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Die Erfindung betrifft einen Einfallkern als Teil eines Werkzeugs für das Kunststoffspritzen oder Zinkdruckgussgießen.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 10 2007 039 368 B4 ist ein Einfallkern mit einem Mittelkern, sechs um den Mittelkern herum angeordneten Hauptsegmenten und sechs um den Mittelkern herum angeordneten Zwischensegmenten bekannt, wobei jeweils ein Zwischensegment zwischen zwei Hauptsegmenten angeordnet ist. Die Hauptsegmente und die Zwischensegmente sind jeweils in einer Längsführung an dem Mittelkern geführt, so dass die Hauptsegmente und die Zwischensegmente jeweils in Längsrichtung der Längsführung relativ zum Mittelkern verschiebbar sind. Die Längsführungen sind senkrecht zu ihrer Längsrichtung spielfrei ausgebildet. Wenn der Mittelkern in einer Spritzstellung angeordnet ist, bilden die Hauptsegmente und die Zwischensegmente in einem Endbereich eine Außenkontur, die wiederum einen Abschnitt einer Innenkontur einer Form für das Kunststoffspritzen bildet und wenigstens einen Hinterschnitt aufweist. Wenn der Mittelkern sich in einer gegenüber der Spritzstellung und relativ zur Grundplatte zurückgezogenen Zwischenstellung befindet, sind die Hauptsegmente und die Zwischensegmente in ihrem Endbereich in radialer Richtung eingefallen, so dass die Endbereiche der Hauptsegmente und/oder der Zwischensegmente den Hinterschnitt wenigstens abschnittsweise freigeben. Mittels eines Einfallkerns lassen sich beispielsweise Verschlusskappen mit Innengewinde herstellen. Durch Zurückziehen des Mittelkerns fallen die Hauptsegmente und die Zwischensegmente ein und geben dadurch Hinterschnitte der hergestellten Verschlusskappe mit Innengewinde frei. Mittels eines Einfallkerns können somit hinterschnittene Konturen eines Kunststoffspritzgussteils hergestellt werden und die hinterschnittenen Konturen können dann freigegeben werden, so dass eine problemlose Entformung möglich ist.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 34 05 583 A1 ist eine Metallgießformvorrichtung bekannt. Die Metallgießformvorrichtung weist eine Grundplatte, einen axial relativ zur Grundplatte verschiebbaren Mittelkern, mehrere um den Mittelkern herum angeordnete Hauptsegmente, mehrere um den Mittelkern herum angeordnete Zwischensegmente auf, wobei jeweils ein Zwischensegment zwischen zwei Hauptsegmenten angeordnet ist. Nach dem Zurückziehen des Mittelkerns geben die Zwischensegmente und die Hauptsegmente einen Hinterschnitt abschnittsweise frei. Weiter können noch die Zwischensegmente zurückgezogen werden, wodurch der Hinterschnitt vollständig freigegeben wird. Die Hauptsegmente sind an einer Längsführung des Mittelkerns gelagert, wobei diese Längsführung sowohl in Längsrichtung als auch senkrecht zur Längsrichtung spielbehaftet ist, so dass sich die Hauptsegmente nicht nur entlang der Längsführung, sondern auch radial zum Mittelkern ein Stück weit innerhalb der Längsführung bewegen können.
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Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2010 018 029 U1 ist ein Spritzgießwerkzeug bekannt. Das Spritzgießwerkzeug weist einen Kern und in Längsführungen an dem Kern verschiebbar gelagerte Hauptsegmente und Zwischensegmente auf. Beim Zurückziehen des Kerns fallen die Hauptsegmente und die Zwischensegmente in radialer Richtung ein und geben dadurch einen Hinterschnitt frei. Eine Grundplatte weist eine ringartige Grundform mit mehreren, sich radial nach innen erstreckenden und in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Vorsprüngen auf, wobei an den Vorsprüngen die Fußabschnitte der Hauptsegmente befestigt sind. Ein Zwischenring weist ebenfalls eine ringartige Grundform auf. An dem Zwischenring sind Fußabschnitte der Zwischensegmente befestigt. Mit der Erfindung soll ein Einfallkern dahingehend verbessert werden, dass tiefere Hinterschnitte freigegeben und entformt werden können.
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Erfindungsgemäß ist hierzu ein Einfallkern mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgesehen.
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Bei einem erfindungsgemäßen Einfallkern, der Teil eines Werkzeugs für das Kunststoffspritzen oder Zinkdruckgussgießen bildet, und der eine ringförmige Grundplatte zur Befestigung an einer Halteplatte des Werkzeugs aufweist, der mit einem axial relativ zur Grundplatte verschiebbaren Mittelkern, mindestens sechs um den Mittelkern herum angeordneten Hauptsegmenten und mindestens sechs um den Mittelkern herum angeordneten Zwischensegmenten versehen ist, wobei jeweils ein Zwischensegment zwischen zwei Hauptsegmenten angeordnet ist, wobei die Hauptsegmente und die Zwischensegmente jeweils in einer Längsführung an dem Mittelkern geführt sind, so dass die Hauptsegmente und die Zwischensegmente jeweils in Längsrichtung der Längsführung relativ zum Mittelkern verschiebbar sind, wobei die Längsführungen senkrecht zu ihrer Längsrichtung spielfrei ausgebildet sind, wobei dann, wenn der Mittelkern in einer Spritzstellung angeordnet ist, die Hauptsegmente und die Zwischensegmente in einem Endbereich eine Außenkontur bilden, die wiederum einen Abschnitt einer Innenkontur einer Form für das Kunststoffspritzen bildet und wenigstens einen Hinterschnitt aufweist, wobei dann, wenn der Mittelkern sich in einer gegenüber der Spritzstellung und relativ zur Grundplatte zurückgezogenen Zwischenstellung befindet, die Hauptsegmente und die Zwischensegmente in ihrem Endbereich in radialer Richtung eingefallen sind, so dass die Endbereiche der Hauptsegmente und/oder der Zwischensegmente der Außenkontur in der Spritzstellung wenigstens abschnittsweise freigeben, ist vorgesehen, dass dann, wenn der Mittelkern sich in einer gegenüber der Zwischenstellung und relativ zur Grundplatte zurückgezogenen Endstellung befindet, die Zwischensegmente in axialer Richtung gegenüber den Hauptsegmenten und relativ zur Grundplatte zurückgezogen sind und die Hauptsegmente in radialer Richtung gegenüber der Zwischenstellung weiter eingefallen sind, so dass die Endbereiche der Hauptsegmente den Hinterschnitt vollständig freigeben.
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Mit dem erfindungsgemäßen Einfallkern können gegenüber konventionellen Einfallkernen tiefere Hinterschnitte durch ein zweistufiges Einfallen entformt werden. Bei insgesamt zwölf um den Mittelkern herum angeordneten Segmenten kann ein Außendurchmesser einer Außenkontur in der Spritzstellung in der Endstellung des Mittelkerns beispielsweise um 20 % verringert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Zwischensegmente in axialer Richtung gegenüber den Hauptsegmenten und relativ zur Grundplatte zurückgezogen werden. Die Hauptsegmente können dadurch weiter in radialer Richtung einfallen, sich also in radialer Richtung weiter auf eine Mittellängsachse des Mittelkerns zubewegen. Dadurch kann ein tieferer Hinterschnitt freigegeben werden.
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In Weiterbildung der Erfindung bilden in der Spritzstellung die Stirnflächen der Hauptsegmente, der Zwischensegmente und des Mittelkerns eine geschlossene Stirnfläche des Einfallkerns ohne Spalten und Zwischenräume.
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Die Längsführungen, in denen die Hauptsegmente und die Zwischensegmente jeweils in Längsrichtung der Längsführung relativ zum Mittelkern verschiebbar sind, sind erfindungsgemäß senkrecht zu ihrer Längsrichtung spielfrei ausgebildet. Spielfrei bedeutet, dass die Längsführungen eine leichtzügige Bewegung in Längsrichtung erlauben, senkrecht zur Längsrichtung aber kein für einen Menschen spürbares Spiel vorhanden ist. Zusätzlich bilden in der Spritzstellung die Stirnflächen der Hauptsegmente, der Zwischensegmente und des Mittelkerns eine geschlossene Stirnfläche des Einfallkerns ohne Spalten und Zwischenräume, in die beim Spritzgießen Kunststoff eindringen könnte. Die Trennlinien zwischen den Hauptsegmenten, den Zwischensegmenten und dem Mittelkern sind in der Stirnfläche zwar sichtbar, an den Trennlinien sind aber keine Spalten oder Zwischenräume gebildet. Dadurch können die Stirnflächen der Hauptsegmente, der Zwischensegmente und des Mittelkerns selbst Teil einer Innenkontur einer Spritzform bilden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, die Stirnflächen der Hauptsegmente, der Zwischensegmente und des Mittelkerns vor dem eigentlichen Spritzvorgang mit einer Abdeckkappe abzudecken. Das Vorsehen einer Abdeckkappe ist bei dem erfindungsgemäßen Einfallkern aber nicht ausgeschlossen.
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In Weiterbildung der Erfindung nehmen die Längsführungen der Hauptsegmente, mit denen die Hauptsegmente am Mittelkern geführt sind, und die Längsführungen der Zwischensegmente, mit denen die Zwischensegmente am Mittelkern geführt sind, relativ zur Mittellängsachse des Mittelkerns einen unterschiedlichen Winkel ein.
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Durch Zurückziehen des Mittelkerns werden dadurch die Hauptsegmente und die Zwischensegmente unterschiedlich weit in radialer Richtung nach innen bewegt. Beispielsweise schließen die Längsachsen der Längsführungen der Zwischensegmente mit der Mittellängsachse des Mittelkerns einen größeren Winkel ein als die Längsachsen der Längsführungen der Hauptsegmente. Beim Zurückziehen des Mittelkerns werden die Zwischensegmente dadurch stärker nach innen bewegt als die Hauptsegmente. Zwischen den Hauptsegmenten entsteht dadurch ein Freiraum, so dass die Hauptsegmente, geführt durch ihre Längsführungen, in radialer Richtung ebenfalls einfallen können.
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Gemäß der Erfindung sind die Hauptsegmente mit jeweils einem Fußabschnitt an der Grundplatte befestigt.
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Gemäß der Erfindung ist der Mittelkern mit einem Fußabschnitt an einer Endplatte befestigt, wobei ein Verschiebeweg der Endplatte relativ zur Grundplatte mittels wenigstens eines ersten Anschlagbolzens begrenzt ist.
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Auf diese Weise kann der Mittelkern in axialer Richtung relativ zu den Hauptsegmenten zurückgezogen werden, bis eine Bewegung der Endplatte mittels der ersten Anschlagbolzen gestoppt wird.
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Gemäß der Erfindung sind wenigstens zwei erste Anschlagbolzen vorgesehen, die an der Grundplatte befestigt sind, die sich durch erste Bohrungen an der Endplatte hindurch erstrecken und die an ihrem freien Ende einen Anschlag für die Endplatte aufweisen.
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In Weiterbildung der Erfindung sind die Zwischensegmente mit jeweils einem Fußabschnitt an einem Zwischenring befestigt, wobei ein Verschiebeweg der Endplatte relativ zum Zwischenring mittels wenigstens eines zweiten Anschlagbolzens begrenzt ist. Auf diese Weise können die Zwischensegmente durch Zurückziehen des Zwischenrings relativ zur Grundplatte und damit auch relativ zu den Hauptsegmenten in axialer Richtung zurückgezogen werden. Dies deshalb, da die Hauptsegmente mit jeweils einem Fußabschnitt an der Grundplatte befestigt sind. Dadurch können die Zwischensegmente zwischen den Hauptsegmenten in axialer Richtung herausgezogen werden, so dass die Hauptsegmente in radialer Richtung weiter nach innen bewegt werden können, mit anderen Worten die Hauptsegmente also in radialer Richtung einfallen können.
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In Weiterbildung der Erfindung sind wenigstens zwei zweite Anschlagbolzen vorgesehen, die an dem Zwischenring befestigt sind, sich durch zweite Bohrungen in der Endplatte hindurcherstrecken und an ihrem freien Ende einen Anschlag für die Endplatte aufweisen.
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Auf diese Weise kann der Zwischenring mittels einer Bewegung der Endplatte zurückgezogen werden, da die Endplatte den Zwischenring über die zweiten Anschlagbolzen mitnimmt. Die Endplatte wird zusammen mit dem Mittelkern zurückgezogen und nach dem Ende der ersten Teilbewegung, wenn die Anschläge der zweiten Anschlagbolzen an der Endplatte anschlagen, wird in der zweiten Teilbewegung der Zwischenring mit der Endplatte mitgenommen, bis die Endplatte an den Anschlägen der ersten Anschlagbolzen anschlägt und die Endstellung erreicht hat.
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Gemäß der Erfindung ist der wenigstens eine erste Anschlagbolzen länger als der wenigstens eine zweite Anschlagbolzen.
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Dadurch wird erreicht, dass der Mittelkern in einer ersten Teilbewegung in axialer Richtung zurückgezogen werden kann, bis die Endplatte, an der ein Fußabschnitt des Mittelkerns befestigt ist, an dem Anschlag der zweiten Anschlagbolzen anschlägt. Da die zweiten Anschlagbolzen an dem Zwischenring befestigt sind, wird in einer zweiten Teilbewegung, wenn also die Endplatte nachfolgend auf den ersten Hub in axialer Richtung in einem zweiten Hub noch weiter zurückgezogen wird, der Zwischenring mitgenommen. Dadurch wird im Laufe der zweiten Teilbewegung der Zwischenring in axialer Richtung gegenüber der Grundplatte zurückgezogen. Damit werden gleichzeitig die Zwischensegmente, die mit einem Fußabschnitt an dem Zwischenring befestigt sind, in axialer Richtung gegenüber den Hauptsegmenten zurückgezogen. In sehr einfacher Weise, nämlich durch erste und zweite Anschlagbolzen mit unterschiedlicher Länge, lässt sich dadurch eine abgestimmte Bewegung der Endplatte mit dem Mittelkern und des Zwischenrings mit den Zwischensegmenten relativ zur Grundplatte und ausgehend von der Spritzstellung in einer ersten Teilbewegung bis zu einer Zwischenstellung und in einer zweiten Teilbewegung bis zu einer Endstellung realisieren. Die erste und die zweite Teilbewegung können unmittelbar aufeinander folgen und mittels eines einzigen Hubs eines Zylinders, beispielsweise eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders, der am Mittelkern angreift, realisiert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Grundplatte eine ringartige Grundform mit mehreren, sich radial nach innen erstreckenden und in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Vorsprüngen auf, wobei an den Vorsprüngen die Fußabschnitte der Hauptsegmente befestigt sind.
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In Weiterbildung der Erfindung weist der Zwischenring eine ringartige Grundform mit mehreren, sich radial nach außen erstreckenden Vorsprüngen auf, wobei an den Vorsprüngen die Fußabschnitte der Zwischensegmente befestigt sind.
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In Weiterbildung der Erfindung können in axialer Richtung gesehen die Vorsprünge des Zwischenrings zwischen den Vorsprüngen der Grundplatte angeordnet werden.
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In axialer Richtung wird in der Spritzstellung dadurch nur sehr wenig Platz für die Anordnung der Grundplatte, des Zwischenrings und der Endplatte benötigt. Der erfindungsgemäße Einfallkern kann dadurch kompakt aufgebaut werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Einfallkerns von schräg oben in einer Spritzstellung,
- 2 eine perspektivische Darstellung des Einfallkerns der 1 in einer Zwischenstellung nach einer ersten Teilbewegung des Mittelkerns,
- 3 eine perspektivische Darstellung des Einfallkerns der 1 in einer Endstellung nach Durchführen einer zweiten Teilbewegung des Mittelkerns,
- 4 eine Ansicht lediglich des Mittelkerns, der Hauptsegmente und der Zwischensegmente des Einfallkerns der 1 von oben in der Spritzstellung,
- 5 den Mittelkern, die Hauptsegmente und die Zwischensegmente des Einfallkerns der 2 von oben in der Zwischenstellung,
- 6 den Mittelkern, die Hauptsegmente und die Zwischensegmente des Einfallkerns der 3 von oben in der Endstellung,
- 7 den Mittelkern des Einfallkerns der 1 in einer Ansicht von oben,
- 8 den Mittelkern, die Hauptsegmente und die Zwischensegmente der 4 schräg von oben in der Spritzstellung,
- 9 eine Seitenansicht des Einfallkerns der 1 in der Spritzstellung,
- 10 eine Schnittansicht des Einfallkerns der 9 in der Spritzstellung,
- 11 die Schnittansicht der 10 in einer perspektivischen Ansicht,
- 12 den Einfallkern der 2 in einer Seitenansicht in der Zwischenstellung,
- 13 den Einfallkern der 12 in einer Schnittansicht,
- 14 die Schnittansicht der 13 in einer perspektivischen Darstellung,
- 15 den Einfallkern der 3 in einer Seitenansicht in der Endstellung,
- 16 den Einfallkern der 15 in einer geschnittenen Darstellung und
- 17 die Schnittansicht der 16 in perspektivischer Darstellung.
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1 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Einfallkerns 10 von schräg oben. Der Einfallkern befindet sich in 1 in einer Spritzstellung. Ein oberer Endbereich 40 des Einfallkerns bildet dabei eine Außenkontur, die wiederum einen Abschnitt einer Innenkontur einer in 1 nicht gezeigten Form für das Kunststoffspritzen bildet. Der Einfallkern 10 stellt einen Teil einer Form zum Kunststoffspritzen einer Verschlusskappe für einen Schraubverschluss dar. Im Endbereich 40 befindet sich daher eine Gewindekontur, die mehrere Hinterschnitte aufweist.
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In 10 ist abschnittsweise eine Außenform 22 dargestellt, die zusammen mit dem Einfallkern 10 einen Hohlraum 24 in Form einer Verschlusskappe mit Innengewinde ausbildet.
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Der Einfallkern 10 weist einen Mittelkern 12 auf, um den herum insgesamt sechs Hauptsegmente 34 und sechs Zwischensegmente 16 angeordnet sind. Zwischen jeweils zwei Hauptsegmenten 34 ist dabei ein Zwischensegment 16 angeordnet. Im Rahmen der Erfindung können mindestens sechs Zwischensegmente und mindestens sechs Hauptsegmente vorgesehen sein.
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Der Einfallkern 10 ist mit einer Grundplatte 20 versehen, die an einer Halteplatte eines Werkzeugs befestigt wird, siehe 10. In 1 unterhalb der Grundplatte 20 ist eine Endplatte 14 zu erkennen. Die Endplatte 14 kann mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung, beispielsweise durch die Auf-Zu-Bewegung des Werkzeugs oder eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders, relativ zur Grundplatte 20 verschoben werden, in 1 nach unten. Eine Verschiebebewegung der Endplatte 14 von wird von zwei ersten Anschlagbolzen 42 begrenzt.
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Innerhalb der Grundplatte 20 sind Abschnitte eines Zwischenrings 18 zu erkennen, der ebenfalls relativ zur Grundplatte 20 verschoben werden kann, in 1 nach unten. Eine Verschiebebewegung des Zwischenrings 18 relativ zur Endplatte 14 wird durch zwei zweite Anschlagbolzen 32 begrenzt. Die zweiten Anschlagbolzen 32 sind kürzer als die die ersten Anschlagbolzen 42. Wenn die Endplatte 14 nach unten entlang der ersten Anschlagbolzen 42 verschoben wird, schlägt sie nach einer ersten Teilbewegung in einer Zwischenstellung an den Anschlägen 30 der zweiten Anschlagbolzen 32 an. Wird die Endplatte 14 dann weiter entlang der ersten Anschlagbolzen 42 in 1 nach unten bewegt, nimmt sie die Anschläge 30 und damit auch den mit den zweiten Anschlagbolzen 32 verbundenen Zwischenring 18 mit. Die ersten und zweiten Anschlagbolzen 42, 32 erstrecken sich mit radialem Spiel durch Bohrungen der Endplatte 14.
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Die Verschiebung der Endplatte 14 relativ zur Grundplatte 20 nach unten dient zur Verschiebung des Mittelkerns 12 relativ zu den Hauptsegmenten 34 und relativ zu den Zwischensegmenten 16. Die Verschiebung des Zwischenrings 18 relativ zur Grundplatte 20 dient zur Verschiebung der Zwischensegmente 16 relativ zu den Hauptsegmenten 34. Die Arbeitsweise des Einfallkerns 10 der 1 wird im Folgenden noch detailliert erläutert. Die Verschiebung der Endplatte 14 relativ zur Grundplatte 20 wird durch eine Verschiebung des Mittelkerns 12, an dem ein nicht dargestellter Zylinder angreifen kann, oder die Auf-Zu-Bewegung des Werkzeugs verursacht.
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2 zeigt den Einfallkern 10 in einer Zwischenstellung, in die die Endplatte 14 gegenüber der Grundplatte 20 nach einer ersten Teilbewegung verschoben wurde, in 2 nach unten. Dadurch hat sich der Mittelkern 12 in eine gegenüber den Hauptsegmenten 34 und den Zwischensegmenten 16 zurückgezogene Stellung bewegt und ist in der Darstellung der 2 nicht mehr zu erkennen. Die Zwischensegmente 16 und die Hauptsegmente 34 sind jeweils in Längsführungen am Mittelkern 12 geführt, wobei die Längsführungen der Zwischensegmente 16 zur Mittellängsachse des Mittelkerns 12 einen größeren Winkel einnehmen als die Längsführungen am Mittelkern 12 zur Führung der Hauptsegmente 34. Wird der Mittelkern 12 ausgehend von 1 in die Zwischenstellung der 2 relativ zu den Hauptsegmenten 34 und den Zwischensegmenten 16 nach unten bewegt, so bewegen sich die Zwischensegmente 16 in ihrem oberen Endbereich weiter in Richtung auf die Mittellängsachse des Mittelkerns 12 zu, in 2 also radial nach innen, als die Hauptsegmente 34.
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Dies ist in 2 gut zu erkennen. Die Zwischensegmente 16 wurden durch die erste Teilbewegung von der Spritzstellung in die Zwischenstellung alle jeweils in ihrem oberen Endbereich ein Stück radial nach innen bewegt und auch die Hauptsegmente 34 wurden in ihrem oberen Bereich ein kleines Stück weit radial nach innen bewegt. Mit anderen Worten sind die Hauptsegmente 34 und die Zwischensegmente 16 durch Zurückziehen des Mittelkerns 12 radial nach innen eingefallen. Diese Bewegung radial nach innen erfolgt zwangsgeführt über Längsführungen mit Schwalbenschwanzquerschnitt, mit anderen Worten Schwalbenschwanzführungen. Sowohl die Zwischensegmente 16 als auch die Hauptsegmente 34 sind in Längsführungen mit schwalbenschwanzförmigen Querschnitt am Mittelkern 12 geführt. In der Zwischenstellung der 2 weist der Endbereich 40 am oberen Ende der Hauptsegmente 34 und der Zwischensegmente 16 somit einen kleinen Umkreis auf, der gegenüber der Außenkontur in der Spritzstellung der 1 einen verringerten Außendurchmesser aufweist. Mit anderen Worten haben die Hauptsegmente 34 und/oder die Zwischensegmente 16 einen Hinterschnitt wenigstens abschnittsweise freigegeben. Dies ist bereits dadurch zu erkennen, dass am oberen Ende der Hauptsegmente 34 zwischen zwei jeweils benachbarten Hauptsegmenten 34 ein kleinerer Abstand liegt als in der Spritzstellung der 1.
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3 zeigt den Einfallkern 10 der 1 und der 2 in einer Endstellung, in der die Endplatte 14 ausgehend von der Zwischenstellung der 2 eine zweite Teilbewegung relativ zur Grundplatte 20, in 3 nach unten, ausgeführt hat. Die Endplatte 14 ist nun so weit nach unten bewegt worden, dass sie an den Anschlägen der ersten Anschlagbolzen 42 anschlägt, wobei die Anschläge in 3 nicht mehr zu erkennen sind. Nach dieser zweiten Teilbewegung der Endplatte 14 sind nun auch die Zwischensegmente 16 in axialer Richtung relativ zur Grundplatte 20 und relativ zu den Hauptsegmenten 34 verschoben worden, in 3 nach unten. Die oberen Enden der Zwischensegmente 16 wurden dadurch aus den Zwischenräumen zwischen zwei benachbarten Hauptsegmenten 34 herausbewegt. Die oberen Enden der Hauptsegmente 34 konnten sich dadurch in radialer Richtung weiter nach innen in Richtung auf eine Mittellängsachse des Mittelkerns zubewegen, mit anderen Worten sind die Hauptsegmente 34 im Endbereich 40, also an ihrem oberen Ende, weiter in radialer Richtung eingefallen.
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In der Endstellung der 3 ist ein Umkreis um die Hauptsegmente im Endbereich 40 somit noch kleiner als in der Zwischenstellung der 2. Mit anderen Worten haben die Hauptsegmente 34 in der Endstellung der 3 einen Hinterschnitt vollständig freigegeben. Dies ist bereits daran zu erkennen, dass am oberen Ende der Hauptsegmente 34 nur noch ein sehr kleiner Abstand zwischen den Hauptsegmenten 34 liegt. Im Rahmen der Erfindung können die Hauptsegmente 34 an ihrem oberen Ende auch in Umfangsrichtung gesehen aneinander anliegen. Beispielsweise ist von der Spritzstellung zur Endstellung eine Verringerung des Außendurchmessers oder Umkreises der Außenkontur von 20% erzielbar.
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Der Zwischenring 18 ist, wie bereits erläutert wurde, mittels der Anschlagbolzen 32 in axialer Richtung nach unten, in die in 3 dargestellte Endstellung mitgenommen worden.
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In der Endstellung der 3 ist der Umkreis des Einfallkerns 10 im Endbereich 40 nun so klein, dass der Hinterschnitt freigegeben ist und sich die Gewindekonturen der Hauptsegmente 34 vollständig aus dem Innengewinde der gespritzten Verschlusskappe herausbewegt haben, vergleiche 10. Die Verschlusskappe kann dadurch in einfacher Weise entformt werden.
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4 zeigt den Mittelkern 12 sowie die am Mittelkern 12 geführten Hauptsegmente 34 und die ebenfalls am Mittelkern 12 geführten Zwischensegmente in der Spritzstellung der 1 von oben. In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass die Stirnfläche des Einfallkerns 10 in der Spritzstellung eine geschlossene Oberfläche ohne Zwischenräume bildet. Trennlinien zwischen dem Mittelkern 12, den Hauptsegmenten 34 und den Zwischensegmenten 16 sind zwar sichtbar, es sind an den Trennlinien aber keine Spalte vorhanden, in die beim Spritzen Kunststoff eindringen könnte. Zum Spritzen einer Verschlusskappe muss daher die Stirnseite des Einfallkerns 10 nicht mit einer Abdeckkappe abgedeckt werden. Das Vorsehen einer Abdeckkappe beim Spritzen ist im Rahmen der Erfindung aber durchaus möglich.
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Es ist zu erkennen, dass sowohl die Hauptsegmente 34 als auch die Zwischensegmente 16 in radialer Richtung spielfrei in den Längsführungen am Mittelkern 12 geführt sind.
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5 zeigt den Mittelkern 12, die Hauptsegmente 34 und die Zwischensegmente 16 in einer Ansicht von oben in der Zwischenstellung der 2, nach dem der Mittelkern 12 eine erste Teilbewegung relativ zu den Hauptsegmenten 34 und den Zwischensegmenten 16 ausgeführt hat.
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Es ist gut zu erkennen, dass in Umfangsrichtung gesehen die Hauptsegmente 34 in ihrem oberen Bereich nun einen kleineren Abstand zueinander aufweisen als in der Spritzstellung der 4. Die Zwischensegmente 16 wurden durch Zurückziehen des Mittelkerns 12 in axialer Richtung stärker in radialer Richtung nach innen, in Richtung auf eine Mittellängsachse 44 des Mittelkerns 12, zubewegt als die Hauptsegmente 34.
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6 zeigt den Mittelkern 12 mit den Zwischensegmenten 16 und den Hauptsegmenten 34 in einer Ansicht von oben in der Endstellung der 3 nachdem der Mittelkern 12 eine zweite Teilbewegung relativ zu den Hauptsegmenten 34 und den Zwischensegmenten 16 ausgehend von der Zwischenstellung der 5 ausgeführt hat. Die Zwischensegmente 16 sind nun in radialer Richtung noch weiter nach innen bewegt worden und gleichzeitig in axialer Richtung nach unten, in 6 also in die Zeichenebene hinein, bewegt worden. Die Hauptsegmente 34 können daher in radialer Richtung noch weiter einfallen. Ein Umkreis der Hauptsegmente 34 in der Stellung der 6 bzw. der 3 hat damit einen geringeren Außendurchmesser als in der Stellung der 5. Mit anderen Worten haben die Hauptsegmente 34 den Hinterschnitt vollständig freigegeben.
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7 zeigt den Mittelkern 12 in einer Ansicht von oben. Zu erkennen sind als langgestreckte Vorsprünge ausgebildete Längsführungen 46 für die Hauptsegmente 34. Weiter sind als Nuten ausgebildete Längsführungen 48 für die Zwischensegmente 16 zu erkennen. Die Längsführungen 48 sind gegenüber den Längsführungen 46 in einem größeren Winkel zur Mittellängsachse 44 des Mittelkerns 12 angeordnet. Wird der Mittelkern 12 relativ zu den Zwischensegmenten 16 und den Hauptsegmenten 34 in axialer Richtung nach unten verschoben, so fallen dadurch die oberen Enden der Zwischensegmente 16 im Verlauf der ersten Teilbewegung von der Spritzstellung der 1 zur Zwischenstellung der 2 in radialer Richtung stärker ein als die oberen Enden der Hauptsegmente 34. Im Verlauf der zweiten Teilbewegung, wenn der Mittelkern 12 ausgehend von der in 2 dargestellten Zwischenstellung in die in 3 dargestellte Endstellung in axialer Richtung noch weiter zurückgezogen wird, werden die Zwischensegmente 16 in axialer Richtung von den zweiten Anschlagbolzen 32 mitgenommen, wie erläutert wurde, und bewegen sich zusätzlich in radialer Richtung weiter nach innen als die Hauptsegmente 34. Die Hinterschnitte werden also zweistufig freigegeben, nämlich mittels der ersten Teilbewegung von der Spritzstellung in die Zwischenstellung und dann mittels der zweiten Teilbewegung von der Zwischenstellung in die Endstellung.
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8 zeigt eine Seitenansicht lediglich des Mittelkerns 12 mit den am Mittelkern 12 angeordneten sechs Hauptsegmente 34 und den ebenfalls am Mittelkern 12 angeordneten Zwischensegmenten 16 in der Spritzstellung der 1.
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In dieser Ansicht ist ein Führungszapfen 49 des Mittelkerns 12 zu erkennen, der, siehe beispielsweise 10, mit der Endplatte 14 verbunden ist und daher zusammen mit der Endplatte 14 zurückgezogen werden kann, beispielsweise mittels eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders oder der Auf-zu-Bewegung des Werkzeugs.
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Die Hauptsegmente 34 weisen jeweils an ihrem in 8 unteren Ende einen in radialer Richtung vorragenden Fußabschnitt 50 auf. Dieser Fußabschnitt 50 der Hauptsegmente 34 ist jeweils mit der Grundplatte 20 verbunden.
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Die Zwischensegmente 16 weisen jeweils einen in radialer Richtung vorragenden Fußabschnitt 52 an ihrem in 8 unteren Ende auf. Die Fußabschnitte 52 sind jeweils mit dem Zwischenring 18 verbunden, so dass die Zwischensegmente 16 zusammen mit dem Zwischenring 18 im Verlauf der zweiten Teilbewegung, also von der Zwischenstellung der 2 in die Endstellung der 3, in axialer Richtung relativ zu den Hauptsegmenten 34 bewegt werden können.
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9 zeigt eine Seitenansicht des Einfallkerns 10 in der Spritzstellung der 1.
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10 zeigt eine Schnittansicht des Einfallkerns 10 in der Spritzstellung der 1 und 11 zeigt eine perspektivische Darstellung der Schnittansicht der 10, wobei die Außenform 22 und die Halteplatte 28 des Werkzeugs in 11 weggelassen wurden. In 10 sind die Hinterschnitte der Form für das Kunststoffspritzen deutlich zu erkennen.
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12 zeigt eine Seitenansicht des Einfallkerns 10 in der Zwischenstellung der 2. 13 zeigt eine Schnittansicht des Einfallkerns 10 in der Zwischenstellung der 2 und 12 und 14 zeigt eine perspektivische Darstellung der Schnittansicht der 13.
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10 und 11 zeigen eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Einfallkerns 10. Der Einfallkern 10 weist den Mittelkern 12 auf, der an der Endplatte 14 befestigt ist. Der Einfallkern 10 weist weiter sechs Zwischensegmente 16 auf, von denen in der Schnittansicht der 10 lediglich zwei erkennbar sind. Die Zwischensegmente 16 sind mit einem Fußabschnitt an einem Zwischenring 18 befestigt. Der Zwischenring 18 besteht aus drei Lagen, nämlich Halteplatte 18a, Distanzring 18b und Grundplatte 18c. Fußabschnitte der Zwischensegmente 16 sind zwischen der oberen Lage, also der Halteplatte 18a, und der unteren Lage, also der Grundplatte 18c, des Zwischenrings 18 aufgenommen. Die Fußabschnitte der Zwischensegmente 16 können sich zwischen der Halteplatte 18a und der Grundplatte 18c in radialer Richtung bewegen. Im Rahmen der Erfindung kann der Zwischenring 18 auch in anderer Weise ausgebildet sein.
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Der Einfallkern 10 weist weiter noch sechs Hauptsegmente auf, die in der Darstellung der 10 nicht zu erkennen sind und die mit jeweils einem Fußabschnitt an einer Grundplatte 20 befestigt sind. Die Grundplatte 20 ist dreilagig aufgebaut, kann im Rahmen der Erfindung aber auch anders ausgebildet sein.
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10 zeigt eine Spritzstellung des Einfallkerns, in der also eine Außenkontur der Zwischensegmente 16 und der Hauptsegmente eine Innenkontur einer Form für ein Kunststoffspritzgussteil bildet. In 10 ist lediglich schematisch eine Außenform 22 eingezeichnet. Die Außenform 22 bildet zusammen mit dem Einfallkern 10 einen Hohlraum 24 in Form einer Verschlusskappe mit Innengewinde aus. Über einen Angusskanal 26 in der Außenform 22 kann flüssiger Kunststoff in den Hohlraum 24 eingeleitet werden. Die Außenform 22 ist an einer Halteplatte 28 des Werkzeugs befestigt, an der auch die Grundplatte 20 des Einfallkerns 10 befestigt ist.
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Nachdem in dem Zustand der 10 ein Spritzvorgang durchgeführt wurde und der Kunststoff im Hohlraum 24 verfestigt ist, wird der Einfallkern 10 ausgehend von der Spritzstellung der 10 in eine Zwischenstellung gebracht, indem der Mittelkern 12 durch einer ersten Teilbewegung in eine in axialer Richtung zurückgezogene Zwischenstellung gebracht wird.
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12 zeigt den Einfallkern 10 in der Zwischenstellung in einer Seitenansicht. Alle Segmente 16, 34 sind in radialer Richtung eingefallen. In der folgenden zweiten Teilbewegung bleiben die Zwischensegmente 16 in radialer Richtung stehen und die Hauptsegmente 34 können weiter in radialer Richtung einfallen, bis der Hinterschnitt vollständig freigegeben ist. Dies wird durch eine Relativbewegung zwischen Mittelkern 12 und Zwischensegmenten 16 und Hauptsegmenten 34 verursacht.
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13 und 14 zeigen eine Schnittansicht des Einfallkerns 10 in der Zwischenstellung. Die Halteplatte 28 und die Außenform 22 des Werkzeugs wurden der Übersichtlichkeit halber weggelassen.
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Der Mittelkern 12 ist durch die erste Teilbewegung zusammen mit der Endplatte 14 in axialer Richtung nach unten, also von der Grundplatte 20 weg, zurückgezogen worden. Die erste Teilbewegung ist vollständig durchgeführt, wenn die Endplatte 14 an Anschlägen 30 anschlägt, die durch die Köpfe der Anschlagbolzen 32 gebildet sind. Die Anschlagbolzen 32 sind als Schraubbolzen ausgebildet und mit einem Gewinde am gegenüberliegenden Ende der Anschläge 30 an dem Zwischenring 18 befestigt. Eine Bewegung der Endplatte 14 ausgehend vom Zustand der 10 nach unten führt zu einem axialen Zurückziehen des Mittelkerns 12, da ein Fußabschnitt des Mittelkerns 12 mit der Endplatte 14 verbunden ist. In der Darstellung der 12 ist bereits zu erkennen, dass die Zwischensegmente 16 in radialer Richtung ein Stück weit eingefallen sind. Dadurch sind zwei Hauptsegmente 34 zu erkennen, auch wenn diese noch abschnittsweise durch die Zwischensegmente 16 verdeckt sind.
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Ausgehend von der Zwischenstellung der 12, 13 und 14 wird der Mittelkern 12 dann in einer zweiten Teilbewegung weiter in axialer Richtung zurückgezogen, bis die in 15, 16 und 17 dargestellte Endstellung erreicht ist.
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15 zeigt eine Seitenansicht des Einfallkerns 10 in der Endstellung der 3. 16 zeigt eine Schnittansicht des Einfallkerns in der Endstellung der 3 und 15 und 17 zeigt eine perspektivische Ansicht der Schnittansicht der 16.
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Ein weiteres Zurückziehen des Mittelkerns 12 und der Endplatte 14, an der der Mittelkern 12 befestigt ist, führt dazu, dass mittels der zweiten Anschlagbolzen 32 der Zwischenring 18 ebenfalls in axialer Richtung zurückgezogen wird. Die Fußabschnitte der Zwischensegmente 16 sind mit dem Zwischenring 18 verbunden, so dass die Zwischensegmente 16 durch die zweite Teilbewegung relativ zur Grundplatte 20 und damit relativ zu den Hauptsegmenten 34 zurückgezogen werden. Die Hauptsegmente 34 können dadurch gegenüber der Zwischenstellung der 12 noch weiter in radialer Richtung einfallen. In der Endstellung der 16 ist ein Umkreis, der durch die Endbereiche der Hauptsegmente gebildet ist, dadurch so klein und die Endbereiche der Hauptsegmente 34 sind so weit in radialer Richtung eingefallen, dass die Hauptsegmente den Hinterschnitt der Verschlusskappe in dem Hohlraum 24, siehe 10, vollständig freigeben.
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Dadurch kann die Verschlusskappe aus dem Hohlraum 24 der Außenform 22 problemlos entformt werden, siehe auch 10.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Einfallkern
- 12
- Mittelkern
- 14
- Endplatte
- 16
- Zwischensegment
- 18
- Zwischenring
- 18a
- Halteplatte des Zwischenrings 18
- 18b
- Distanzring des Zwischenrings 18
- 18c
- Grundplatte des Zwischenrings 18
- 20
- Grundplatte
- 22
- Außenform
- 24
- Hohlraum
- 26
- Angusskanal
- 28
- Halteplatte
- 30
- Anschlag des zweiten Anschlagbolzens 32
- 32
- Zweiter Anschlagbolzen
- 34
- Hauptsegment
- 40
- Endbereich
- 42
- Erster Anschlagbolzen
- 44
- Mittellängsachse
- 49
- Führungszapfen
- 46
- Längsführung für Hauptsegment 34
- 48
- Längsführung für Zwischensegment 16
- 50
- Fußabschnitt des Hauptsegments 34
- 52
- Fußabschnitt des Zwischensegments 16
