große Verzüge, welche in kosten- und zeitintensiven Korrekturschleifen des Spritzgusswerkzeuges geometrisch auskorrigiert

werden.

Die Verwendung von Simulationssoftware für den Spritzgussprozess ist weit verbreitet. Hier wird durch Simulieren von unterschiedlichen Anspritzpunkten und/oder Prozessparametern die beste Verzugsvorhersage erstellt. Selten wird eine Geometrieanpassung des Bauteils durchgeführt. Die aus vielen Modellen beste LÖösung wird für das Werkzeug umgesetzt. In den meisten Fällen wird ein Bauteilmodel für die Werkzeugerstellung herangezogen welches dem Verzug gegengekrümmt ist. Trotzdem sind viele Iterationen der Werkzeuganpassung notwendig, weil die Verzugsergebnisse am Bauteil nicht ausreichend

steuerbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelten Kunststoffteil anzugeben, der nach der Herstellung keine aufwändige Korrek-

tur eines anfallenden Verzugs benötigt.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einem Kunststoffteil mit verzugsoptimierter Geometrie der eingangs genannten Art, bei dem die erste Platte und die zweite Platte mit einem Gegenkrümmungsabschnitt miteinander verbunden sind, wobei zwischen der ersten Platte und dem Gegenkrümmungsabschnitt eine erste Krümmung vorhanden ist und zwischen dem Gegenkrümmungsbereich und der zweiten Platte eine zweite Krümmung vorhanden ist und wobei diese beiden Krümmungen in unterschiedliche Richtungen weisen. Dadurch wird erzielt, dass nach der Herstellung kein oder nur ein geringfügiger,

tolerierbarer Verzug stattfindet.

Erfindungsgemäß werden die geometrischen Einflussvariablen,

welche maßgeblich den Verzug steuern, so angepasst, dass der Verzug gezielt gesteuert werden kann. Dadurch reduziert sich der am Bauteil vorhandene Verzug und es werden weniger Werk-

zeugkorrekturschleifen benötigt.

Der Verzug am Bauteil wird über die Geometrie bzw. die geo-

metrischen Einflussvariablen steuerbar. Ein Gegenkrümmen des Bauteils kann somit nahezu vermieden werden. Daraus resultieren schnellere Durchlaufzeiten bei den Werkzeugoptimierungen,

geringere Kosten und höhere Präzision der Bauteile.

Vorteilhafter Weise ist das Kunststoffteil in einem Spritz-

gussverfahren hergestellt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn der Kunststoffteil Glasfaser-verstärkt ist. Dadurch wird die Stabilität des Kunststoffteils erhöht.

Günstig ist es, wenn durch die erste Krümmung, die zweite Krümmung und den Gegenkrümmungsabschnitt ein Falz mit einer Höhe h zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte gebildet ist.

Weiterhin ist es günstig, wenn der Gegenkrümmungsabschnitt

gekrümmt ist.

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Eine vorteilhafte Lösung erhält man, wenn sich der Winkel «& zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte aus der ersten Krümmung, der zweiten Krümmung und ggf. der Krümmung

des Gegenkrümmungsabschnittes ergibt.

Vorteilhafter Weise ist die Dicke s3 des Gegenkrümmungsabschnitts geringer ist als die Dicke der ersten Platte sl oder der zweiten Platte s2. Es hat sich gezeigt, dass dadurch ein

Verzug des Kunststoffteils vermindert werden kann.

Günstig ist es, wenn zumindest ein Steg vorhanden ist, der die erste Platte und die zweite Platte direkt miteinander verbindet. Es ist auch möglich, mehrere Stege in Abständen zueinander entlang der ersten Platte und der zweiten Platte vorzusehen. Dadurch wird der Verzug des Kunststoffteils weiter vermindert. Die Stege können dabei bereits an den Rändern der ersten und zweiten Platte angeordnet sein oder von den

Rändern nach innen versetzt sein.

Weiterhin ist es günstig, wenn der zumindest eine Steg mit dem Gegenkrümmungsabschnitt in Kontakt steht. Außerdem ist es günstig, wenn der zumindest eine Steg die Form eines Kreissegments aufweist oder P- oder U-förmig ist Dadurch wird der Konstruktionsaufwand verringert, die Formstabilität weiter

erhöht und der Verzug des Kunststoffteils weiter vermindert.

Es ist möglich im Spritzgusswerkzeug Bereiche, welche aufgrund der Simulation verzugsanfällig sind vorzuhalten. Das bedeutet, dass die Werkzeugwand in diesen Bereichen absichtlich nicht dem Bauteilmaß entspricht um dann in weiteren Korrekturschleifen diese Werkzeugwand entgegen dem Verzug anzupassen. Die Methode ist vorzugsweise für geringe Verzüge anzuwenden. Die Gegenkorrektur darf dabei nie die Regeln der

Entformbarkeit verletzen.

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert. Es

zeigen beispielhaft:

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Figur 1: Erfindungsgemäßes Kunststoffteil mit verzugsoptimierter Geometrie

Figur 2: Draufsicht und Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kunststoffteils

Figur 3: Schrägriss des erfindungsgemäßen Kunststoffteils ohne Stege

Figur 4: Schrägriss des erfindungsgemäßen Kunststoffteils mit Stegen nach einer ersten Variante

Figur 5: Schrägriss des erfindungsgemäßen Kunststoffteils mit

Stegen nach einer zweiten Variante

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kunststoffteil 7 mit einem Gegenkrümmungsabschnitt 3 und einem Steg 6. Es ist deutlich zu sehen, wie bei diesem Kunststoffteil 7 nach der Herstellung kein Verzug zur gewünschten Form, in diesem Fall einem Winkel von 90° zwischen der ersten Platte 1 und zweiten Platte 2, auftritt.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kunststoffteils 7 mit Gegenkrümmungsabschnitt 3 und Stegen 6. In der Draufsicht sind die Dicke bl der Stege 6 und die Abstände b2 der Stege 6 dargestellt. Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass eine Vergrößerung von bl eine Änderung des Verzugs in Plus-Richtung und eine Verkleinerung von bl eine Änderung des Verzugs in Minus-Richtung bei einer mittleren Sensitivität bewirkt. Weiters hat sich in Versuchen gezeigt, dass eine Vergrößerung von b2 eine Änderung des Verzugs in Minus-Richtung und eine Verkleinerung von b2 eine Änderung des Verzugs in Plus-Richtung bei einer geringen Sensitivität bewirkt. In der Seitenansicht sind die Höhe h des Falzes, die Dicke sl der ersten Platte 1, die Dicke s2 der zweiten Platte und die Dicke s3 des Gegenkrümmungsabschnittes 3 dargestellt. In Versuchung hat sich gezeigt, dass die Vergrößerung von h eine Änderung des Verzugs in Plus-Richtung und eine Verkleinerung von h eine Änderung des Verzugs in Minus-Richtung bei einer mittleren Sensitivität bewirkt. Weiters hat sich in Versuchen gezeigt, dass eine Verkleinerung

von sl eine Änderung des Verzugs in Plus-Richtung und eine

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Vergrößerung von sl eine Änderung des Verzugs in MinusRichtung bei einer hohen Sensitivität bewirkt. Weiters hat sich in Versuchen gezeigt, dass eine Verkleinerung von s3 eine Änderung des Verzugs in Plus-Richtung und eine Vergrößerung von s3 eine Änderung des Verzugs in Minus-Richtung bei einer hohen Sensitivität bewirkt. Durch diese Maßnahmen kann erreicht werden, dass nach der Herstellung kein Verzug zur gewünschten Form, in diesem Fall einem Winkel @« von 90° zwi-

schen der ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2, auftritt.

Fig. 3 zeigt einen Schrägriss des erfindungsgemäßen Kunststoffteils 7 ohne Stege. Dargestellt sind die erste Platte 1, die zweite Platte 2, der Gegenkrümmungsabschnitt 3, die erste

Krümmung 4 und die zweite Krümmung 5.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen erfindungsgemäße Kunststoffteile 7 mit Stegen 6 in unterschiedlichen Varianten, welche mit dem Gegenkrümmungsabschnitt 3 in Kontakt stehen. In Fig. 5 sind kreissegmentförmige Stege 6 dargestellt, welche in einem Abstand von den Rändern der ersten Platte 1 und zweiten Platte 2 angeordnet sind. In Fig. 6 sind P- bzw. U-förmige Stege dargestellt, welche bereits an den Rändern der ersten Platte 1l und zweiten Platte 2 beginnen. Eine Permutation dieser Varianten, also kreissegmentförmige Stege 6, welche bereits an den Rändern der ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2 beginnen bzw. P- oder U-förmige Stege 6, welche in einem Abstand von den Rändern der ersten Platte 1 und zweiten Platte 2 angeordnet sind, ist möglich. Durch die Form der Stege 6 wird ein geringerer Verzug und eine erhöhte Formstabilität

bei gleichzeitig einfacher Herstellung erreicht.

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Bezugszeichenliste

s1 s2 s3

b1 b2

Erste Platte

Zweite Platte Gegenkrümmungsabschnitt Erste Krümmung

Zweite Krümmung

Steg

Kunststoffteil

Dicke der ersten Platte Dicke der zweiten Platte Dicke des Gegenkrümmungsabschnitts Höhe des Falzes

Breite der Stege Abstand der Stege

Winkel

Claims

15 20 25 30 35 202201054 Patentansprüche

1. Kunststoffteil mit einer verzugsoptimierten Geometrie, wobei der Kunststoffteil zumindest eine erste Platte und zumindest eine zweite Platte aufweist, die zueinander in einem Winkel (x) geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platte (1) und die zweite Platte (2) mit einem Gegenkrümmungsabschnitt (3) miteinander verbunden sind, wobei zwischen der ersten Platte (1) und dem Gegenkrümmungsabschnitt (3) eine erste Krümmung vorhanden (4) ist und zwischen dem Gegenkrümmungsbereich (3) und der zweiten Platte (2) eine zweite Krümmung (5) vorhanden ist und wobei diese beiden Krümmungen (4, 5) in unterschiedliche Richtungen weisen.

2. Kunststoffteil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Spritzgussverfahren hergestellt ist.

3. Kunststoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass er Glasfaser-verstärkt ist.

4, Kunststoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass durch die erste Krümmung (4), die zweite Krümmung (5) und den Gegenkrümmungsabschnitt (3) ein Falz zwischen der ersten Platte (1) und der zweiten Platte (2) gebildet ist.

5. Kunststoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkrümmungsabschnitt (3) gekrümmt ist.

6. Kunststoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich der Winkel (&) zwischen der ersten Platte (1) und der zweiten Platte (2) aus der ersten Krümmung (4), der zweiten Krümmung (5) und gg£f. der Krümmung des Gegenkrümmungsabschnittes (3) ergibt.

7. Kunststoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (s3) des Gegenkrümmungsabschnitts (3) geringer ist als die Dicke (sl) der ersten Platte (1) oder die Dicke (s2) der zweiten Platte (2).

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8. Kunststoffteil nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Steg (6) vorhanden ist, welcher die erste Platte (1) und die zweite Platte (2) direkt miteinander verbindet.

9. Kunststoffteil nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg (6) mit dem Gegenkrümmungsabschnitt (3) in Kontakt steht.

10.Kunststoffteil nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg (6) die Form eines Kreis-

segments aufweist oder P- oder U-förmig ist.