Verfahren zur Herstellung von Kunststoffhüisen
Das vorliegende Patent betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffhülsen mit einer vollständig glatten, zylindrischen, lochfreien Aussenfläche und einem Innengewinde. Solche Hülsen, die z. B. als Bestandteil von Bananensteckern Verwendung finden, werden bis jetzt aus Kunstharz gedreht. Das Innengewinde wird am Ende des Arbeitsprozesses eingeschnitten. Obwohl dieses Herstellungsverfahren kompliziert und daher teuer ist, ist es allgemein üblich, da etwas Besseres unbekannt ist. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, dass man solche Hülsen in einem einzigen Arbeitsgang, im Spritzgussverfahren herstellt.
Das Patent betrifft des weiteren eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Matrize, eine Abstosshülse und eine zweiteilige Patrize aufweist, deren beide Teile relativ zueinander drehbar sind und von denen der erste die zur Bildung des Innengewindes nötige Form und der zweite die zur Bildung des nicht vom ersten gebildeten Teiles der Innenfläche nötige Form besitzt, wobei dieser zweite Teil wenigstens angenähert achsparallel verlaufende Vertiefungen oder Vorsprünge aufweist, die dazu dienen, die Kunststoffhülse zum Ausschrauben des ersten Teiles festzuhalten.
Des weiteren ist Gegenstand des Patentes eine nach dem vorgenannten Verfahren hergestellte Kunststoffhülse mit einer vollständig glatten, zylindrischen lochfreien Aussenfläche und einem Innengewinde, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die im wesentlichen zylindrische In nenfläche wenigstens auf einem Teil ihrer Länge mindestens angenähert achsparallele Rippen oder Rillen aufweist.
Das Verfahren, die zu seiner Ausübung dienende Vorrichtung und die so hergestellte Kunststoffhülse werden nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen: die Fig. 1 eine Bananensteckerhülse im Längsschnitt, die Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und die Fig. 3 eine Ansicht eines Teiles einer Spritzgussmaschine zur Herstellung der dargestellten Bananensteckerhülse.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte, als Ganzes mit 1 bezeichnete Bananensteckerhülse weist eine vollständig glatte, zylindrische und lochfreie Aussenfläche 2 auf. Des weiteren besitzt sie auf etwa einem Viertel ihrer Länge ein Innengewinde 3, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser des übrigen Teiles 4 der im wesentlichen zylindrischen Bohrung. Dieser Bohrungsteil 4 weist nun in dem an das Gewinde 3 anschliessenden Teil rippenförmige Vorsprünge 5 auf, so dass die Innenfläche im Querschnitt Sägezahnform besitzt, was besonders gut aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Herstellung einer solchen Bananensteckerhülse kann nun im Spritzgussverfahren erfolgen, wozu selbstverständlich eine Maschine mit speziellen Bestandteilen nötig ist, wie sie in der Fig. 3 als Ausführungsbeispiel dargestellt sind.
Der Matrizenhalter besteht aus zwei mittels Schrauben 6 fest verbundenen Matrizenhalteplatten 7 und 8, von denen die erste eine Bohrung 9 zur Aufnahme der Matrize 10 aufweist, die ihrerseits mittels eines Stiftes 11 gegen Verdrehung gesichert ist. Die Matrize besitzt eine vollständig glatte, zylindrische Innenfläche zur Bildung der entsprechenden Aussenfläche der Bananensteckerhülse. Sie besitzt des weiteren eine Bohrung 12, durch welche der zur Bildung der Hülse dienende Kunststoff in den durch Matrize und Patrize begrenzten Hohlraum eindringen kann.
Diese Bohrung 12 ist mit einer Zuleitung 13 in der Matrizenhalteplatte 7 bündig.
In die Matrize 10 hinein ragt die zweiteilige Patrize, die aus einer drehbar gelagerten Welle 14, die an ihrem vordern Ende mit einer zur Bildung des Innengewindes der Hülse dienenden Aussengewinde 1 4a versehen ist, und einer auf dieser Welle sitzenden Arretierhülse 15 besteht. Die Welle 14 ist mit ihrem hintern Ende, an welchem sie ein weiteres Gewinde 14b aufweist, in einer Leitbüchse 16 gelagert. Das Gewinde dieser Leitbüchse 16 und das Gewinde 1 4b der in ihr eingeschraubten Welle weisen dieselbe oder eine geringere Ganghöhe auf wie das Gewinde 1 4a am vordern Wellenende. Die Leitbüchse 16 selbst ist mittels einer Mutter 17 in einer festen Platte 18 des Maschinengestells befestigt.
Auf der Welle 14 sitzt ein Zahnrad 14c, welches mit einer verschiebbaren Zahnstange 19 kämmt, deren Funktion jedoch auch von einem innen oder aussen verzahnten Zahnrad übernommen werden kann. Das vordere Ende der Arretierhülse 15 dient, wie bereits erwähnt, als Teil der Patrize, und zwar zur Bildung desjenigen Abschnittes der Bohrung der Kunststoffhülse, die nicht durch die Welle 14 resp. deren vorderes Ende gebildet wird. Sie weist, wie man aus der Fig. 3 ersehen kann, die hiezu nötige Aussenform auf, das heisst, das vordere Ende besitzt axialverlaufende, sägezahnförmige Vertiefungen, an die sich ein glatter Teil anschliesst. Diese Arretierhülse ist in einer zum Maschinengestell gehörenden Platte 20 gelagert und dort mittels eines Stiftes 21 gegen Verdrehung und mittels der Platte 22 gegen Herausfallen gesichert.
In dieser Platte 22 steckt auch die Lagerbüchse 23 für die Welle 14, die ihrerseits durch die Platte 20 resp. die Arretierhülse 15 festgehalten wird.
Die Platte 20 ist mittels Schrauben 24, von denen in der Fig. 3 nur eine ersichtlich ist, mit der Platte 18 und diese wiederum mittels Schrauben 25 an den übrigen Gestellteilen, von denen einer mit 26 bezeichnet ist, festgehalten. Des weiteren sind mit diesen Gestellteilen auch Führungsbolzen verbunden, von denen in der Fig. 3 einer ersichtlich und mit 27 bezeichnet ist. Diese Führungsbolzen dienen erstens dazu, die gegenseitig richtige Lage von Matrize und Patrize zu gewährleisten und zweitens dienen sie als Gleitbahn für die Abstosserplatte 28, in welcher die auf der Arretierbüchse sitzende Abstosserbüchse 29 eingesetzt ist. Die Abstosserplatte 28 ist mittels Gewindebolzen 30 mit der ebenfalls axialverschiebbaren Abstossersteuerung 31 verbunden.
Zum richtigen Einstellen der Patrizenteile lässt sich die Matrizenhalteplatte 7 mittels langer Schrauben, die an Stelle der Schrauben 24 eingesetzt und in die Gewindebohrungen 33 eingeschraubt werden, fest mit den Teilen 28, 20, 22, 32 und 18 verbinden.
In dem Zustand, wie diese Vorrichtung in der Fig. 3 dargestellt ist, kann nun der Kunststoff unter entsprechendem Druck durch die Zuleitung 13 und die Bohrung 12 eingespritzt werden. Der Kunststoff füllt die Zuleitung und den Raum zwischen Matrize und Patrize aus: Es wird also eine Bananensteckerhülse gebildet, an welcher noch, wie das bei Spritzgussprodukten üblich ist, ein Kunststoffbändchen hängt. Nach einer bestimmten Zeit, das heisst, sobald der Kunststoff die nötige Festigkeit erreicht hat, wird durch einen zweckmässigerweise hydraulisch oder pneumatisch betätigten, in der Zeichnung nicht dargestellten Mechanismus der Matrizenhalter 7/8 nach rechts verschoben, und zwar um eine Distanz, die der doppelten Länge des Presslings entspricht. Nun verschiebt sich die Zahnstange 19 derart, dass die Welle 14 in die Leitbüchse 16 hineingeschraubt wird.
Ihr Gewinde 14a wird dabei aus der Kunststoffhülse ausgeschraubt, da diese infolge der rippenförmigen Vorsprünge 5 von der Arretierhülse festgehalten wird.
Wenn sich die Welle 14 ganz vom Pressling gelöst hat, wird die Ausstosserplatte 28 durch die Ausstossersteuerung 31 nach rechts verschoben: Die Ausstosserhülse 29 schiebt den Pressling von der Arretierbüchse 15 weg, so dass er in einen Sammelbehälter fallen kann. Daraufhin kehren die Teile sofort wieder in die gezeichnete Ausgangsstellung zurück und ein weiterer Spritzvorgang kann beginnen.
Selbstverständlich wird eine gewöhnliche Spritzgussmaschine mehrerer in einem einzigen Matrizenhalter befestigte Matrizen und entsprechend viele Patrizen aufweisen, die alle in einer Reihe angeordnet sein können, so dass sich alle zugehörigen Wellen durch eine einzige Zahnstange drehen lassen. Die Form der rippenförmigen Vorsprünge 5 ist für die Erfindung unwesentlich, wesentlich ist nur, dass irgendwelche mindestens angenähert achsparallel verlaufende Vorsprünge vorhanden sind, damit sich der eine zur Bildung des Gewindes dienende Patrizenteil aus dem Pressling herausschrauben lässt, während der andere Teil diesen festhält.
Es ist jedoch keinesfalls nötig, dass die zur Bildung des Innengewindes dienende Welle 14 durch eine hohle Arretierhülse hindurch reicht. Bei diesem zweiten Patrizenteil, der die zur Bildung des nicht vom ersten Teil gebildeten Innenfläche nötige Form aufweist, kann es sich nämlich auch um einen stirnseitig auf das mit dem Aussengewinde 1 4a versehene Ende des ersten Teiles aufstehenden Zylinder handeln, der die zum Festhalten der Kunststoffhülse dienenden Vertiefungen oder Vorsprünge aufweist. In diesem Fall muss allerdings die Matrize ein beidseits offener Hohlzylinder sein, in die hinein von jeder Seite einer der beiden relativ zu einander drehbaren Patrizenteile reicht.
Process for the production of plastic sleeves
The present patent relates to a method for the production of plastic sleeves with a completely smooth, cylindrical, hole-free outer surface and an internal thread. Such sleeves that z. B. found as part of banana plugs are used until now made of synthetic resin. The internal thread is cut at the end of the work process. Although this manufacturing process is complicated and therefore expensive, it is common practice since something better is unknown. The method according to the present invention now consists in producing such sleeves in a single operation using the injection molding process.
The patent also relates to a device for carrying out this method, which is characterized in that it has a die, a push-off sleeve and a two-part male mold, the two parts of which are rotatable relative to one another and of which the first has the shape and shape required to form the internal thread the second has the shape required to form the part of the inner surface not formed by the first, this second part having at least approximately axially parallel depressions or projections which serve to hold the plastic sleeve for unscrewing the first part.
Furthermore, the subject of the patent is a plastic sleeve produced according to the aforementioned method with a completely smooth, cylindrical, hole-free outer surface and an internal thread, which is characterized in that the essentially cylindrical inner surface has at least approximately axially parallel ribs or grooves over at least part of its length .
The method, the device used for its implementation and the plastic sleeve produced in this way are explained below using an exemplary embodiment. In the drawing: FIG. 1 shows a banana plug socket in longitudinal section, FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1 and FIG. 3 shows a view of part of an injection molding machine for producing the illustrated banana plug socket.
The banana plug sleeve shown in FIGS. 1 and 2 and designated as a whole by 1 has a completely smooth, cylindrical and hole-free outer surface 2. Furthermore, it has an internal thread 3 over about a quarter of its length, the diameter of which is slightly smaller than the diameter of the remaining part 4 of the essentially cylindrical bore. This bore part 4 now has rib-shaped projections 5 in the part adjoining the thread 3, so that the inner surface has a sawtooth shape in cross section, which can be seen particularly well in FIG. The production of such a banana plug sleeve can now take place in the injection molding process, for which a machine with special components is of course necessary, as shown in FIG. 3 as an exemplary embodiment.
The die holder consists of two die holding plates 7 and 8 firmly connected by means of screws 6, of which the first has a bore 9 for receiving the die 10, which in turn is secured against rotation by means of a pin 11. The die has a completely smooth, cylindrical inner surface to form the corresponding outer surface of the banana plug sleeve. It also has a bore 12 through which the plastic used to form the sleeve can penetrate into the cavity delimited by the die and male die.
This bore 12 is flush with a feed line 13 in the die holding plate 7.
The two-part male mold protrudes into the die 10 and consists of a rotatably mounted shaft 14, which is provided at its front end with an external thread 1 4a serving to form the internal thread of the sleeve, and a locking sleeve 15 seated on this shaft. The rear end of the shaft 14, on which it has a further thread 14b, is mounted in a guide bush 16. The thread of this guide bushing 16 and the thread 1 4b of the shaft screwed into it have the same or a smaller pitch as the thread 1 4a on the front end of the shaft. The guide bush 16 itself is fastened by means of a nut 17 in a fixed plate 18 of the machine frame.
On the shaft 14 there is a gear 14c which meshes with a displaceable rack 19, the function of which, however, can also be assumed by an internally or externally toothed gear. The front end of the locking sleeve 15 serves, as already mentioned, as part of the patrix, namely to form that portion of the bore of the plastic sleeve that is not through the shaft 14, respectively. the front end of which is formed. As can be seen from FIG. 3, it has the external shape required for this, that is, the front end has axially extending, sawtooth-shaped depressions, to which a smooth part is connected. This locking sleeve is mounted in a plate 20 belonging to the machine frame and secured there against rotation by means of a pin 21 and against falling out by means of the plate 22.
In this plate 22 is also the bearing bush 23 for the shaft 14, which in turn by the plate 20, respectively. the locking sleeve 15 is held.
The plate 20 is fastened to the plate 18 by means of screws 24, only one of which can be seen in FIG. 3, and this in turn by means of screws 25 to the other frame parts, one of which is designated 26. In addition, guide bolts are also connected to these frame parts, one of which can be seen in FIG. 3 and is designated by 27. These guide pins serve firstly to ensure the mutually correct position of the die and male part and secondly they serve as a slide for the push-off plate 28 in which the push-off sleeve 29, which is seated on the locking sleeve, is inserted. The push-off plate 28 is connected to the push-off control 31, which is also axially displaceable, by means of threaded bolts 30.
For the correct adjustment of the male parts, the female part holding plate 7 can be firmly connected to the parts 28, 20, 22, 32 and 18 by means of long screws which are used instead of the screws 24 and screwed into the threaded bores 33.
In the state in which this device is shown in FIG. 3, the plastic can now be injected through the supply line 13 and the bore 12 under appropriate pressure. The plastic fills the supply line and the space between the female mold and the male mold: A banana plug sleeve is formed, on which a plastic ribbon still hangs, as is usual with injection-molded products. After a certain time, that is, as soon as the plastic has reached the necessary strength, the die holder 7/8 is displaced to the right by an expediently hydraulically or pneumatically actuated mechanism, not shown in the drawing, by a distance that is double Corresponds to the length of the pellet. The rack 19 is now displaced in such a way that the shaft 14 is screwed into the guide bush 16.
Your thread 14a is unscrewed from the plastic sleeve, since this is held in place by the locking sleeve due to the rib-shaped projections 5.
When the shaft 14 has completely detached from the compact, the ejector plate 28 is shifted to the right by the ejector control 31: the ejector sleeve 29 pushes the compact away from the locking sleeve 15 so that it can fall into a collecting container. The parts then immediately return to the initial position drawn and another injection molding process can begin.
It goes without saying that an ordinary injection molding machine will have several matrices fastened in a single matrix holder and a corresponding number of male molds, which can all be arranged in a row so that all associated shafts can be rotated by a single rack. The shape of the rib-shaped projections 5 is not essential for the invention, it is only essential that there are any projections running at least approximately axially parallel so that the one male part used to form the thread can be screwed out of the compact while the other part holds it in place.
However, it is by no means necessary that the shaft 14 used to form the internal thread extends through a hollow locking sleeve. This second male part, which has the shape required to form the inner surface not formed by the first part, can also be a cylinder standing up on the end of the first part provided with the external thread 14a, which cylinder is used to hold the plastic sleeve has serving depressions or projections. In this case, however, the die must be a hollow cylinder that is open on both sides and into which one of the two male parts rotatable relative to one another extends from each side.