DE102015206966A1

DE102015206966A1 - Gear part made of plastic

Info

Publication number: DE102015206966A1
Application number: DE102015206966.4A
Authority: DE
Inventors: Udo Taubmann; Mario Pfister; Andreas Schuberth
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2015-10-22

Abstract

Getriebeteil 1 aus Kunststoff mit einem Grundkörper 10 mit Hohlraum 11, in den ein Angusseinsatz 8 mit einem Angusskanal 50 einfügbar ist, der über mindestens eine Angussstelle (Anschnitt) 54, 55, 56 mit dem den Grundkörper 10 abbildenden Formnest verbunden ist, wobei der Grundkörper 10 einen rotationssymmetrischen Funktionsbereich 2 aufweist, zwischen dem und der Angussstelle 54, 55, 56 ein als hydraulischer Widerstand ausgebildeter Homogenisierungsabschnitt 4 im Grundkörper 10 angeordnet ist, der die über die Angussstelle 54, 55, 56 zugeführte Kunststoffschmelze glättet und/oder homogenisiert und wobei der Angusskanal 50 an der Angussstelle 54, 55, 56 durch Drehung des Angusseinsatzes 8 vom Grundkörper 10 abtrennbar ist.Gear part 1 made of plastic with a base body 10 with cavity 11, in which a Angusseinsatz 8 with a sprue 50 is inserted, which is connected via at least one gate (gate) 54, 55, 56 with the base body 10 forming mold cavity, wherein the base body 10 has a rotationally symmetrical functional area 2, between which and the gate point 54, 55, 56 a trained as a hydraulic resistance homogenization section 4 is arranged in the base body 10, which smoothes over the gate pad 54, 55, 56 supplied plastic melt and / or homogenized and the Sprue channel 50 at the gate point 54, 55, 56 can be separated by rotation of the Angusseinsatzes 8 from the base body 10.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebeteil aus Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Getriebeteils gemäß den Merkmalen der Ansprüche 12 und 16. The invention relates to a gear part made of plastic according to the preamble of claim 1 and an apparatus and a method for producing such a gear part according to the features of claims 12 and 16.

Zur Herstellung von Formteilen aus Metall oder Kunststoff im Spritzgießverfahren werden Spritzgießmaschinen mit Spritzgießwerkzeugen eingesetzt, die Werkzeugplatten enthalten, in denen die negative Kontur des zunächst als Spritzling ausgebildeten Formteils durch einen Hohlraum oder eine Kavität abgebildet wird. Die Spritzgießmaschine fährt die Werkzeugplatten nach dem Gießvorgang bzw. Einspritzen der Schmelze und erfolgter Erstarrung des Formteils auseinander, so dass das Formteil mit einem separaten Auswerfer ausgeworfen werden kann. For the production of moldings from metal or plastic by injection molding injection molding machines are used with injection molds containing tool plates in which the negative contour of the molded part initially formed as a molded part is represented by a cavity or a cavity. The injection molding machine moves the tool plates apart after the casting process or injection of the melt and solidification of the molded part, so that the molded part can be ejected with a separate ejector.

Als Getriebeteile für qualitativ hohe Anforderungen ausgebildete Formteile müssen wegen ihrer Einbindung in ein Getriebe

– perfekte Oberflächen ohne Rillen für das Abwälzen der Verzahnungsflächen,
– einen perfekten Rundlauf zur Vermeidung von Schwingungen und Schwergängigkeiten aufweisen sowie
– eine Verwerfung der Fließfront beim Einbringen der Schmelze in die Kavität vermeiden, um eine hohe Homogenität der Festigkeit des Getriebeteils zu gewährleisten.

Formed as gear parts for high quality requirements molded parts must because of their involvement in a transmission

- perfect surfaces without grooves for the rolling of the toothed surfaces,
- have a perfect concentricity to avoid vibrations and stiffness as well as
- Avoid a rejection of the flow front when introducing the melt into the cavity to ensure a high degree of homogeneity of the strength of the transmission part.

Getriebeteile aus Kunststoff werden daher üblicherweise in einem Dreiplatten-Spritzgießwerkzeug mit Abreißpunktanguss gefertigt, wobei unter der Bezeichnung „Anguss“ der Teil des Spritzlings bezeichnet wird, der nicht zum Form- bzw. Getriebeteil gehört. Dabei dient das Angusssystem dazu, die von einem Plastifizierzylinder kommende, aufgeschmolzene Formmasse aufzunehmen und in die Kavität zu leiten. Das Material im Anguss erstarrt normalerweise mit dem Formteil und muss von diesem zumeist mechanisch entfernt werden. Gear parts made of plastic are therefore usually made in a three-plate injection mold with Abreißpunktanguss, wherein the term "sprue" the part of the molding is called, which does not belong to the form or transmission part. The sprue system serves to pick up the melted molding compound coming from a plasticizing cylinder and to guide it into the cavity. The material in the sprue usually solidifies with the molded part and usually has to be removed mechanically.

Bei Getriebeteilen kommen je nach Durchmesser des Getriebeteils drei oder mehr Punkangüsse zum Einsatz, wobei mit steigender Anzahl der Angusspunkte der so genannte „Kleeblatteffekt“, das heißt die durch Druck- und Orientierungsunterschiede in der Schmelze verursachten Schwindungsdifferenzen, aus denen Teilungsfehler und Unrundheiten resultieren, die die Akustik des Getriebeteils in der Funktion maßgeblich beeinflussen, geringer wird. Zusätzlich führt diese Art der Anspritzung zu Verwerfungen an der Fließfront, die zu Rillenbildungen im Verzahnungsbereich eines Getriebeteils führt, wobei ein direktes Anspritzen über das Zentrum des Getriebeteils oft nicht möglich ist, weil sich dort eine Bohrung für eine Bauteilaufnahme befindet. In gear parts, depending on the diameter of the gear part, three or more punk gates are used, with increasing number of gate points the so-called "cloverleaf effect", that is caused by differences in pressure and orientation in the melt shrinkage differences resulting in pitch errors and roundness, the reduce the acoustics of the gear unit significantly in the function. In addition, this type of gating leads to distortions on the flow front, which leads to grooves in the toothed region of a gear part, with a direct injection molding on the center of the gear part is often not possible because there is a hole for a component holder.

Darüber hinaus liegen die Anspritzpunkte für die Schmelze im Bereich der Funktionsgeometrie des Getriebeteils, das heißt im Bereich mit hohen Rundlaufeigenschaften, was insbesondere bei Verzahnungsteilen zu Problemen führt, die auch deren Lebensdauer beeinträchtigen können. Da sich zudem beim Spritzgießen der Quellfluss der Schmelze erst ausbilden muss, entstehen und verbleiben Inhomogenitäten im Funktionsbereich mit den Folgen einer mangelhaften Oberflächengüte, Entstehung von zu Schwachstellen führenden Bindenähten und aufgrund von Schwindungsunterschieden ein schlechter Rundlauf. Darüber hinaus verursachen die üblichen Dreiplatten-Spritzgießwerkzeuge mit ihren zwei Trennebenen relativ viel Angussabfall. In addition, the injection points for the melt are in the range of the functional geometry of the gear part, that is in the area with high concentricity, which leads to problems especially in the case of gearing parts, which can also impair their service life. In addition, since the melt flow first has to be formed during injection molding, inhomogeneities in the functional area arise and remain with the consequences of a poor surface finish, the formation of weaknesses leading to weld lines and due to Schwindungsunterschiedenes a poor concentricity. In addition, the usual three-platen injection molds with their two parting planes cause a relatively large amount of sprue waste.

Aus der DE 10 2011 056 601 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines als Schraubteil ausgebildeten Formteils mit ringförmigem Querschnitt bekannt, das einen hohlzylindrischen Grundkörper aufweist, in dessen Hohlraum sich in axialer Richtung Abschnitte mit unterschiedlicher Funktion aneinanderreihen. Eine plastifizierte polymere Masse wird über Angusskanäle durch Einspritzöffnungen eines Formwerkzeugs in eine Kavität des Formwerkzeugs eingespritzt und nach dem Erstarren der polymeren Masse das Formteil aus dem Werkzeug entformt. Das Einspritzen über die Angusskanäle in die Kavität erfolgt radial aus dem Hohlraum nach außen in einem Abschnitt, der nicht der Anlage einer Umfangsdichtung oder Halterung bzw. Arretierung des als Schraubteil ausgebildeten hohlzylindrischen Formteils dient. From the DE 10 2011 056 601 A1 a method for producing a formed as a screw part molding with an annular cross-section is known, which has a hollow cylindrical base body, in the cavity rows together with different function in the axial direction. A plasticized polymeric mass is injected via sprue passages through injection openings of a mold into a cavity of the mold, and after the solidification of the polymeric mass, the mold part is removed from the mold. The injection via the sprue channels into the cavity takes place radially out of the cavity to the outside in a section which does not serve to abut a peripheral seal or to hold or lock the hollow-cylindrical shaped part designed as a screw part.

Alternativ zu einem Abreißpunktanguss wird von einem Schirmanguss Gebrauch gemacht, der eine gleichmäßige Fließfront vom Zentrum aus ohne Bindenaht an einer Bohrung für eine Formteilaufnahme ermöglicht. Dadurch können die beim Abreißpunktanguss auftretenden Nachteile zwar vermieden werden, als Nachteil tritt aber ein aufwändiges mechanisches Trennen des Angussschirms vom Werkzeug in einem separaten Arbeitsgang auf, wenn die Wanddicke des Angussschirmes zur Erfüllung hoher qualitativer Anforderungen ausreichend ausgebildet ist. Zur mechanischen Trennung des Angriffsschirms vom Werkzeug muss zunächst das Formteil erkalten, was die Taktzeiten erheblich verlängert, und es besteht die Gefahr einer mechanischen Beschädigung und Verunreinigung des Formteils beim Trennvorgang. As an alternative to a tear point gate, use is made of a screen gate which allows a uniform flow front from the center without a weld line to a bore for a molded part receptacle. Although the disadvantages occurring at the Abreißpunktanguss can be avoided, but as a disadvantage occurs a complex mechanical separation of the Angussschirms from the tool in a separate operation, if the wall thickness of Angußschirmes is sufficiently designed to meet high quality requirements. For mechanical separation of the attack screen from the tool must first cool the molding, which significantly extends the cycle times, and there is a risk of mechanical damage and contamination of the molding during the separation process.

Aus der US 6 941 832 B2 ist ein im Spritzgießverfahren hergestelltes, rotationssymmetrisches Getriebeteil aus Kunststoff bekannt, das einen umlaufenden Rand mit einer Verzahnung, eine Nabe und einen den Rand mit der Nabe verbindenden tellerförmigen Flansch aufweist. Auf der Innenseite des Flansches stehen mehrere Rippen vom Außenumfang der Nabe ab, die beanstandet von den Seitenflächen des Getriebeteils von der Nabe zum umlaufenden Rand verlaufen. Zur Herstellung eines präzisen und kostengünstigen Getriebeteils im Spritzgießverfahren werden an den Verbindungsabschnitt in der Rippen mit der Nabe an Stellen angeordnet, über die der von einer Spritzdüse abgegebene schmelzflüssige Kunststoff eingespritzt und geglättet von der Nabe zum umlaufenden Rand geführt wird. From the US Pat. No. 6,941,832 B2 is a manufactured by injection molding, rotationally symmetrical gear part made of plastic, having a peripheral edge with a toothing, a hub and connecting the edge with the hub having plate-shaped flange. On the inside of the flange are a plurality of ribs from the outer circumference of the hub from which projecting from the side surfaces of the transmission part from the hub to the peripheral edge. To produce a precise and inexpensive gear part by injection molding are placed on the connecting portion in the ribs with the hub at locations over which injected from a spray nozzle molten plastic injected and smoothed out of the hub to the peripheral edge.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, ein im Spritzgießverfahren hergestelltes Getriebeteil aus Kunststoff so auszubilden, dass mehrere Funktionsbereiche mit geringem Aufwand schnell, sicher, materialsparend und materialschonend in das Getriebeteil mit an den jeweiligen Funktionsbereich angepasster Qualität, insbesondere bezüglich der Bauteiltoleranzen, Festigkeit, Homogenität der Werkstoffstruktur und Oberflächenbeschaffenheit, integriert werden. The present invention has for its object to design a manufactured by injection molding gear part made of plastic so that multiple functional areas with little effort quickly, safely, material-saving and gentle on the gear part with adapted to the respective functional area quality, in particular with respect to component tolerances, strength, homogeneity the material structure and surface texture are integrated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Lösung stellt ein im Spritzgießverfahren hergestelltes Getriebeteil aus Kunststoff bereit, so ausgebildet ist, dass mehrere Funktionsbereiche mit geringem Aufwand schnell, sicher, materialsparend und materialschonend in das Getriebeteil mit an den jeweiligen Funktionsbereich angepasster Qualität, insbesondere bezüglich der Bauteiltoleranzen, Festigkeit, Homogenität der Werkstoffstruktur und Oberflächenbeschaffenheit, integriert werden. The inventive solution provides a manufactured by injection molding gear part made of plastic, is designed so that multiple functional areas with little effort quickly, safely, saving material and material in the gear part with adapted to the respective functional area quality, in particular with respect to the component tolerances, strength, homogeneity Material structure and surface finish, to be integrated.

Dem entsprechend weist das Getriebeteil aus Kunststoff einen Grundkörper auf, der

– einen Hohlraum, in den ein Angusseinsatz mit einem Angusskanal einfügbar ist, der über mindestens eine Angussstelle mit einem den Grundkörper bildenden Formnest verbunden ist,
– einen unmittelbar an die Angussstelle anschließenden, rotationssymmetrischen ersten Funktionsbereich mit geringen Qualitätsanforderungen, insbesondere bezüglich Bauteiltoleranzen, Festigkeit, Homogenität der Werkstoffstruktur und Oberflächenbeschaffenheit,
– einen an die Angussstelle anschließenden, als hydraulischer Widerstand ausgebildeten Homogenisierungsbereich, der die über die Angussstelle zugeführte Kunststoffschmelze glättet und/oder homogenisiert,
– ein nahezu hohlraum- und spannungsfreies Gefüge zur Erreichung einer hohen Formstabilität gewährleistet,
– einen in Fließrichtung der Kunststoffschmelze nach dem Homogenisierungsbereich angeordneten, axial vom ersten Funktionsbereich beabstandeten rotationssymmetrischen zweiten Funktionsbereich mit einer radial nach außen gerichteten, umlaufenden Funktionsfläche und mit hohen Qualitätsanforderungen, insbesondere bezüglich Bauteiltoleranzen, Festigkeit, Homogenität der Werkstoffstruktur und Oberflächenbeschaffenheit,

enthält. Accordingly, the gear part made of plastic has a base body, the

A cavity, into which a sprue insert with a sprue channel can be inserted, which is connected via at least one sprue point to a mold cavity forming the main body,
A rotationally symmetric first functional area directly following the gate, with low quality requirements, in particular with regard to component tolerances, strength, homogeneity of the material structure and surface texture,
A homogenization area, which adjoins the gate, designed as a hydraulic resistance, which smoothes and / or homogenizes the plastic melt fed in via the gate;
- Ensures a virtually void-free and stress-free structure to achieve a high dimensional stability,
A rotationally symmetrical second functional region axially spaced from the first functional region in the direction of flow of the plastic melt, with a radially outwardly directed, circumferential functional surface and with high quality requirements, in particular with regard to component tolerances, strength, homogeneity of the material structure and surface texture,

contains.

Mit den vorstehenden Lösungsmerkmalen wird ein Getriebeteil aus Kunststoff geschaffen, das

– Funktionsbereiche mit unterschiedlichen spezifischen Anforderungen, insbesondere bezüglich der Fertigungstoleranzen, Festigkeit und Oberflächenbeschaffenheit, in einem Getriebeteil vereint,
– einen geringen Bauraum und Materialeinsatz zur gezielten Erfüllung der spezifisch unterschiedlicher Anforderungen an die Funktionsbereiche ermöglicht,
– durch den Einsatz eines Zweiplatten-Spritzgießwerkzeugs mit dem Entfall einer zweiten Trennebene und damit eines Mechanismus zur Trennung und Entformung des Angusses sowie eines geringen erforderlichen Spritzdruckes und damit eines verringerten Energieaufwandes einen geringen Herstellungsaufwand gewährleistet,
– durch kürzere Taktzeiten wegen des Entfalls eines Mechanismus zur Trennung und Entformung des Angusses schnell ausführbar ist,
– durch Reduzierung der Störanfälligkeit wegen des Entfalls der zweiten Trennebene sowie wegen der reduzierten Mechanik und ohne die Gefahr eines Anguss-Einklemmens sicher funktioniert,
– durch die deutliche Reduzierung des Angusses materialsparend sowie durch die einfache Abtrennung des Angusses materialschonend weiterverarbeitbar ist und das
– durch die Anordnung eines Homogenisierungsbereichs in Fließrichtung vor dem Funktionsbereich mit hohen Anforderungen, insbesondere an die Bauteiltoleranzen, Festigkeit, Homogenität der Werkstoffstruktur und Oberflächenbeschaffenheit, hohe Qualitätsanforderungen mit – perfekten Oberflächen ohne Rillenbildung für das Abwälzen von Verzahnungsflächen, – einem perfekten Rundlauf zur Vermeidung von Schwingungen und Schwergängigkeiten sowie einer negativen Beeinflussung der Akustik des Getriebeteils, – Vermeidung der Verwerfung der Fließfront zur Sicherstellung einer hohen Homogenität der Festigkeit,

genügt. With the above solution features a gear part made of plastic is created

Functional areas with different specific requirements, in particular with regard to manufacturing tolerances, strength and surface quality, united in one gear part,
- allows a small space and material use for specific fulfillment of specifically different requirements for the functional areas,
- By using a two-plate injection mold with the elimination of a second parting plane and thus a mechanism for separation and removal of the sprue and a low injection pressure required and thus a reduced energy consumption ensures a low production cost,
- can be executed quickly due to the elimination of a mechanism for separation and demoulding of the sprue, due to shorter cycle times,
- by reducing the susceptibility due to the elimination of the second parting plane as well as due to the reduced mechanics and without the risk of sprue-pinching works safely,
- By the significant reduction of the sprue material-saving as well as by the simple separation of the sprue material-friendly further processed and the
- By the arrangement of a Homogenisierungsbereichs in the flow direction in front of the functional area with high demands, in particular on the component tolerances, strength, homogeneity of the material structure and surface finish, high quality requirements with - perfect surfaces without grooves for the rolling of tooth surfaces, - a perfect concentricity to avoid vibrations and sluggishness and a negative influence on the acoustics of the gear part, - avoiding the rejection of the flow front to ensure a high homogeneity of the strength,

enough.

In bevorzugter Ausführung weist der Homogenisierungsbereich eine als hydraulischer Widerstand mit mindestens einer Umlenkung ausgebildete erste Homogenisierungszone und eine an die erste Homogenisierungszone anschließende, radial ausgerichtete zweite Homogenisierungszone auf, die als hydraulischer Widerstand mit mindestens einer umlaufenden Querschnittsverengung und/oder Unstetigkeitsstelle ausgebildet ist. In a preferred embodiment, the homogenization region has a first homogenization zone formed as a hydraulic resistance with at least one deflection and a radial zone adjoining the first homogenization zone aligned second homogenization zone, which is designed as a hydraulic resistance with at least one circumferential cross-sectional constriction and / or discontinuity.

Die Unterteilung des Homogenisierungsbereichs in zwei in Fließrichtung der Kunststoffschmelze hintereinander angeordneten Homogenisierungszonen gewährleistet mit unterschiedlichen Homogenisierungsschritten eine optimale Qualität der Kunststoffschmelze, damit diese den an den zweiten Funktionsbereich gestellten hohen Anforderungen, insbesondere bezüglich der Bauteiltoleranzen, Festigkeit, Homogenität der Werkstoffstruktur und Oberflächenbeschaffenheit, genügt. The subdivision of the homogenization region into two homogenization zones arranged one behind the other in the direction of flow of the plastic melt ensures optimum quality of the plastic melt with different homogenization steps so that it satisfies the high demands placed on the second functional region, in particular with regard to component tolerances, strength, homogeneity of the material structure and surface finish.

Durch eine nochmalige Unterteilung der zweiten Homogenisierungszone in einen radial an die erste Homogenisierungszone anschließenden ersten Homogenisierungsabschnitt mit Unstetigkeitsstellen und einen radial an den ersten Homogenisierungsabschnitt anschließenden, scheibenförmigen, stetig umlaufenden zweiten Homogenisierungsabschnitt wird die Qualität der Kunststoffschmelze nochmals gesteigert, so dass der zweite Funktionsbereich höchsten Anforderungen an die Bauteiltoleranzen, Festigkeit, Homogenität der Werkstoffstruktur und Oberflächenbeschaffenheit genügt. By further subdivision of the second homogenization zone in a radially adjoining the first homogenization first homogenization section with discontinuities and a radially adjacent to the first homogenization, disc-shaped, continuously rotating second homogenization section, the quality of the plastic melt is increased again, so that the second functional area highest demands the component tolerances, strength, homogeneity of the material structure and surface finish are sufficient.

Vorzugsweise besteht der erste Homogenisierungsabschnitt aus mehreren radial von der ersten Homogenisierungszone abstehenden Rippen oder Streben und einem mit den radialen Enden der Rippen oder Streben verbundenen, umlaufenden Ring und der zweite Homogenisierungsabschnitt aus einer umlaufenden Kreisscheibe. Preferably, the first homogenizing section consists of a plurality of ribs or struts projecting radially from the first homogenizing zone and a circumferential ring connected to the radial ends of the ribs or struts and the second homogenizing section comprising a rotating circular disk.

Zur Vereinfachung der Herstellung des Getriebeteils aus Kunststoff im Spritzgießverfahren der Angusskanal an der Angussstelle durch Drehung des Angusseinsatzes vom Grundkörper abtrennbar. To simplify the production of the gear part made of plastic by injection molding of the sprue at the gate point by rotation of the Angusseinsatzes from the body separable.

Vorzugsweise ist der Anbindungsabschnitt des Angusskanals an der Angussstelle quadratisch ausgebildet und weist eine Seitenlänge entsprechend der Wanddicke des Grundkörpers an der Angussstelle auf. Preferably, the connection portion of the runner is square at the gate and has a side length corresponding to the wall thickness of the body at the gate.

Zur Erzielung gleichmäßiger und kurzer Fließwege verzweigt der Angusskanal in mehrere Angussstege, die sich im Spritzgießwerkzeug in dem drehbar gelagerten Angusseinsatz befinden, in dessen Zentrum sich der den Angusszapfen aufnehmende Angusskanal befindet. Vor dem Öffnen des Spritzgießwerkzeuges wird vorzugsweise nach Schließkraftabbau der Angusseinsatz gedreht und dadurch der Anguss abgeschert. To achieve uniform and short flow paths, the sprue channel branches into a plurality of sprues, which are located in the injection mold in the rotatably mounted Angusseinsatz, in the center of the sprue receiving sprue is. Before opening the injection mold, the sprue insert is preferably rotated after the closing force has been released, thereby shearing off the sprue.

Durch die Anspritzung im Zentrum des Getriebeteils wird eine Fließfront der Kunststoffschmelze beim Füllen der Kavität vergleichbar einem Schirmanguss erreicht. Durch einen Hinterschnitt auf dem Kern für den Hohlraum des Getriebeteils wird der Anguss beim Öffnen des Spritzgießwerkzeuges aus dem düsenseitigen Angusseinsatz herausgezogen und beim Auswerfen durch das Getriebeteil abgestreift, so dass der Anguss automatisch vom Getriebeteil getrennt wird. By gating in the center of the gear part a flow front of the plastic melt is achieved when filling the cavity comparable to a Schirmanguss. Through an undercut on the core for the cavity of the transmission part, the sprue is pulled out when opening the injection mold from the nozzle-side Spruesseinsatz and stripped by the gear part during ejection, so that the sprue is automatically separated from the transmission part.

Die Glättung und/oder Homogenisierung der über die Angussstellen zugeführten Kunststoffschmelze erfolgt durch einen Homogenisierungsabschnitt, der in axialer Richtung mindestens eine Umlenkung und/oder eine gleichmäßig umlaufende Querschnittsverengung des Grundkörpers enthält. Zu diesem Zweck mündet der Angusskanal vorzugsweise in eine Querschnittserweiterung des Homogenisierungsabschnitts ein, wobei sich an die Querschnittserweiterung in axialer Richtung mindestens eine Umlenkung und/oder gleichmäßig umlaufende Querschnittsverengung des Grundkörpers anschließt. The smoothing and / or homogenization of the over the gate pads supplied plastic melt is carried out by a homogenization section, which contains at least one deflection and / or a uniformly circumferential cross-sectional constriction of the body in the axial direction. For this purpose, the sprue channel preferably opens into a cross-sectional widening of the homogenization section, wherein at least one deflection and / or uniformly circumscribed cross-sectional constriction of the base body follow the cross-sectional widening in the axial direction.

Zur gleichmäßigen Verteilung der Kunststoffschmelze zur Herstellung des Spritzlings ist der Homogenisierungsabschnitt rotationssymmetrisch ausgebildet und mehrere Angussstege zweigen radial vom Angusskanal unter Einschluss desselben Winkels, d. h. ebenfalls rotationssymmetrisch, zu den mehreren Angussstellen ab. For uniform distribution of the plastic melt for the production of the molding of the homogenization section is rotationally symmetrical and a plurality of sprue branches branch radially from the runner, including the same angle, d. H. also rotationally symmetrical, to the multiple gate points.

Alternativ kann der Homogenisierungsabschnitt asymmetrisch ausgebildet werden und dementsprechend zweigen radial mehrere Angussstege asymmetrisch vom Angusskanal zu den Angussstellen ab. Alternatively, the homogenization section may be formed asymmetrically, and accordingly, a plurality of sprue bars radially branch off asymmetrically from the sprue channel to the sprue locations.

Da an die Oberfläche des Funktionsbereichs des Getriebeteils zur Vermeidung von Rillenbildung und eines einwandfreien Abwälzens höhere Anforderungen gestellt werden als an die Außenfläche des Homogenisierungsabschnittes, der üblicherweise einen äußeren Formschlussbereich, ein Koppel-, Abstands-, Lager- oder Trägerelement des Getriebeteils ausbildet, wird der Außendurchmesser des Homogenisierungsabschnittes kleiner bemessen als der Außendurchmesser des Funktionsbereiches. Dadurch stößt die Kunststoffschmelze zwar an Verengungen und Umlenkungen auf einen hydraulischen Widerstand, der zur Glättung und Homogenisierung der Kunststoffschmelze führt, dafür kann sich aber die Kunststoffschmelze im Wesentlichen ungehindert und gleichmäßig im Funktionsbereich bei nur geringem Druckverlust verteilen. Since higher demands are placed on the surface of the functional region of the transmission part to prevent groove formation and perfect rolling than to the outer surface of the homogenization section, which usually forms an outer positive connection region, a coupling, spacer, bearing or carrier element of the transmission part, the Outer diameter of the Homogenisierungsabschnittes smaller sized than the outer diameter of the functional area. As a result, although the plastic melt encounters restrictions and deflections to a hydraulic resistance, which leads to the smoothing and homogenization of the plastic melt, but the plastic melt can distribute substantially unhindered and evenly in the functional area with only a slight pressure loss.

Der wirtschaftliche Vorteil der Ausbildung des Getriebeteils besteht in einer deutlichen Verringerung des Angussgewichts und damit des Abfalls gegenüber einem Dreiplattenanguss mit drei Anschnitten um mindestens 60 %. The economic advantage of the design of the transmission part consists in a significant reduction in the sprue weight and thus the waste compared to a three-plate gate with three gates by at least 60%.

Der für das Getriebeteil qualitative Vorteil besteht in einem Quellfluss vom Zentrum des Getriebeteils aus nach außen in dessen Verzahnung, so dass keine Rillenbildung im Verzahnungsbereich entsteht und damit ein deutlich verbesserter Rundlauf in Verbindung mit geringeren Teilungs- und Profilabweichungen der Verzahnung erzielt wird. Damit ist es möglich, auch faserverstärkte Kunststoffe für die Verzahnteile zu verarbeiten, deren Verzahnungsqualität dadurch wesentlich verbessert werden kann. Dies führt zu einer wirtschaftlichen Herstellung von qualitativ hochwertigen Verzahnteilen in Mehrfachwerkzeugen. The qualitative advantage for the transmission part consists in a source flow from the center of the transmission part outwards in the teeth, so that no groove formation in the toothed area and thus a significantly improved concentricity is achieved in conjunction with lower pitch and profile deviations of the teeth. This makes it possible to process fiber-reinforced plastics for the splines, the teeth quality can be significantly improved. This leads to an economical production of high-quality gear parts in multiple tools.

Eine Vorrichtung zur Herstellung des Getriebeteils aus Kunststoff ist durch ein geschlossenes Spritzgießwerkzeug mit mindestens zwei zueinander bewegbaren und voneinander entfernbaren Werkzeugplatten und mindestens einem zwischen den Werkzeugplatten angeordneten Formnest gekennzeichnet, das einen mit der Kunststoffschmelze befüllbaren Hohlraum ausbildet, wobei eine erste Werkzeugplatte, einen die Funktionsgeometrie des Getriebeteils abbildenden Formeinsatz, einen Auswerfer für den Anguss und einen Auswerfer für das Getriebeteil und eine zweite Werkzeugplatte, einen drehbaren Angusseinsatz und einen Antriebsmechanismus zum Antreiben des drehbaren Angusseinsatzes aufweist. A device for producing the gear part made of plastic is characterized by a closed injection mold with at least two mutually movable and removable tool plates and at least one arranged between the tool plates mold cavity forming a fillable with the plastic melt cavity, wherein a first tool plate, the functional geometry of the A gearbox forming mold insert, a sprue ejector and a gearbox ejector, and a second tool plate, a rotatable gate insert, and a drive mechanism for driving the rotatable sprue insert.

Als Spritzgießwerkzeug kann sowohl ein Kaltkanalwerkzeug als auch ein Heißkanalwerkzeug eingesetzt werden, so dass Getriebeteile aus einem Einfach- oder Mehrfachwerkzeug produziert werden können. Beim Einsatz eines Heißkanalwerkzeuges ist es optimal, wenn hinter dem drehbaren Angusseinsatz ein Nadelverschlusssystem eingesetzt wird, wobei zur Isolierung zwischen der Spritzgießdüse und dem drehbaren Angusseinsatz ein Luftspalt zwischen der Spritzgießdüse und dem drehbaren Angusseinsatz von 0,01 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,05 mm bis 0,1 mm, vorgesehen ist. As injection molding tool both a cold runner tool and a hot runner tool can be used, so that transmission parts can be produced from a single or multiple tool. When using a hot runner tool, it is optimal if a Nadelverschlusssystem is used behind the rotatable Angusseinsatz, wherein for insulation between the injection nozzle and the rotatable Angusseinsatz an air gap between the injection molding and the rotatable Angusseinsatz of 0.01 to 0.5 mm, preferably 0, 05 mm to 0.1 mm, is provided.

Ein Verfahren zur Herstellung des Getriebeteils unter Verwendung der vorstehend charakterisierten Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass

– Kunststoffschmelze über die mindestens eine Angussstelle in den Formeinsatz eingespritzt wird bis der Hohlraum des mindestens einen Formnestes vollständig gefüllt ist, die Kunststoffschmelze bis zum Erreichen eines vorgegebenen Erstarrungsgrades abgekühlt und bis dahin die Materialkonstruktion durch die unter dem anliegenden Nachdruck nachströmende Kunststoffschmelze ausgeglichen wird,
– der Antriebsmechanismus zur Drehung des Angusseinsatzes aktiviert wird,
– das Spritzgießwerkzeug durch Trennen der Werkzeugplatten geöffnet und
– der Auswerfer für den Anguss und das Entfernen des Angusses aktiviert wird.

A method of manufacturing the transmission part using the apparatus characterized above is characterized in that

Plastic melt is injected into the mold insert via the at least one sprue point until the cavity of the at least one mold cavity is completely filled, the plastic melt is cooled until a predetermined degree of solidification is reached and until then the material construction is compensated by the plastics melt flowing under the adjacent holding pressure,
The drive mechanism is activated to rotate the sprue insert,
- The injection mold opened by separating the tool plates and
- the ejector for the sprue and the removal of the sprue is activated.

Dabei kann der Auswerfer für das Getriebeteil und die Entnahme des Getriebeteils gleichzeitig mit oder nach der Betätigung des Auswerfers für den Anguss und das Entfernen des Angusses aktiviert werden. In this case, the ejector for the transmission part and the removal of the transmission part can be activated simultaneously with or after the operation of the ejector for the sprue and the removal of the sprue.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten, als Verzahnungsteil ausgebildeten Getriebeteils und eines zur Herstellung dieses Getriebeteils dienenden Spritzgießwerkzeugs soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen: On the basis of one shown in the drawing, designed as a toothed part gear member and a serving for the production of this gear part injection molding, the idea underlying the invention will be explained in more detail. Show it:

1 und 2 einen Längsschnitt und eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Getriebeteils mit dem Anguss und Funktionsbereichen mit unterschiedlichen Anforderungen an Bauteiltoleranzen, Festigkeit, Homogenität der Werkstoffstruktur und Oberflächenbeschaffenheit; 1 and 2 a longitudinal section and a plan view of a first embodiment of a gear part with the sprue and functional areas with different demands on component tolerances, strength, homogeneity of the material structure and surface finish;

3 und 4 perspektivische Darstellungen des Getriebeteils vor und nach dem Abtrennen des Angusses durch Drehung des Angusseinsatzes; 3 and 4 perspective views of the gear part before and after the separation of the sprue by rotation of Angusseinsatzes;

5 einen Längsschnitt durch ein Zweiplatten-Spritzgießwerkzeug bei miteinander verbundenen Werkzeugplatten, 5 a longitudinal section through a two-plate injection mold with interconnected tool plates,

6 einen Längsschnitt durch das Zweiplatten-Spritzgießwerkzeug bei voneinander getrennten Werkzeugplatten; 6 a longitudinal section through the two-plate injection mold with separate tool plates;

7 und 8 beidseitig isometrische Ansichten eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Getriebeteils mit zwei Funktionsbereichen mit unterschiedlichen Anforderungen und einem Homogenisierungsbereich mit zwei Homogenisierungszonen; 7 and 8th on both sides isometric views of a second embodiment of a transmission part with two functional areas with different requirements and a homogenization area with two homogenization zones;

9 einen Längsschnitt durch das Getriebeteils gemäß den 7 und 8; 9 a longitudinal section through the transmission part according to the 7 and 8th ;

10 eine Draufsicht auf das Getriebeteil gemäß den 7 und 8 und 10 a plan view of the transmission part according to the 7 and 8th and

11 einen Längsschnitt durch das Getriebeteil entlang der Schnittlinie XI-XI gemäß 10. 11 a longitudinal section through the transmission part along the section line XI-XI according to 10 ,

1 zeigt in einem Längsschnitt den Spritzling eines als Schraubrad ausgebildeten Getriebeteils und 2 eine Draufsicht auf den Spritzling gemäß 1. 1 shows in a longitudinal section the injection molding of a gear formed as a helical gear and 2 a plan view of the injection molding according to 1 ,

Das Getriebeteil 1 weist einen Grundkörper 10 mit einem rotationssymmetrischen Hohlraum 11 auf und enthält einen Funktionsbereich 2, beispielsweise in Form einer Schrägverzahnung 20, und einen Formschlussbereich 3, der beispielsweise als Geradverzahnung 30 zur Anbindung des Getriebeteils 1 an eine Lagerstelle eines Getriebes ausgebildet ist. Der Formschlussbereich 3 bildet zumindest teilweise den Außenumfang eines Homogenisierungsabschnittes 4 des Getriebeteils 1, an dessen dem Funktionsbereich 2 entgegengesetztem Ende in axialer Richtung mehrere, in diesem Ausführungsbeispiel drei, Angussstellen 54, 55, 56 angeordnet sind, die mit Angussstegen 51, 52, 53 verbunden sind. Die Angussstegen 51, 52, 53 zweigen schräg radial von einem Angusskanal 50 eines Angusses 5 ab und sind in Umfangsrichtung unter Einschluss eines Winkels von 120 ° zueinander angeordnet. The transmission part 1 has a basic body 10 with a rotationally symmetric cavity 11 on and contains a functional area 2 , For example in the form of a helical toothing 20 , and a form-locking area 3 , for example, as spur toothing 30 for connection of the gear part 1 is formed on a bearing of a transmission. The form-locking area 3 at least partially forms the outer periphery of a Homogenisierungsabschnittes 4 of the transmission part 1 at which the functional area 2 opposite end in the axial direction more, in this embodiment, three, gate marks 54 . 55 . 56 arranged with sprue bars 51 . 52 . 53 are connected. The sprue bars 51 . 52 . 53 branch diagonally radially from a runner 50 a sprue 5 from and are arranged in the circumferential direction, including an angle of 120 ° to each other.

Der Homogenisierungsbereich 4 enthält ausgehend von den Angussstellen 54, 55, 56 einen erweiterten Bereich 41 mit größerer Wandstärke als in den nachfolgenden Bereichen 42 bis 45. An den erweiterten Bereich 41 schließt sich eine erste Verengung 42 zur Glättung des Schmelzflusses („Bügelzone“) an, der in axialer Richtung eine erste Umlenkung 43 folgt, die eine Erweiterung des Hohlraums 11 bewirkt. An die erste Umlenkung 43 schließt sich ein zylinderförmiger Abschnitt 44 an, von dem eine umlaufende Kreisscheibe 45 abnzweigt, die zur Schrägverzahnung 20 des Funktionsbereichs 2 führt. The homogenization area 4 contains starting from the gate marks 54 . 55 . 56 an extended area 41 with greater wall thickness than in the following areas 42 to 45 , To the extended area 41 closes a first narrowing 42 for smoothing the melt flow ("ironing zone"), which in the axial direction, a first deflection 43 follows, which is an extension of the cavity 11 causes. At the first diversion 43 closes a cylindrical section 44 on, of which a rotating circular disk 45 branched off, the helical toothing 20 of the functional area 2 leads.

Die an den erweiterten Bereich 41, der mit den vom Angusskanal 50 abzweigenden Angussstegen 51, 52, 53 über die Angussstellen 54, 55, 56 verbunden ist, anschließende erste Verengung 42, erste Umlenkung 43 sowie zweite Umlenkung 44 und zweite Verengung 45 bilden einen hydraulischen Widerstand zur Homogenisierung, d. h. zur Glättung des über die Angussstellen 54, 55, 56 zugeführten Kunststoffschmelzflusses. Dadurch werden Inhomogenitäten im Funktionsbereich 2 bei der hohe Qualitätsanforderungen erfüllenden Oberfläche der Schrägverzahnung 20 vermieden, die eine mangelhafte Oberflächengüte, die Entstehung von Bindenähten, die zu Schwachstellen führen können, sowie die Entstehung von Schwindungsunterschieden mit der Folge eines schlechten Rundlaufs vermeiden. Somit wird ohne die Notwendigkeit einer Nachbearbeitung ein Getriebeteil 1 für qualitativ hohe Anforderungen im Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt, das sich durch perfekte Oberflächen für das Abwälzen der Verzahnungsflächen, einen perfekten Rundlauf zur Vermeidung von Schwingungen und Schwergängigkeiten sowie durch die Vermeidung einer Verwerfung der Fließfront auszeichnet und damit eine hohe Homogenität der Festigkeit sichert. The to the extended area 41 that with the sprue 50 branching sprue bars 51 . 52 . 53 about the casting sites 54 . 55 . 56 connected, subsequent first narrowing 42 , first diversion 43 as well as second diversion 44 and second constriction 45 form a hydraulic resistance for homogenization, ie for smoothing over the gate marks 54 . 55 . 56 supplied plastic melt flow. This causes inhomogeneities in the functional area 2 in the case of the surface of helical gearing, which meets the high quality requirements 20 avoiding surface imperfections, the formation of weld lines which can lead to weak spots, and the formation of differences in shrinkage, resulting in poor concentricity. Thus, without the need for reworking, a transmission part 1 For high-quality requirements in the plastic injection molding process, which is characterized by perfect surfaces for the rolling of the toothed surfaces, a perfect concentricity to avoid vibrations and sluggishness as well as the prevention of rejection of the flow front and thus ensures a high homogeneity of strength.

Die Trennung des Angusses 5 vom Getriebeteil 1 erfolgt in der schematisch in den 3 und 4 dargestellten Weise, wobei in der perspektivischen Darstellung gemäß 3 das Getriebeteil 1 mit seinem Funktionsbereich 2 und seinem Formschlussbereich 3 noch mit dem Anguss 5 verbunden ist, der über den Angusskanal 50 und die radial und rotationssymmetrisch vom Angusskanal 50 abzweigenden Angussstege 51, 52, 53 mit den Angussstellen 54, 55, 56 verbunden ist. Durch Drehung des Angusskanals 50 entsprechend dem schematisch in 3 eingetragenen Pfeil werden die Angussstege 51, 52, 53 an den Angussstellen 54, 55, 56 nach dem Erstarren der Kunststoffschmelze vom Grundkörper 10 des Getriebeteils 1 abgeschert und der Angusskanal 50 mit den radial abzweigenden Angussstegen 51, 52, 53 aus dem Hohlraum 11 des Getriebeteils 1 herausgehoben. The separation of the sprue 5 from the transmission part 1 takes place in the schematic in the 3 and 4 illustrated manner, wherein in the perspective view according to 3 the transmission part 1 with its functional area 2 and its form-locking area 3 still with the sprue 5 connected via the sprue 50 and the radial and rotationally symmetrical from the sprue 50 branching sprues 51 . 52 . 53 with the gate marks 54 . 55 . 56 connected is. By turning the sprue 50 according to the schematic in FIG 3 Registered arrow will be the sprue bars 51 . 52 . 53 at the casting sites 54 . 55 . 56 after solidification of the plastic melt from the body 10 of the transmission part 1 sheared off and the sprue 50 with the radially branching sprues 51 . 52 . 53 from the cavity 11 of the transmission part 1 lifted.

Infolge der Anbindung des Angusses 5 an die schräge Oberseite des erweiterten Bereichs 41 des Homogenisierungsabschnittes 4, d. h. in einem Bereich, der keine Funktionseigenschaften des Getriebeteils 1 aufweist, kann ein beim Abscheren der Angussstege 51, 52, 53 eventuell verbleibender Grad ohne Nachbearbeitung am Grundkörper 10 des Getriebeteils 1 verbleiben, da an dieser Stelle keine Verbindung mit beispielsweise einer durch den Hohlraum 11 gesteckten Welle besteht. As a result of the connection of the sprue 5 to the sloping top of the expanded area 41 of the homogenization section 4 , ie in an area that has no functional properties of the transmission part 1 A can when shearing off the sprue bars 51 . 52 . 53 possibly remaining degree without post-processing on the base body 10 of the transmission part 1 remain, because at this point no connection with, for example, one through the cavity 11 plugged wave exists.

In den 5 und 6 ist ein Zweiplatten-Spritzgießwerkzeug zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Getriebeteils in einem Längsschnitt dargestellt, wobei in 5 die beiden Werkzeugplatten 6, 7 des Spritzgießwerkzeugs aneinander liegen, während sie in 6 voneinander getrennt dargestellt sind. In the 5 and 6 a two-plate injection mold for producing the transmission part described above is shown in a longitudinal section, wherein in 5 the two tool plates 6 . 7 of the injection mold lie against each other while in 6 are shown separated from each other.

Die obere Werkzeugplatte 6 weist eine Zuführungsöffnung 14 für die Kunststoffschmelze S auf, die zum Angusskanal 50 führt, der in einem drehbaren Angusseinsatz 8 angeordnet ist. Die Drehung des drehbaren Angusseinsatzes 8 gegenüber der oberen Werkzeugplatte 6 wird durch Drehlager 16, 18 gewährleistet, während die Verbindung des drehbaren Angusseinsatzes 8 zu einem Antriebsmechanismus über einen antreibbaren Hebel oder ein Getriebe 15 hergestellt wird. Ein Gleitlager 17 dient zur seitlichen Führung des drehbaren Angusseinsatzes 8, während mehrere Kanäle 19 in der oberen Werkzeugplatte 6 dem Temperaturmanagement dienen. The upper tool plate 6 has a feed opening 14 for the plastic melt S on, leading to the sprue 50 leads, which in a rotatable Angusseinsatz 8th is arranged. The rotation of the rotating sprue insert 8th opposite the upper tool plate 6 is through pivot bearings 16 . 18 ensured while the connection of the rotatable Angusseinsatzes 8th to a drive mechanism via a drivable lever or gear 15 will be produced. A plain bearing 17 serves for the lateral guidance of the rotatable Angusseinsatzes 8th while several channels 19 in the upper tool plate 6 to serve the temperature management.

An der der unteren Werkzeugplatte 7 zugewandten Fläche der oberen Werkzeugplatte 6 ist ein Formeinsatz 12 für vorgelagerte Bereiche des Getriebeteils vorgesehen, der in seinem zentralen Bereich einen Teil der Matrize des Getriebeteils 1 ausbildet. Ein in die der oberen Werkzeugplatte 6 zugewandten Oberfläche der unteren Werkzeugplatte 7 eingesetzter Formeinsatz 13 bildet weitere Bereiche der Matrize zur Herstellung des Getriebeteils 1 aus, von dem nach dem Erstarren des Spritzlings der Anguss 5 absteht. Ein erster Auswerfer 91 dient dazu, das Getriebeteil 1 von der unteren Werkzeugplatte 7 zu trennen, nachdem durch Drehung des drehbaren Angusseinsatzes 8 der Anguss 5 an den Angussstegen 51, 52, 53 gemäß den 1 bis 4 vom Getriebeteil 1 abgetrennt und mittels eines zweiten Auswerfers 92 abgestoßen wurde. At the lower tool plate 7 facing surface of the upper tool plate 6 is a mold insert 12 provided for upstream portions of the transmission part, which in its central region a part of the die of the transmission part 1 formed. One in the upper tool plate 6 facing surface of the lower tool plate 7 used mold insert 13 forms further regions of the die for the production of the transmission part 1 from, after the solidification of the sprue of the sprue 5 projects. A first ejector 91 serves to the gear part 1 from the lower tool plate 7 after being separated by rotation of the rotatable sprue insert 8th the sprue 5 at the sprue bars 51 . 52 . 53 according to the 1 to 4 from the transmission part 1 separated and by means of a second ejector 92 was repelled.

Zur Herstellung des Getriebeteils 1 wird bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug, d. h. bei miteinander verbundenen oberen und unteren Werkzeugplatten 6, 7 gemäß 5 über die Zuführungsöffnung 14, den Angusskanal 50, die radial vom Angusskanal 50 abzweigenden Angussstege 51, 52, 53 und die Angussstellen 54, 55, 56 Kunststoffschmelze S in den Hohlraum des durch die Formeinsätze 12, 13 und einen Kern für den Hohlraum 11 gebildete Formnest für das Getriebeteil 1 eingespritzt bis das Formnest vollständig gefüllt ist. Zum Ausgleich von Schwindungsprozessen des Getriebeteils 1 kann nach einer vorbestimmten Verweilzeit gegebenenfalls Kunststoffschmelze S nachgedrückt werden. Unmittelbar nach vollständiger Befüllung des in den Formeinsätzen 12, 13 ausgebildeten Formnestes kann zusätzlich Kunststoffschmelze S mit erhöhtem Druck nachgedrückt werden. For the production of the transmission part 1 is when the injection mold is closed, ie with interconnected upper and lower mold plates 6 . 7 according to 5 over the feed opening 14 , the sprue 50 extending radially from the sprue 50 branching sprues 51 . 52 . 53 and the gateways 54 . 55 . 56 Plastic melt S in the cavity of the mold inserts 12 . 13 and a core for the cavity 11 formed mold nest for the transmission part 1 injected until the mold cavity is completely filled. To compensate for shrinkage processes of the gearbox 1 If appropriate, plastic melt S can be pushed in after a predetermined residence time. Immediately after complete filling of the mold inserts 12 . 13 formed mold nest can be pushed in addition plastic melt S with increased pressure.

Nach Abkühlung der Kunststoffschmelze S bis zum Erreichen eines vorgegebenen Erstarrungsgrades des Spritzlings wird der Antriebsmechanismus 15 zur Drehung des Angusseinsatzes 8 aktiviert und dadurch der Anguss 5 vom erstarrten Spritzling des Getriebeteils 1 abgeschert. Anschließend wird das Spritzgießwerkzeug geöffnet, indem die obere Werkzeugplatte 6 und untere Werkzeugplatte 7 entsprechend der Darstellung gemäß 6 auseinandergefahren werden. After cooling the plastic melt S until reaching a predetermined degree of solidification of the molding, the drive mechanism 15 for rotation of the Angusseinsatzes 8th activated and thereby the sprue 5 From the solidified injection molding of the transmission part 1 sheared. Subsequently, the injection mold is opened by the upper die plate 6 and lower tool plate 7 as shown in FIG 6 be moved apart.

Zum Entfernen des vom Getriebeteil 1 abgescherten Anguss 5 wird der zweite Auswerfer 92 für den Anguss 5 aktiviert und anschließend oder gleichzeitig der erste Auswerfer 91 für das Getriebeteil 1 aktiviert, so dass das Getriebeteil 1 dem Spritzgießwerkzeug entnommen werden kann. To remove the from the transmission part 1 sheared sprue 5 becomes the second ejector 92 for the sprue 5 activated and then or at the same time the first ejector 91 for the transmission part 1 activated so that the transmission part 1 can be removed from the injection mold.

Als Spritzgießwerkzeug kann sowohl ein Kaltkanalwerkzeug als auch ein Heißkanalwerkzeug eingesetzt werden, so dass Getriebeteile aus einem Einfach- oder Mehrfachwerkzeug produziert werden können. Bei Verwendung eines Heißkanalwerkzeuges wird vorzugsweise hinter dem drehbaren Angusseinsatz 8 ein Nadelverschlusssystem eingesetzt und zur Isolierung zwischen der Heißkanaldüse und dem drehbaren Angusseinsatz 8 ein Luftspalt zwischen der Heißkanaldüse und dem drehbaren Angusseinsatz 8 von 0,01 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,05 mm bis 0,1 mm, vorgesehen. As injection molding tool both a cold runner tool and a hot runner tool can be used, so that transmission parts can be produced from a single or multiple tool. When using a hot runner tool is preferably behind the rotatable Angusseinsatz 8th a needle shutter system is used and for isolation between the hot runner nozzle and the rotatable gate insert 8th an air gap between the hot runner nozzle and the rotatable gate insert 8th from 0.01 to 0.5 mm, preferably 0.05 mm to 0.1 mm.

Analog zu dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eines Kunststoff-Getriebeteils 1 weist das nachfolgend anhand der 7 bis 11 beschriebene zweite Ausführungsbeispiel eines Kunststoff-Getriebeteils 1 einen Grundkörper 10 mit einem rotationssymmetrischen Hohlraum 11 auf und enthält einen ersten Funktionsbereich 3, an den nur geringe Anforderungen bezüglich der Bauteiltoleranzen, Festigkeit, Homogenität der Werkstoffstruktur und Oberflächenbeschaffenheit gestellt werden. Der erste Funktionsbereich 3 weist eine Verzahnung 30, beispielsweise eine Geradverzahnung, zur Anbindung des Getriebeteils 1 an eine Lagerstelle eines Getriebes auf. Auf der Innenseite des ersten Formschlussbereich 3 sind mehrere in 9 gestrichelt dargestellte Angussstellen angeordnet, die mit Angussstegen 51 verbunden sind, die schräg radial von einem Angusskanal 50 eines Angusses 5 abzweigen und beispielsweise in Umfangsrichtung unter Einschluss eines Winkels von 120 ° zueinander angeordnet sind. Analogous to the above-described first embodiment of a plastic transmission part 1 has the following with reference to the 7 to 11 described second embodiment of a plastic transmission part 1 a basic body 10 with a rotationally symmetric cavity 11 and contains a first functional area 3 , to which only small requirements with respect to the component tolerances, strength, homogeneity of the material structure and surface finish are made. The first functional area 3 has a toothing 30 , For example, a spur toothing, for connecting the transmission part 1 to a bearing point of a transmission. On the inside of the first form-fitting area 3 are several in 9 dashed lines shown sprue points arranged with sprue bars 51 connected obliquely radially from a runner 50 a sprue 5 branch off and are arranged for example in the circumferential direction, including an angle of 120 ° to each other.

An den ersten Funktionsbereich 3 schließt sich in axialer und radialer Richtung ein Homogenisierungsbereich 4 mit zwei in Fließrichtung der über die Angussstege 51 zugeführten Kunststoffschmelze hintereinander liegenden Homogenisierungszonen 4a, 4b an. Die erste Homogenisierungszone 4a enthält ausgehend von den Angussstellen einen erweiterten Bereich 41 mit größerer Wandstärke als in den nachfolgenden Bereichen 42 bis 48. An den erweiterten Bereich 41 schließt sich eine erste Verengung 42 zur Glättung des Schmelzflusses („Bügelzone“) an, der in axialer Richtung eine erste Umlenkung 43 folgt, die eine Erweiterung des Hohlraums 11 bewirkt und in einen zylinderförmigen Abschnitt 45 übergeht. To the first functional area 3 closes in the axial and radial directions a Homogenisierungsbereich 4 with two in the flow direction over the sprue bars 51 fed plastic melt successive homogenization zones 4a . 4b at. The first homogenization zone 4a contains an extended area starting from the gate marks 41 with greater wall thickness than in the following areas 42 to 48 , To the extended area 41 closes a first narrowing 42 for smoothing the melt flow ("ironing zone"), which in the axial direction, a first deflection 43 follows, which is an extension of the cavity 11 causes and in a cylindrical section 45 passes.

An die erste Homogenisierungszone 4a schließt sich die zweite Homogenisierungszone 4b des Homogenisierungsbereichs 4 an, die entsprechend den isometrischen Darstellungen in den 7 und 8 und insbesondere entsprechend dem Längsschnitt gemäß 9 sowie dem in 11 dargestellten, versetzten Längsschnitt strahlenförmig von dem zylinderförmigen Abschnitt 45 abstehen der Rippen 46 aufweist, deren radiale Enden mit einem umlaufenden Ring 47 verbunden sind. Der umlaufende Ring 47 ist mit dem zweiten Funktionsbereich 2 über einen als umlaufende Kreisscheibe 48 ausgebildeten Homogenisierungsabschnitt verbunden. To the first homogenization zone 4a closes the second homogenization zone 4b of the homogenization area 4 which, according to the isometric representations in the 7 and 8th and in particular according to the longitudinal section according to 9 as well as in 11 illustrated, offset longitudinal section radiating from the cylindrical portion 45 stand out the ribs 46 has, whose radial ends with a circumferential ring 47 are connected. The encircling ring 47 is with the second functional area 2 over a circular disk 48 trained homogenization section connected.

Während der erste Homogenisierungsabschnitt 4a insbesondere durch Umlenkung und Querschnittsverengungen einen hydraulischen Widerstand bildet, der eine Homogenisierung, d.h. ein hohlraum- und spannungsfreies Gefüge des Kunststoff-Schmelzflusses bewirkt, bewirkt der zweite Homogenisierungsabschnitt 4b durch Umlenkungen, Querschnittserweiterungen und Querschnittsverengungen sowie mehreren hydraulischen Unstetigkeitsstellen eine weitere Homogenisierung des Kunststoff-Schmelzflusses, der im abschließenden zweiten Funktionsbereich 2 höchste Anforderungen an Bauteiltoleranzen, Festigkeit durch ein vakuolenfreies Gefüge und damit Homogenität der Werkstoffstruktur und optimale Oberflächenbeschaffenheit erfüllt. During the first homogenization section 4a forms a hydraulic resistance in particular by deflection and cross-sectional constrictions, which causes a homogenization, ie, a void and stress-free structure of the plastic melt flow causes the second homogenization section 4b By diversions, cross-sectional widenings and cross-sectional constrictions as well as several hydraulic points of discontinuity, a further homogenization of the plastic melt flow, in the final second functional area 2 highest demands on component tolerances, strength through a vakulolenfreies structure and thus homogeneity of the material structure and optimum surface finish met.

Dadurch werden eine mangelhafte Oberflächengüte, die Entstehung von Bindenähten, die zu Schwachstellen führen können, sowie die Entstehung von Schwindungsunterschieden mit der Folge eines schlechten Rundlaufs vermeiden. Somit wird ohne die Notwendigkeit einer Nachbearbeitung ein Getriebeteil 1 mit einem Funktionsbereich 2 für qualitativ hohe Anforderungen im Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt, das sich durch perfekte Oberflächen für das Abwälzen der Verzahnungsflächen, einen perfekten Rundlauf zur Vermeidung von Schwingungen und Schwergängigkeiten sowie durch die Vermeidung einer Verwerfung der Fließfront auszeichnet und damit eine hohe Homogenität der Festigkeit sichert. As a result, poor surface finish, the formation of weld lines, which can lead to weak points, as well as the formation of shrinkage differences, resulting in a poor concentricity avoid. Thus, without the need for reworking, a transmission part 1 with a functional area 2 For high-quality requirements in the plastic injection molding process, which is characterized by perfect surfaces for the rolling of the toothed surfaces, a perfect concentricity to avoid vibrations and sluggishness as well as the prevention of rejection of the flow front and thus ensures a high homogeneity of strength.

Die Trennung des Angusses 5 vom Getriebeteil 1 erfolgt analog zu der schematisch in den 3 und 4 dargestellten Weise, wobei durch Drehung des Angusskanals 50 die Angussstege 51 an den Angussstellen nach dem Erstarren der Kunststoffschmelze vom Grundkörper 10 des Getriebeteils 1 abgeschert und der Angusskanal 50 mit den radial abzweigenden Angussstegen 51 aus dem Hohlraum 11 des Getriebeteils 1 herausgehoben wird. The separation of the sprue 5 from the transmission part 1 takes place analogously to the schematic in the 3 and 4 illustrated manner, wherein by rotation of the sprue 50 the sprue bars 51 at the gate marks after solidification of the plastic melt from the body 10 of the transmission part 1 sheared off and the sprue 50 with the radially branching sprues 51 from the cavity 11 of the transmission part 1 is lifted out.

Infolge der Anbindung des Angusses 5 an die schräge Oberseite auf der Innenseite des ersten Homogenisierungsabschnittes 4, d. h. in einem Bereich, der keine Funktionseigenschaften des Getriebeteils 1 aufweist, kann wie beim ersten Ausführungsbeispiels eines Kunststoff-Getriebeteils 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung ein beim Abscheren der Angussstege 51 eventuell verbleibender Grad ohne Nachbearbeitung am Grundkörper 10 des Getriebeteils 1 verbleiben, da an dieser Stelle keine Verbindung mit beispielsweise einer durch den Hohlraum 11 gesteckten Welle besteht. As a result of the connection of the sprue 5 to the oblique upper side on the inside of the first homogenization section 4 , ie in an area that has no functional properties of the transmission part 1 may, as in the first embodiment of a plastic transmission part 1 according to the present invention, when shearing off the sprue bars 51 possibly remaining degree without post-processing on the base body 10 of the transmission part 1 remain, because at this point no connection with, for example, one through the cavity 11 plugged wave exists.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Getriebeteil transmission part
2 2: Funktionsbereich functional area
3 3: Formschlussbereich Form-fit area
4 4: Homogenisierungsbereich homogenization
4a 4a: Erster Homogenisierungsabschnitt First homogenization section
4b 4b: Zweiter Homogenisierungsabschnitt Second homogenization section
5 5: Anguss sprue
6 6: obere Werkzeugplatte upper tool plate
7 7: untere Werkzeugplatte lower tool plate
8 8th: drehbarer Angusseinsatz rotatable sprue insert
10 10: Grundkörper body
11 11: Hohlraum cavity
12 12: Formeinsatz für vorgelagerte Bereiche des Getriebeteils Mold insert for upstream areas of the transmission part
13 13: Formeinsatz mold insert
14 14: Zuführungsöffnung supply opening
15 15: antreibbarer Hebel oder Getriebe drivable lever or gearbox
16, 18 16, 18: Drehlager pivot bearing
17 17: Gleitlager bearings
19 19: Kanäle zum Temperaturmanagement Channels for temperature management
20 20: Schrägverzahnung helical teeth
30 30: Geradverzahnung straight teeth
41 41: erweiterter Bereich extended area
42 42: erste Verengung first narrowing
43 43: erste Umlenkung first diversion
44 44: zylinderförmiger Abschnitt cylindrical section
45 45: umlaufende Kreisscheibe rotating circular disk
46 46: Rippen oder Streben Ribs or struts
47 47: Ring ring
50 50: Angusskanal runner
51, 52, 53 51, 52, 53: Angussstege Angus lands
54, 55, 56 54, 55, 56: Angussstellen Angus points
91 91: erster Auswerfer first ejector
92 92: zweiter Auswerfer second ejector
S S: Kunststoffschmelze Plastic melt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011056601 A1 [0007]
US 6941832 B2 [0009]

Claims

Gear part made of plastic with a basic body ( 10 ), which - a cavity ( 11 ) into which a sprue insert with a sprue ( 50 ), which has at least one gate ( 54 . 55 . 56 ) with a body 10 forming mold cavity, - one directly to the gate ( 54 . 55 . 56 ) subsequent, rotationally symmetric first functional area ( 3 ) with low requirements, in particular with regard to the component tolerances, strength, homogeneity of the material structure and surface condition, - one to the gate ( 54 . 55 . 56 ) subsequent, formed as a hydraulic resistance homogenization region ( 4 ), which is the one through the 54 . 55 . 56 ) supplied plastic melt smoothes and / or homogenized and - one in the flow direction of the plastic melt after the Homogenisierungsbereich ( 4 ), axially from the first functional area ( 3 ) spaced rotationally symmetric second functional area with a radially outwardly directed, circumferential functional surface ( 20 ) and with high requirements, in particular with regard to the component tolerances, strength, homogeneity of the material structure and surface finish.

Gear part according to claim 1, characterized in that the homogenization region ( 4 ) as a hydraulic resistance with at least one deflection ( 43 ) formed first homogenization zone ( 4a ) and one to the first homogenization zone ( 4a ) subsequent, radially aligned second homogenization zone ( 4b ), which as a hydraulic resistance with at least one circumferential cross-sectional constriction ( 42 . 45 ; 48 ) and / or discontinuity ( 46 . 47 ) is trained.

Gear part according to claim 2, characterized in that the second homogenization zone ( 4b ) radially to the first homogenization zone ( 4a ) subsequent first homogenization section ( 46 . 47 ) with points of discontinuity and a radial to the first homogenization section ( 46 . 47 ), disc-shaped, continuously circulating second homogenization section ( 48 ) having.

Gear part according to claim 3, characterized in that the first homogenization section consists of several radially from the first homogenization zone ( 4a ) projecting ribs or struts ( 46 ) and one with the radial ends of the ribs or struts ( 46 ), surrounding ring ( 47 ) consists.

Transmission part according to claim 3 or 4, characterized in that the second homogenization section consists of a rotating circular disk ( 48 ) consists.

Gear part according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sprue ( 50 ; 51 . 52 . 53 ) at the starting point ( 54 . 55 . 56 ) by rotation of the Angusseinsatzes ( 8th ) from the main body ( 10 ) is separable.

Gear part according to at least one of the preceding claims, characterized in that the connecting portion ( 51 . 52 . 53 ) of the sprue ( 50 ) at the starting point ( 54 . 55 . 56 ) is rectangular, in particular square, is formed and a side length corresponding to the wall thickness of the base body ( 10 ) at the starting point ( 54 . 55 . 56 ) having.

Gear part according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sprue ( 50 ; 51 . 52 . 53 ) into a cross-sectional extension ( 41 ) of the first homogenization zone ( 4 ), to which in the axial direction at least one deflection ( 43 . 44 ).

Gear part according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first homogenization zone ( 4a ) is rotationally symmetrical and that from the runner ( 50 ) radially more sprue webs ( 51 . 52 . 53 ) including the same angle to the gate marks ( 54 . 55 . 56 ) branch off.

Gear part according to at least one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the first homogenization zone ( 4a ) is formed asymmetrically and that from the runner ( 50 ) radially more sprue webs ( 51 . 52 . 53 ) asymmetric to each other to the gate marks ( 54 . 55 . 56 ) branch off.

Gear part according to at least one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter of the first homogenization zone ( 4a ) is greater than the outer diameter of the first functional area ( 3 ) and the outer diameter of the second homogenization zone ( 4b ) is smaller than the outer diameter of the second functional area ( 2 ).

Apparatus for producing a gear part according to one of the preceding claims characterized by a closed injection molding tool with at least two mutually movable and removable tool plates ( 6 . 7 ) and at least one between the tool plates ( 6 . 7 ) arranged mold cavity, which forms a fillable with the plastic melt cavity, wherein - a first tool plate ( 7 ), the functional geometry of the transmission part ( 1 ) imaging mold insert ( 13 ), an ejector ( 92 ) for the sprue ( 5 ) and an ejector ( 91 ) for the transmission part ( 1 ) and - a second tool plate ( 6 ), a rotatable Angusseinsatz ( 8th ) and a drive mechanism ( 15 ) for driving the rotatable Angusseinsatzes ( 8th ) having.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the injection molding tool consists of a cold runner tool.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the injection molding tool consists of a hot runner tool.

Apparatus according to claim 14, characterized in that behind the rotatable Angusseinsatz ( 8th ) a needle closure system and between the injection molding nozzle and the rotary sprue insert ( 8th ) an air gap between the injection nozzle and the rotatable Angusseinsatz ( 8th ) of 0.01 to 0.5 mm, preferably 0.05 mm to 0.1 mm.

Method for producing a gear part according to one of the preceding claims 1 to 7 using a device according to claim 8, characterized in that - plastic melt (S) via the at least one gate mark ( 54 . 55 . 56 ) in the mold insert ( 13 ) is injected until the cavity of the at least one mold cavity is completely filled, the plastic melt (S) is cooled to reach a predetermined degree of solidification, - the drive mechanism ( 15 ) for rotation of the Angusseinsatzes ( 8th ) is activated, - the injection mold by separating the tool plates ( 6 . 7 ) and - the ejector ( 92 ) for the sprue ( 5 ) and the removal of the sprue ( 5 ) is activated.

A method according to claim 16, characterized in that the ejector ( 91 ) for the transmission part ( 1 ) and the removal of the transmission part ( 1 ) simultaneously with the ejector ( 92 ) for the sprue ( 5 ) and the removal of the sprue ( 5 ) is activated.

A method according to claim 16, characterized in that the ejector ( 91 ) for the transmission part ( 1 ) and the removal of the transmission part ( 1 ) after activation of the ejector ( 92 ) for the sprue ( 5 ) and the removal of the sprue ( 5 ) is activated.