DE102023129227A1 - Method for producing a component having at least one cavity as well as a projectile and manufacturing device for this purpose - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Bauteils, bei welchem zunächst ein Spritzgießmaterial an wenigstens einer Materialinjektionsstelle in eine Spritzgießkavität (4) eines Spritzgießwerkzeugs (5) eingebracht wird und anschließend zum Herstellen des Hohlraums ein Projektil (1) durch Injektion eines Fluids in die Spritzgießkavität (4) an einer Fluidinjektionsstelle entlang eines Verlagerungspfads durch das in der Spritzgießkavität (4) vorliegende Spritzgießmaterial gedrückt wird, sodass ein Teil des Spritzgießmaterials aus der Spritzgießkavität (4) herausgedrängt wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Projektil (1) bezüglich seiner durch einen Schwerpunkt (9) des Projektils (1) verlaufenden Längsachse (7) asymmetrisch ist und die Längsachse (7) durch eine auf der der Fluidinjektionsstelle abgewandten Seite vorliegende Unstetigkeitsstelle (12) des Projektils (1) und/oder einen geometrischen Schwerpunkt einer Vorderseite (11) des Projektils (1) verläuft. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Projektil (1) sowie eine Herstellungseinrichtung (2) zur Herstellung eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Bauteils.The invention relates to a method for producing a component having at least one cavity, in which an injection molding material is first introduced into an injection molding cavity (4) of an injection molding tool (5) at at least one material injection point and then a projectile (1) is used to produce the cavity by injecting a Fluids are pressed into the injection molding cavity (4) at a fluid injection point along a displacement path through the injection molding material present in the injection molding cavity (4), so that part of the injection molding material is forced out of the injection molding cavity (4). It is provided that the projectile (1) is asymmetrical with respect to its longitudinal axis (7) which runs through a center of gravity (9) of the projectile (1), and the longitudinal axis (7) is defined by a discontinuity point (12) of the projectile on the side facing away from the fluid injection point Projectile (1) and / or a geometric center of gravity of a front side (11) of the projectile (1). The invention further relates to a projectile (1) and a manufacturing device (2) for producing a component having at least one cavity.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines wenigsten einen Hohlraum aufweisenden Bauteils, bei welchem zunächst ein Spritzgießmaterial an wenigstens einer Materialinjektionsstelle in eine Spritzgießkavität eines Spritzgießwerkzeugs eingebracht wird und anschließend zum Herstellen des Hohlraums ein Projektil durch Injektion eines Fluids in die Spritzgießkavität an einer Fluidinjektionsstelle entlang eines Verlagerungspfads durch das in der Spritzgießkavität vorliegende Spritzgießmaterial gedrückt wird, sodass ein Teil des Spritzgießmaterials aus der Spritzgießkavität herausgedrängt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Projektil und eine Herstellungseinrichtung zur Herstellung des Bauteils.The invention relates to a method for producing a component having at least one cavity, in which an injection molding material is first introduced into an injection molding cavity of an injection molding tool at at least one material injection point and then a projectile is introduced to produce the cavity by injecting a fluid into the injection molding cavity at a fluid injection point along a Displacement path is pressed by the injection molding material present in the injection molding cavity, so that part of the injection molding material is forced out of the injection molding cavity. The invention further relates to a projectile and a manufacturing device for producing the component.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Weiterhin offenbart die Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines wenigsten einen Hohlraum aufweisenden Bauteils vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere ein zuverlässiges Durchführen eines Spritgießvorgangs bei hoher Prozesssicherheit ermöglicht.It is the object of the invention to propose a method for producing a component having at least one cavity, which has advantages over known methods, in particular enabling an injection molding process to be carried out reliably with high process reliability.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Herstellen eines wenigsten einen Hohlraum aufweisenden Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Projektil bezüglich seiner durch einen Schwerpunkt des Projektils verlaufenden Längsachse asymmetrisch ist und die Längsachse durch eine auf der der Fluidinjektionsstelle abgewandten Seite vorliegende Unstetigkeitsstelle des Projektils und/oder einen geometrischen Schwerpunkt einer Vorderseite des Projektils verläuft.This is achieved according to the invention with a method for producing a component having at least one cavity with the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind; vielmehr sind beliebige Variationen der in der Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Figuren offenbarten Merkmale realisierbar.Advantageous embodiments with useful developments of the invention are specified in the dependent claims. It should be noted that the exemplary embodiments explained in the description are not restrictive; Rather, any variations of the features disclosed in the description, the claims and the figures can be realized.
Das beschriebene Verfahren dient zum Herstellen des Bauteils, insbesondere unter Verwendung einer entsprechenden Herstellungseinrichtung, die zur Umsetzung des Verfahrens vorgesehen und ausgestaltet ist. Grundsätzlich wird das Bauteil durch Spritzgießen hergestellt, nämlich durch das Einbringen des Spritzgießmaterials in die Spritzgießkavität des Spritzgießwerkzeugs, welches Bestandteil der Herstellungseinrichtung ist. Das Spritzgießwerkzeugs liegt insbesondere als Spritzgießform vor, bevorzugt als mehrteilige Spritzgießform, welche zum Entnehmen des hergestellten Bauteils geöffnet werden kann beziehungsweise geöffnet wird.The method described is used to produce the component, in particular using a corresponding manufacturing device that is provided and designed to implement the method. Basically, the component is manufactured by injection molding, namely by introducing the injection molding material into the injection molding cavity of the injection molding tool, which is part of the manufacturing device. The injection molding tool is in particular in the form of an injection mold, preferably as a multi-part injection mold, which can be opened or is opened to remove the manufactured component.
Das Einbringen des Spritzgießmaterials in die Spritzgießkavität erfolgt an der wenigstens einen Materialinjektionsstelle. Es kann lediglich eine einzige Materialinjektionsstelle vorliegen oder das Einbringen erfolgt an mehreren voneinander beabstandeten Materialinjektionsstellen. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung von der Materialinjektionsstelle oder der wenigstens einer Materialinjektionsstelle die Rede ist, so sind die Ausführungen stets äquivalent sowie analog auf mehrere Materialinjektionsstellen beziehungsweise jede dieser mehreren Materialinjektionsstellen übertragbar.The injection molding material is introduced into the injection molding cavity at the at least one material injection point. There can only be a single material injection point or the introduction can take place at several spaced-apart material injection points. If this description refers to the material injection point or at least one material injection point, the statements are always equivalent and can be transferred analogously to several material injection points or to each of these several material injection points.
Als Spritzgießmaterial wird bevorzugt ein Thermoplast verwendet. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Spritzgießmaterial ein Verbundmaterial, insbesondere ein Faserverbundmaterial ist. In diesem Fall weist das Spritzgießmaterial eine Matrix aus Kunststoff, insbesondere aus Thermoplast, auf sowie Verstärkungsfasern, beispielsweise Kohlefasern, Glasfasern, Aramidfasern, Basaltfasern oder Naturfasern. Das Spritzgießmaterial kann einen metallischen Anteil aufweisen, um es elektrisch leitfähig zu machen.A thermoplastic is preferably used as the injection molding material. It can also be provided that the injection molding material is a composite material, in particular a fiber composite material. In In this case, the injection molding material has a matrix made of plastic, in particular thermoplastic, as well as reinforcing fibers, for example carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, basalt fibers or natural fibers. The injection molding material can have a metallic content to make it electrically conductive.
Das hergestellte Bauteil soll den wenigstens einen Hohlraum aufweisen. Es kann lediglich ein einziger Hohlraum vorliegen oder aber es sind mehrere Hohlräume in dem Bauteil hergestellt. Diese können durchgehend beabstandet voneinander vorliegen oder zumindest teilweise ineinander übergehen. Sofern von dem Hohlraum oder dem wenigstens einen Hohlraum die Rede ist, so sind die Ausführungen äquivalent und zudem bevorzugt auf jeden der mehreren Hohlräume übertragbar, sofern diese vorliegen. Der Hohlraum ist vorzugsweise ein kanalförmiger beziehungsweise röhrenförmiger Hohlraum und verfügt insoweit über eine längliche Gestalt. Der Hohlraum kann zur gezielten Einstellung der Steifigkeit des Bauteils ausgelegt sein, sodass er die Tragfähigkeit des Bauteils verbessert. Beispielsweise ist das Bauteil Bestandteil einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere liegt es als Batteriewanne, Batteriewannendeckel oder Kühlplatte vor.The component produced should have at least one cavity. There may only be a single cavity or there may be several cavities made in the component. These can be continuously spaced apart from one another or at least partially merge into one another. If we are talking about the cavity or the at least one cavity, the statements are equivalent and can also preferably be transferred to each of the several cavities, if they are present. The cavity is preferably a channel-shaped or tubular cavity and therefore has an elongated shape. The cavity can be designed to specifically adjust the stiffness of the component so that it improves the load-bearing capacity of the component. For example, the component is part of a battery of a motor vehicle, in particular it is in the form of a battery tray, battery tray cover or cooling plate.
Grundsätzlich könnte der Hohlraum während eines dem Spritzgießen nachgelagerten Prozesses hergestellt werden, beispielsweise mithilfe eines spanabtragenden Verfahrens. Dies ist jedoch aufwendig und führt zudem zu einem hohen Bedarf an Spritzgießmaterial. Aus diesem Grund ist es vorgesehen, den Hohlraum mithilfe des Projektils während des Spritzgießens herzustellen, also während das Spritzgießmaterial in der Spritzgießkavität in fließfähigem Zustand vorliegt. Hierzu weist das Spritzgießmaterial vorzugsweise eine Temperatur auf, welche höher ist als seine Glasübergangstemperatur beziehungsweise Kristallisationstemperatur.In principle, the cavity could be produced during a process downstream of injection molding, for example using a chip-removing process. However, this is complex and also leads to a high demand for injection molding material. For this reason, it is intended to produce the cavity using the projectile during injection molding, i.e. while the injection molding material is in a flowable state in the injection molding cavity. For this purpose, the injection molding material preferably has a temperature which is higher than its glass transition temperature or crystallization temperature.
Das Projektil wird nach dem Einbringen des Spritzgießmaterials in die Spritzgießkavität entlang des Verlagerungspfads durch die Spritzgießkavität und mithin durch das Spritzgießmaterial verlagert. Der Verlagerungspfad kann durchgehend gerade verlaufen. Vorzugsweise ist es jedoch vorgesehen, dass der Verlagerungspfad wenigstens eine Krümmung beziehungsweise Biegung aufweist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass der Verlagerungspfad bereichsweise gerade und bereichsweise gekrümmt verläuft, insbesondere ein gekrümmter Bereich des Verlagerungspfads zwischen zwei geraden Bereich des Verlagerungspfads oder umgekehrt aufgenommen ist.After the injection molding material has been introduced into the injection molding cavity, the projectile is displaced along the displacement path through the injection molding cavity and therefore through the injection molding material. The displacement path can be straight throughout. However, it is preferably provided that the displacement path has at least one curvature or bend. For example, it is provided that the displacement path is straight in some areas and curved in some areas, in particular a curved region of the displacement path is accommodated between two straight regions of the displacement path or vice versa.
Durch das Verlagern des Projektils verdrängt es einen Teil des Spritzgießmaterials zur Ausbildung des Hohlraums. Dieser Teil des Spritzgießmaterials wird von dem Projektil aus der Spritzgießkavität herausgedrängt. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Verdrängen des Spritzgießmaterials im Rahmen eines Masserückdrückens erfolgt, sodass es also durch den Anguss aus der Spritzgießkavität herausgeführt wird. Hierbei wird bevorzugt auch das Projektil über den Anguss aus der Spritzgießkavität heraus verlagert. Anschließend wird es aus einem Heißkanal des Spritzgießwerkzeugs in einen Kaltkanal abgeführt. Das Verdrängen des Spritzgießmaterials kann jedoch alternativ auch durch Ausblasen vorgenommen werden.By displacing the projectile, it displaces some of the injection molding material to form the cavity. This part of the injection molding material is forced out of the injection molding cavity by the projectile. For example, it is provided that the injection molding material is displaced as part of a mass push-back, so that it is guided out of the injection molding cavity through the sprue. Here, the projectile is preferably displaced out of the injection molding cavity via the sprue. It is then discharged from a hot runner of the injection molding tool into a cold runner. However, the injection molding material can alternatively be displaced by blowing it out.
Das Verlagern des Projektils erfolgt durch die Injektion des Fluids in die Spritzgießkavität an der Fluidinjektionsstelle. Das Fluid drängt das Projektil von der Fluidinjektionsstelle fort und durch die Spritzgießkavität hindurch, nämlich unter Ausbildung des Hohlraums. Es kann vorgesehen sein, dass das Projektil bis zum Abschluss des Spritzgießens in der Spritzgießkavität verbleibt und folglich zusammen mit dem Bauteil aus der Spritzgießkavität entnommen wird. Alternativ ist es vorgesehen, das Projektil mithilfe des Fluids durch das Spritzgießmaterial hindurch und aus der Spritzgießkavität herauszudrängen, sodass nach der Beendigung des Spritzgießens das Bauteil unabhängig von dem Projektil aus der Spritzgießkavität herausgenommen wird beziehungsweise entformt wird.The projectile is displaced by injecting the fluid into the injection molding cavity at the fluid injection point. The fluid pushes the projectile away from the fluid injection site and through the injection molding cavity, namely forming the cavity. It can be provided that the projectile remains in the injection molding cavity until the injection molding is completed and is consequently removed from the injection molding cavity together with the component. Alternatively, it is provided to use the fluid to force the projectile through the injection molding material and out of the injection molding cavity, so that after the injection molding has ended, the component is removed from the injection molding cavity or removed from the mold independently of the projectile.
Das Spritzgießen wird insoweit unter Verwendung der sogenannten Projektilinjektionstechnik (PIT) vorgenommen. Genauer gesagt liegt ein projektilunterstütztes Spritzgießen vor, welches auch als projectile assisted injection molding (PAIM) bezeichnet wird. Das Spritzgießen erfolgt durch Dosieren und Plastifizieren des Spritzgießmaterials, welches nachfolgend in die Spritzgießkavität eingebracht wird. Um eine zuverlässige Formgebung des Bauteils und eine hohe Prozesssicherheit zu erzielen, ist bevorzugt ein Nachdrücken des Spritzgießmaterials vorgesehen, nämlich bevor das Projektil durch das Spritzgießmaterial gedrückt wird. Es kann zudem vorgesehen sein, das in die Spritzgießkavität eingebrachte Spritzgießmaterial zunächst zumindest teilweise abzukühlen, bevor das Projektil durch es hindurch verlagert wird. Das Projektil besteht beispielsweise aus Metall, Keramik oder einem Polymer. In jedem Fall ist eine Schmelztemperatur des für das Projektil verwendeten Materials höher als diejenige Temperatur des Spritzgießmaterials, mit welchem es in Berührung kommt.Injection molding is carried out using the so-called projectile injection technology (PIT). More precisely, this is projectile-assisted injection molding, which is also known as projectile assisted injection molding (PAIM). Injection molding is carried out by metering and plasticizing the injection molding material, which is subsequently introduced into the injection molding cavity. In order to achieve reliable shaping of the component and a high level of process reliability, an additional pressing of the injection molding material is preferably provided, namely before the projectile is pressed through the injection molding material. It can also be provided that the injection molding material introduced into the injection molding cavity is first at least partially cooled before the projectile is displaced through it. The projectile consists, for example, of metal, ceramic or a polymer. In any case, a melting temperature of the material used for the projectile is higher than the temperature of the injection molding material with which it comes into contact.
In jedem Fall erfolgt das Verlagern des Projektils jedoch vor dem Entformen des Bauteil, also vor seinem Entnehmen aus der Spritzgießkavität, insbesondere vor einem Öffnen der Spritzgießform zum Entformen. Durch das Verlagern des Projektils durch das Spritzgießmaterial wird der Hohlraum gebildet. Die Verwendung des Projektils hat den Vorteil, dass sich zumindest entlang eines geraden Verlagerungspfads bei Verwendung eines symmetrischen Projektils eine im Wesentlichen konstante Wandstärke ergibt. Bekannte Projektile für eine solche Vorgehensweise weisen üblicherweise eine Außenkontur auf, welche bezüglich ihrer Längsmittelachse symmetrisch ist. Beispielsweise ist das Projektil im Querschnitt gesehen entlang seiner Längsmittelachse durchgehend rund oder zumindest nahezu rund.In any case, however, the displacement of the projectile takes place before the component is removed from the mold, i.e. before it is removed from the injection molding cavity, in particular before the injection mold is opened for demolding. The cavity is formed by displacing the projectile through the injection molding material. The use of the projectile has the advantage part that a substantially constant wall thickness results at least along a straight displacement path when using a symmetrical projectile. Known projectiles for such a procedure usually have an outer contour which is symmetrical with respect to their longitudinal central axis. For example, when viewed in cross section, the projectile is continuously round or at least almost round along its longitudinal central axis.
Allenfalls sind Projektile bekannt, bei welchen sich ausgehend von einem runden Querschnitt Stege in radialer Richtung nach außen erstrecken, welche in Längsrichtung des Projektils verlaufen. Die Stege stehen also in radialer Richtung über einen Grundkörper des Projektils über und verlaufen parallel zu der Längsmittelachse des Projektils beziehungsweise des Grundkörpers. Sie weisen insoweit ihre größte Erstreckung in einer Richtung auf, die parallel zu der Längsmittelachse des Projektils ausgerichtet ist.At best, projectiles are known in which, starting from a round cross-section, webs extend in the radial direction outwards, which run in the longitudinal direction of the projectile. The webs therefore protrude in the radial direction over a base body of the projectile and run parallel to the longitudinal central axis of the projectile or of the base body. In this respect, they have their greatest extent in a direction that is aligned parallel to the longitudinal central axis of the projectile.
Das im Querschnitt durchgehend runde Projektil kann ausschließlich zur Herstellung runder Hohlräume verwendet werden. Es stellt eine hohe Prozesssicherheit sicher, da es aufgrund seiner symmetrischen Ausgestaltung während des Verlagerns durch das Spritzgießmaterial hindurch nicht verkippt. Weist das Projektil hingegen die Stege auf, so dienen diese zur Ausbildung von Kerben in dem Bauteil. Aufgrund der Stege verändert sich der Schwerpunkt des Projektils. Sofern keine geeigneten konstruktiven Gegnermaßnahmen an dem Projektil getroffen werden, muss der Spritzgießprozess derart gesteuert werden, dass das Verkippen des Projektils nicht auftritt. Dies führt zu einer Verringerung der Geschwindigkeit, mit welcher das Projektil durch das Spritzgießmaterial hindurchgedrückt werden kann.The projectile, which is completely round in cross-section, can only be used to create round cavities. It ensures a high level of process reliability because, due to its symmetrical design, it does not tilt during displacement through the injection molding material. However, if the projectile has the webs, these serve to form notches in the component. Due to the bars, the center of gravity of the projectile changes. Unless suitable constructive countermeasures are taken on the projectile, the injection molding process must be controlled in such a way that the projectile does not tilt. This results in a reduction in the speed at which the projectile can be pushed through the injection molding material.
Um einerseits die Form des Hohlraums flexibel zu gestalten und andererseits eine hohe Prozesssicherheit zu erzielen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass das Projektil die Längsachse aufweist, welche durch den Schwerpunkt des Projektils hindurch verläuft. Bezüglich dieser Längsachse ist das Projektil asymmetrisch ausgestaltet. Vorzugsweise weist das Projektil eine in Umfangsrichtung geschlossene Kontur auf, ist also nicht unterbrochen. Insbesondere liegen keine in axialer Richtung bezüglich der Längsachse verlaufenden Kerben oder dergleichen außenseitig an dem Projektil vor. Hierdurch wird eine äußerst gleichmäßige Wandstärke des hergestellten Bauteils erzielt. Weiterhin verläuft die Längsachse durch die Unstetigkeitsstelle des Projektils und/oder den geometrischen Schwerpunkt der Vorderseite des Projektils.In order, on the one hand, to make the shape of the cavity flexible and, on the other hand, to achieve a high level of process reliability, it is provided according to the invention that the projectile has the longitudinal axis, which runs through the center of gravity of the projectile. The projectile is designed asymmetrically with respect to this longitudinal axis. The projectile preferably has a contour that is closed in the circumferential direction and is therefore not interrupted. In particular, there are no notches or the like running in the axial direction with respect to the longitudinal axis on the outside of the projectile. This results in an extremely uniform wall thickness of the manufactured component. Furthermore, the longitudinal axis runs through the point of discontinuity of the projectile and/or the geometric center of gravity of the front of the projectile.
Unter der asymmetrischen Gestalt des Projektils ist zum Beispiel zu verstehen, dass es im Querschnitt gesehen stark von einer runden Gestalt abweicht, insbesondere seine Abmessungen in Querrichtung größer sind als seine Abmessungen in Hochrichtung. Vorzugsweise sind die Abmessungen in Querrichtung um einen Faktor von mindestens 2, mindestens 3 oder mindestens 4 größer sind als seine Abmessungen in Hochrichtung. Beispielsweise ist es im Querschnitt gesehen einerseits über seine gesamte Breite hinweg plan, während es andererseits - wiederum im Querschnitt - durchgehend gekrümmt ist. Alternativ ist das Projektil im Querschnitt vieleckig beziehungsweise polygonal. Bevorzugt weicht es hierbei von einer viereckigen, insbesondere quadratischen Gestalt ab. Beispielsweise ist es mindestens fünfeckig oder mindestens sechseckig.The asymmetrical shape of the projectile means, for example, that when viewed in cross-section it deviates greatly from a round shape, in particular its dimensions in the transverse direction are larger than its dimensions in the vertical direction. Preferably, the dimensions in the transverse direction are larger by a factor of at least 2, at least 3 or at least 4 than its dimensions in the vertical direction. For example, seen in cross-section, on the one hand it is flat across its entire width, while on the other hand - again in cross-section - it is continuously curved. Alternatively, the projectile is polygonal or polygonal in cross section. It preferably deviates from a square, in particular square, shape. For example, it is at least pentagonal or at least hexagonal.
Unter dem Schwerpunkt des Projektils ist insbesondere ein geometrischer Schwerpunkt des Projektils zu verstehen, insbesondere in einem Querschnitt, in welchem es seine größten Abmessungen in radialer Richtung bezüglich der Längsachse aufweist. Der Schwerpunkt kann insoweit der geometrische Schwerpunkt des gesamten Projektils sein, also der Volumenschwerpunkt des Projektils, oder alternativ der geometrische Schwerpunkt in einem Querschnitt des Projektils entlang seiner Längsachse, also der Flächenschwerpunkt, bevorzugt in einem Querschnitt, in welchem über das gesamte Projektil hinweg die größte Querschnittsfläche beziehungsweise der größte Querschnittsflächeninhalt des Projektils vorliegt.The center of gravity of the projectile is to be understood in particular as a geometric center of gravity of the projectile, in particular in a cross section in which it has its largest dimensions in the radial direction with respect to the longitudinal axis. In this respect, the center of gravity can be the geometric center of gravity of the entire projectile, i.e. the volume center of gravity of the projectile, or alternatively the geometric center of gravity in a cross section of the projectile along its longitudinal axis, i.e. the center of gravity, preferably in a cross section in which the largest across the entire projectile Cross-sectional area or the largest cross-sectional area of the projectile is present.
Es kann vorgesehen sein, dass die Längsachse zumindest abschnittsweise außermittig in dem Projektil vorliegt und entsprechend nicht als Längsmittelachse bezeichnet werden kann. Besonders bevorzugt ist die Längsachse parallel zu einer Verlagerungsrichtung des Projektils entlang des Verlagerungspfads angeordnet. Anders ausgedrückt wird das Projektil derart durch das Spritzgießmaterial gedrückt, dass die Längsachse stets parallel zu der Verlagerungsrichtung des Projektils entlang des Verlagerungspfads vorliegt. Vorzugsweise bewegt sich das Projektil derart durch das Spritzgießmaterial, dass der Schwerpunkt stets auf dem Verlagerungspfad liegt. Unter der Verlagerungsrichtung ist insbesondere eine Tangente des Verlagerungspfads in dem Schwerpunkt zu verstehen.It can be provided that the longitudinal axis is at least partially off-center in the projectile and accordingly cannot be referred to as the longitudinal central axis. Particularly preferably, the longitudinal axis is arranged parallel to a direction of displacement of the projectile along the displacement path. In other words, the projectile is pressed through the injection molding material in such a way that the longitudinal axis is always parallel to the direction of displacement of the projectile along the displacement path. Preferably, the projectile moves through the injection molding material in such a way that the center of gravity is always on the displacement path. The direction of displacement is to be understood in particular as a tangent of the displacement path in the center of gravity.
Unter der Unstetigkeitsstelle des Projektils ist eine Kante, eine Ecke oder eine Spitze des Projektils zu verstehen. Die Unstetigkeitsstelle ist hierbei nicht im mathematischen Sinne sondern technisch zu interpretieren. Sie ist insoweit eine Stelle, an welcher mehrere Flächen des Projektils oder mehrere Kanten des Projektils aufeinandertreffen. Die Unstetigkeitsstelle des Projektils liegt bevorzugt auf seiner Vorderseite vor, also auf seiner der Fluidinjektionsstelle abgewandten Seite. Insbesondere liegt die Unstetigkeitsstelle an einem vorderen Ende des Projektils vor, also zuvorderst an dem Projektil.The point of discontinuity of the projectile is to be understood as an edge, a corner or a tip of the projectile. The point of discontinuity is not to be interpreted in a mathematical sense but rather in a technical sense. In this respect, it is a point at which several surfaces of the projectile or several edges of the projectile meet. The point of discontinuity of the projectile is preferably on its front side, i.e. on its side facing away from the fluid injection point. In particular, the discontinuity lies keitsstelle at a front end of the projectile, i.e. at the front of the projectile.
Alternativ oder zusätzlich verläuft die Längsachse durch den geometrischen Schwerpunkt der Vorderseite des Projektils. Unter der Vorderseite ist ein vorderes Ende des Projektils zu verstehen, der geometrische Schwerpunkt liegt also auf der der Fluidinjektionsstelle abgewandten Seite des Projektils beziehungsweise zuvorderst an dem Projektil vor. Insbesondere ist der geometrische Schwerpunkt der geometrische Schwerpunkt in einem Querschnitt des Projektils auf dessen Vorderseite.Alternatively or additionally, the longitudinal axis runs through the geometric center of gravity of the front of the projectile. The front is understood to mean a front end of the projectile, so the geometric center of gravity is on the side of the projectile facing away from the fluid injection point or at the front of the projectile. In particular, the geometric center of gravity is the geometric center of gravity in a cross section of the projectile on its front side.
Während des Verlagerns des Projektils entlang des Verlagerungspfads liegt die Unstetigkeitsstelle beziehungsweise der Schwerpunkt vorderseitig an dem Projektil vor, durchläuft also das Spritzgießmaterial als erstes. Mithilfe der beschriebenen Anordnung der Längsachse wird eine hohe Längsstabilität des Projektils während seines Verlagerns durch das Spritzgießmaterial hindurch erzielt, sodass auch bei hoher Verlagerungsgeschwindigkeit ein Verkippen nahezu ausgeschlossen ist und folglich eine hohe Prozesssicherheit erzielt wird.During the displacement of the projectile along the displacement path, the point of discontinuity or the center of gravity is located at the front of the projectile, i.e. the injection molding material passes through it first. With the help of the described arrangement of the longitudinal axis, a high longitudinal stability of the projectile is achieved during its displacement through the injection molding material, so that tilting is almost impossible even at high displacement speeds and consequently a high level of process reliability is achieved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Projektil ein Projektil verwendet wird, das über einen Grundkörper und einen in radialer Richtung bezüglich der Längsachse über den Grundkörper überstehenden Führungssteg verfügt, der den Grundkörper in Umfangsrichtung vollständig umgreift. Das Projektil verfügt über den Grundkörper und über den Führungssteg. Der Führungssteg umgreift den Grundkörper in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse vollständig und durchgehend und erstreckt sich hierbei ausgehend von dem Grundkörper in radialer Richtung nach außen, steht also in radialer Richtung über den Grundkörper über.A further development of the invention provides that a projectile is used as a projectile which has a base body and a guide web which projects beyond the base body in the radial direction with respect to the longitudinal axis and which completely surrounds the base body in the circumferential direction. The projectile has the base body and the guide bar. The guide web surrounds the base body completely and continuously in the circumferential direction with respect to the longitudinal axis and extends in the radial direction outwards from the base body, i.e. protrudes beyond the base body in the radial direction.
Vorzugsweise steht der Führungssteg in radialer Richtung gleichmäßig über den Grundkörper über, weist also in Umfangsrichtung durchgehend eine bestimmte Erstreckung in radialer Richtung auf. Entsprechend weist der Führungssteg dieselbe Form auf wie der Grundkörper, ist allerdings mit größeren Abmessungen in radialer Richtung ausgeführt. Beispielsweise steht der Führungssteg in radialer Richtung um mindestens 1 mm, mindestens 2 mm oder mindestens 4 mm über den Grundkörper über. Zusätzlich oder alternativ beträgt der Überstand höchstens 8 mm, höchstens 6 mm oder höchstens 4 mm. Insbesondere beträgt der Überstand also von 1 mm bis 8 mm, von 2 mm bis 6 oder in etwa oder genau 4 mm.Preferably, the guide web protrudes evenly over the base body in the radial direction, i.e. has a certain extent in the radial direction throughout the circumferential direction. Accordingly, the guide web has the same shape as the base body, but is designed with larger dimensions in the radial direction. For example, the guide web protrudes beyond the base body in the radial direction by at least 1 mm, at least 2 mm or at least 4 mm. Additionally or alternatively, the projection is a maximum of 8 mm, a maximum of 6 mm or a maximum of 4 mm. In particular, the projection is from 1 mm to 8 mm, from 2 mm to 6 or approximately or exactly 4 mm.
Der Führungssteg stellt vorzugsweise denjenigen Teil des Projektils dar, welcher in radialer Richtung am weitesten außen liegt und insoweit die Wandstärke des herzustellenden Bauteils definiert. Vorzugsweise weist der Führungssteg in axialer Richtung Abmessungen auf, welche mindestens 10 %, mindestens 15 % oder mindestens 20 % einer Gesamterstreckung des Projektils in axialer Richtung betragen. Zusätzlich oder alternativ sind die Abmessungen des Führungsstegs in axialer Richtung höchstens 30 %, höchstens 25 % oder höchstens 20 % der Gesamterstreckung des Projektils in dieser Richtung.The guide web preferably represents that part of the projectile which is furthest outward in the radial direction and in this respect defines the wall thickness of the component to be produced. The guide web preferably has dimensions in the axial direction which are at least 10%, at least 15% or at least 20% of a total extension of the projectile in the axial direction. Additionally or alternatively, the dimensions of the guide web in the axial direction are at most 30%, at most 25% or at most 20% of the total extension of the projectile in this direction.
Bevorzugt ist der Führungssteg auf seiner in radialer Richtung außen gelegenen Seite von einer Führungsfläche begrenzt. Die Führungsfläche schließt also den Führungssteg in radialer Richtung nach außen ab. Die Führungsfläche kann in Umfangsrichtung stetig verlaufen, also beispielsweise durchgehend stetig gekrümmt sein oder abschnittsweise gerade und abschnittsweise stetig gekrümmt verlaufen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich die Führungsfläche aus mehreren Teilflächen zusammensetzt, welche in Umfangsrichtung angewinkelt aneinander angrenzen. Das bedeutet, dass jeweils zwei der Teilflächen unter einem Winkel aufeinandertreffen, welcher größer als 0° und kleiner als 180° ist.The guide web is preferably delimited by a guide surface on its side located on the outside in the radial direction. The guide surface therefore closes the guide web in the radial direction to the outside. The guide surface can run continuously in the circumferential direction, for example it can be continuously curved throughout or it can be straight in sections and continuously curved in sections. However, it can also be provided that the guide surface is composed of several partial surfaces which adjoin one another at an angle in the circumferential direction. This means that two of the partial surfaces meet at an angle that is greater than 0° and less than 180°.
Vorzugsweise verläuft die Führungsfläche in Umfangsrichtung durchgehend in axialer Richtung parallel zu der Längsachse, sodass der Führungssteg die Form eines geraden Zylinders mit beliebiger Grundfläche aufweist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Führungsfläche gegenüber der Längsachse angewinkelt ist. In diesem Fall ist ein Neigungswinkel der Führungsfläche bezüglich der Längsachse bevorzugt in Umfangsrichtung durchgehend identisch. Eine derartige Ausgestaltung des Projektils ermöglicht eine besonders zuverlässige Führung während der Verlagerung entlang des Verlagerungspfads und somit eine hohe Prozesssicherheit.Preferably, the guide surface runs continuously in the circumferential direction in the axial direction parallel to the longitudinal axis, so that the guide web has the shape of a straight cylinder with any base area. However, it can also be provided that the guide surface is angled relative to the longitudinal axis. In this case, an angle of inclination of the guide surface with respect to the longitudinal axis is preferably identical throughout in the circumferential direction. Such a design of the projectile enables particularly reliable guidance during displacement along the displacement path and thus a high level of process reliability.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Fluiddruck des injizierten Fluids in Abhängigkeit von einer Position des Projektils bezüglich des Verlagerungspfads angepasst wird. Beispielsweise ist es vorgesehen, den Fluiddruck auf einen bestimmten Solldruck einzustellen, insbesondere auf den Solldruck zu regeln. Hierdurch wird eine gleichmäßige Bewegung des Projektils entlang des Verlagerungspfads erzielt. Besonders bevorzugt wird der Fluiddruck zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit von einer Geometrie des Hohlraums eingestellt. Zusätzlich oder alternativ fließt eine Eingangsgröße der Herstellungseinrichtung in die Ermittlung des Fluiddrucks ein. Besonders bevorzugt wird der Fluiddruck mithilfe von künstlicher Intelligenz eingestellt, beispielsweise unter Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzwerks und/oder Deep Learning. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht erneut eine besonders hohe Prozesssicherheit.A further development of the invention provides that a fluid pressure of the injected fluid is adjusted depending on a position of the projectile with respect to the displacement path. For example, it is provided to set the fluid pressure to a specific target pressure, in particular to regulate it to the target pressure. This achieves a uniform movement of the projectile along the displacement path. The fluid pressure is particularly preferably set additionally or alternatively as a function of a geometry of the cavity. Additionally or alternatively, an input variable from the manufacturing device is included in the determination of the fluid pressure. The fluid pressure is particularly preferably adjusted using artificial intelligence, for example using an artificial neural network and/or deep learning. The procedure described once again enables a particularly high level of process reliability.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Projektil vor dem Einbringen des Spritzgießmaterials in die Spritzgießkavität in der Spritzgießkavität angeordnet wird. Das bedeutet, dass das Projektil während des Einbringens des Spritzgießmaterials mit diesen umgossen wird. Nach dem Einbringen des Spritzgießmaterials liegt also das Projektil bereits in seiner Ausgangsstellung am Anfang des Verlagerungspfads vor und kann ausgehend von dieser entlang des Verlagerungspfads verlagert werden. Alternativ ist es vorgesehen, dass das Projektil erst nach dem Einbringen des Spritzgießmaterials in die Spritzgießkavität einzusetzen, insbesondere durch eine entsprechende Ausnehmung hindurch. Beide Varianten ermöglichen ein zuverlässiges Herstellen des Hohlraums mithilfe des Projektils.A further development of the invention provides that the projectile is arranged in the injection molding cavity before the injection molding material is introduced into the injection molding cavity. This means that the projectile is coated with the injection molding material while it is being introduced. After the injection molding material has been introduced, the projectile is already in its starting position at the beginning of the displacement path and can be displaced along the displacement path from there. Alternatively, it is provided that the projectile is only inserted into the injection molding cavity after the injection molding material has been introduced, in particular through a corresponding recess. Both variants enable the cavity to be reliably created using the projectile.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Projektil derart in der Spritzgießkavität angeordnet wird, dass ein zum injizieren des Fluids verwendeter Fluidinjektor des Spritzgießwerkzeugs in eine Führungsausnehmung des Projektils eingreift. Das Injizieren des Fluids zum Verlagern des Projektils entlang des Verlagerungspfads erfolgt unter Verwendung des Fluidinjektors. Durch diesen tritt also das Fluid in die Spritzgießkavität ein. Um eine zuverlässige Ausrichtung des Projektils zu erreichen, verfügt dieses über die Führungsausnehmung. Das Projektil wird derart angeordnet, dass der Fluidinjektor in der Führungsausnehmung vorliegt.A further development of the invention provides that the projectile is arranged in the injection molding cavity in such a way that a fluid injector of the injection molding tool used to inject the fluid engages in a guide recess of the projectile. Injecting the fluid to displace the projectile along the displacement path is accomplished using the fluid injector. The fluid enters the injection molding cavity through this. In order to achieve reliable alignment of the projectile, it has the guide recess. The projectile is arranged in such a way that the fluid injector is present in the guide recess.
Vorzugsweise ist die Führungsausnehmung derart ausgestaltet, dass sich das Projektil in radialer Richtung an dem Fluidinjektor abstützt. Nach dem Anordnen des Fluidinjektor in der Führungsausnehmung liegt also der Fluidinjektor an mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Stellen an dem Projektil an, sodass dieses in radialer Richtung zuverlässig formschlüssig gehalten ist. Beispielsweise liegen jeweils zwei dieser Stellen einander diametral gegenüber.Preferably, the guide recess is designed such that the projectile is supported on the fluid injector in the radial direction. After arranging the fluid injector in the guide recess, the fluid injector rests on the projectile at several points spaced apart from one another in the circumferential direction, so that it is reliably held in a form-fitting manner in the radial direction. For example, two of these points are diametrically opposed to each other.
Vorzugsweise ist die Führungsausnehmung symmetrisch bezüglich der Längsachse ausgestaltet, die Längsachse verläuft also mittig durch die Führungsausnehmung. Hierdurch wird das Projektil von dem Fluid in seinem Schwerpunkt angetrieben, sodass zusammen mit der weiteren beschriebenen Ausgestaltung des Projektils ein Verkippen des Projektils zuverlässig verhindert wird. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine zuverlässige Ausrichtung des Projektils und somit eine hohe Prozesssicherheit.The guide recess is preferably designed symmetrically with respect to the longitudinal axis, so the longitudinal axis runs centrally through the guide recess. As a result, the projectile is driven by the fluid at its center of gravity, so that, together with the further described design of the projectile, tilting of the projectile is reliably prevented. The procedure described enables reliable alignment of the projectile and thus a high level of process reliability.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Projektil in eine den Fluidinjektor einfassende, an das Projektil form- und/oder abmessungsangepasste Vertiefung des Spritzgießwerkzeugs eingesetzt wird. Die Vertiefung ist in einer die Spritzgießkavität begrenzenden Wand des Spritzgießwerkzeugs hergestellt. Die Vertiefung fasst den Fluidinjektor ein, der Fluidinjektor ist also in der Vertiefung angeordnet und erstreckt sich beispielsweise ausgehend von einem Boden der Vertiefung in Richtung einer Mündungsöffnung der Vertiefung, über welche sie in die Spritzgießkavität übergeht. Bevorzugt ragt der Fluidinjektor aus der Vertiefung heraus in die Spritzgießkavität hinein.A further development of the invention provides that the projectile is inserted into a recess in the injection molding tool that surrounds the fluid injector and is adapted to the shape and/or dimensions of the projectile. The depression is made in a wall of the injection molding tool that delimits the injection molding cavity. The recess encloses the fluid injector, so the fluid injector is arranged in the recess and extends, for example, starting from a bottom of the recess in the direction of a mouth opening of the recess, via which it merges into the injection molding cavity. The fluid injector preferably projects out of the recess into the injection molding cavity.
Um eine besonders zuverlässige Positionierung des Projektils zu erzielen, wird das Projektil in die Vertiefung eingesetzt. Hierbei ist die Vertiefung an das Projektil angepasst, nämlich form- und/oder abmessungsangepasst. Das bedeutet, dass im Querschnitt gesehen eine Form der Vertiefung der Form des Projektils entspricht. Bevorzugt gilt dies zusätzlich für die Abmessungen. Besonders bevorzugt ist die Vertiefung also derart ausgestaltet, dass das in sie eingesetzte Projektil in radialer Richtung formschlüssig in ihr gehalten ist, indem es an einem die Vertiefung begrenzenden Rand anliegt. Erneut wird hierdurch eine besonders zuverlässige Positionierung des Projektils erzielt.In order to achieve particularly reliable positioning of the projectile, the projectile is inserted into the recess. Here, the recess is adapted to the projectile, namely adapted to its shape and/or dimensions. This means that, when viewed in cross section, a shape of the depression corresponds to the shape of the projectile. This preferably also applies to the dimensions. The recess is particularly preferably designed in such a way that the projectile inserted into it is held in a form-fitting manner in the radial direction by resting against an edge delimiting the recess. Once again, a particularly reliable positioning of the projectile is achieved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zusätzlich zu dem Hohlraum mindestens ein weiterer Hohlraum in dem Bauteil hergestellt wird, insbesondere mittels eines weiteren Projektils und/oder durch Injektion des Fluids. Auf das Herstellen der mehreren Hohlräume in dem Bauteil wurde bereits hingewiesen. Sowohl der Hohlraum als auch der weitere Hohlraum sind Bestandteil dieser mehreren Hohlräume. Der Hohlraum und der weitere Hohlraum können durchgehend voneinander beabstandet in dem Bauteil hergestellt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sie zumindest bereichsweise ineinander übergehen.A further development of the invention provides that, in addition to the cavity, at least one further cavity is produced in the component, in particular by means of a further projectile and/or by injecting the fluid. The production of the multiple cavities in the component has already been pointed out. Both the cavity and the further cavity are part of these several cavities. The cavity and the further cavity can be manufactured in the component at a continuous distance from one another. However, it can also be provided that they merge into one another at least in some areas.
Das Herstellen des weiteren Hohlraums erfolgt beispielsweise mithilfe des weiteren Projektils, welches bevorzugt analog zu dem bereits erläuterten Projektil ausgestaltet ist. Es kann vorgesehen sein, dass das weitere Projektil identisch zu dem Projektil vorliegt. Alternativ weist es eine andere Form und/oder andere Abmessungen auf, um Hohlräume unterschiedlicher Gestalt beziehungsweise Abmessungen herzustellen. Auch das weitere Projektil wird vorzugsweise aufgrund der Injektion des Fluids durch das Spritzgießmaterial gedrückt, nämlich entlang eines weiteren Verlagerungspfads, der zumindest bereichsweise von dem Verlagerungspfad beabstandet ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der weitere Hohlraum allein durch die Injektion des Fluids hergestellt wird, also ohne die Verwendung des weiteren Projektils. In jedem Fall ist eine flexible Gestalt des Bauteil umgesetzt.The further cavity is produced, for example, using the further projectile, which is preferably designed analogously to the projectile already explained. It can be provided that the further projectile is identical to the projectile. Alternatively, it has a different shape and/or other dimensions in order to produce cavities of different shapes or dimensions. The further projectile is also preferably pressed through the injection molding material due to the injection of the fluid, namely along a further displacement path which is at least partially spaced from the displacement path. However, it can also be provided that the further cavity is produced solely by injecting the fluid, i.e. without the use of the further projectile. In any case, a flexible shape of the component is implemented.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Einlegeteil in der Spritzgießkavität mit dem Spritzgießmaterial umspritzt und/oder hinterspritzt wird. Das Einlegeteil wird vor dem Einbringen des Spritzgießmaterials in die Spritzgießkavität in diese eingelegt. Das Einlegeteil besteht bevorzugt aus einem Material, welches von dem Spritzgießmaterial verschieden ist. Beispielsweise besteht es aus Metall. Mithilfe des Einlegeteil können gezielt Eigenschaften des Bauteils eingestellt werden, insbesondere seine Steifigkeit. Das Einlegeteil ist bevorzugt derart vorbehandelt, dass das Spritzgießmaterial eine bessere Verbindung mit ihm eingeht. Beispielsweise ist eine Oberfläche des Einlegeteils thermisch behandelt, insbesondere mittels eines Plasmas.A further development of the invention provides that at least one insert in the injection molding cavity is encapsulated and/or back-injected with the injection molding material. The insert is inserted into the injection molding cavity before the injection molding material is introduced. The insert preferably consists of a material that is different from the injection molding material. For example, it is made of metal. With the help of the insert, the properties of the component can be specifically adjusted, in particular its rigidity. The insert is preferably pretreated in such a way that the injection molding material forms a better bond with it. For example, a surface of the insert is thermally treated, in particular using a plasma.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Projektil zur Herstellung eines wenigstens einen Hohlraum aufweisenden Bauteils, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei das Projektil dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, in einer Spritzgießkavität eines Spritzgießwerkzeugs angeordnet zu werden, in die an wenigstens einer Materialinjektionsstelle ein Spritzgießmaterial einbringbar ist, und zum Herstellen des Hohlraums durch Injektion eines Fluids in die Spritzgießkavität an einer Fluidinjektionsstelle entlang eines Verlagerungspfads durch das in der Spritzgießkavität vorliegende Spritzgießmaterial gedrückt zu werden, sodass ein Teil des Spritzgießmaterials aus der Spritzgießkavität herausgedrängt wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Projektil bezüglich seiner durch einen Schwerpunkt des Projektils verlaufenden Längsachse asymmetrisch ist und die Längsachse durch eine auf der der Fluidinjektionsstelle abgewandten Seite vorliegende Unstetigkeitsstelle des Projektils und/oder einen geometrischen Schwerpunkt einer Vorderseite des Projektils verläuft.The invention further relates to a projectile for producing a component having at least one cavity, in particular for carrying out the method according to the statements in this description, the projectile being intended and designed to be arranged in an injection molding cavity of an injection molding tool, into which at least an injection molding material can be introduced into a material injection point, and to produce the cavity by injecting a fluid into the injection molding cavity at a fluid injection point along a displacement path through the injection molding material present in the injection molding cavity, so that part of the injection molding material is forced out of the injection molding cavity. It is provided that the projectile is asymmetrical with respect to its longitudinal axis running through a center of gravity of the projectile and that the longitudinal axis runs through a point of discontinuity of the projectile on the side facing away from the fluid injection point and/or a geometric center of gravity of a front side of the projectile.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Projektils beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise zur Herstellung des Bauteils wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Projektil als auch das Verfahren zur Herstellung des Bauteil können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a design of the projectile or such a procedure for producing the component have already been pointed out. Both the projectile and the method for producing the component can be further developed in accordance with the statements in this description, so that reference is made to this in this respect.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Führungssteg in radialer Richtung bezüglich der Längsachse in Umfangsrichtung durchgehend über einen Grundkörper des Projektils übersteht. Auf eine solche Ausgestaltung des Projektils wurde bereits hingewiesen. Der Führungssteg dient einer zuverlässigen Führung des Projektils entlang des Verlagerungspfads in radialer Richtung bezüglich der Längsachse. Der über den Grundkörper überstehende Führungssteg dient insbesondere als Dichtsteg und verhindert insoweit ein übermäßiges Vorbeiströmen des Spritzgießmaterials an dem Projektil. Diese Ausgestaltung des Projektils ermöglicht die Herstellung des Bauteils mit einer besonders geringen Wandstärke.A further development of the invention provides that a guide web projects continuously over a base body of the projectile in the radial direction with respect to the longitudinal axis in the circumferential direction. Such a design of the projectile has already been pointed out. The guide web serves to reliably guide the projectile along the displacement path in the radial direction with respect to the longitudinal axis. The guide web protruding beyond the base body serves in particular as a sealing web and prevents excessive flow of the injection molding material past the projectile. This design of the projectile enables the component to be produced with a particularly small wall thickness.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Führungssteg gleichmäßig über den Grundkörper übersteht. Der Führungssteg weist insoweit in radialer Richtung über den Umfang des Grundkörpers hinweg einen gleich bleibenden Abstand zu dem Grundkörper auf. Hierdurch wird ein Verkippen des Projektils zuverlässig verhindert.A further development of the invention provides that the guide bar protrudes evenly over the base body. In this respect, the guide web has a constant distance from the base body in the radial direction over the circumference of the base body. This reliably prevents the projectile from tipping.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Herstellungseinrichtung zur Herstellung eines mindestens einen Hohlraum aufweisenden Bauteils, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Herstellungseinrichtung dazu vorgesehen und ausgestaltet ist, zunächst ein Spritzgießmaterial an wenigstens einer Materialinjektionsstelle in eine Spritzgießkavität eines Spritzgießwerkzeugs einzubringen und anschließend zum Herstellen des Hohlraums ein Projektil durch Injektion eines Fluids in die Spritzgießkavität an einer Fluidinjektionsstelle entlang eines Verlagerungspfads durch das in der Spritzgießkavität vorliegende Spritzgießmaterial zu drücken, sodass ein Teil des Spritzgießmaterials aus der Spritzgießkavität herausgedrängt wird.Finally, the invention relates to a manufacturing device for producing a component having at least one cavity, in particular for carrying out the method according to the statements in this description, the manufacturing device being provided and designed to first introduce an injection molding material into an injection molding cavity of an injection molding tool at at least one material injection point and then to produce the cavity, pushing a projectile by injecting a fluid into the injection molding cavity at a fluid injection point along a displacement path through the injection molding material present in the injection molding cavity, so that a portion of the injection molding material is forced out of the injection molding cavity.
Dabei ist vorgesehen, dass das Projektil bezüglich seiner durch einen Schwerpunkt des Projektils verlaufenden Längsachse asymmetrisch ist und die Längsachse durch eine auf der der Fluidinjektionsstelle abgewandten Seite vorliegende Unstetigkeitsstelle des Projektils und/oder einen geometrischen Schwerpunkt einer Vorderseite des Projektils verläuft. Erneut wird hinsichtlich der Vorteile und möglicher vorteilhafter Weiterbildungen auf die weiteren Ausführungen dieser Beschreibung verwiesen.It is provided that the projectile is asymmetrical with respect to its longitudinal axis running through a center of gravity of the projectile and that the longitudinal axis runs through a point of discontinuity of the projectile on the side facing away from the fluid injection point and/or a geometric center of gravity of a front side of the projectile. With regard to the advantages and possible advantageous developments, reference is once again made to the further statements in this description.
Die in der Beschreibung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, insbesondere die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungsformen als von der Erfindung umfasst anzusehen, die in der Beschreibung und/oder den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch aus den erläuterten Ausführungsformen hervorgehen oder aus ihnen ableitbar sind.The features and combinations of features described in the description, in particular the features and combinations of features described in the following description of the figures and/or shown in the figures, can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of to abandon invention. Embodiments which are not explicitly shown or explained in the description and/or the figures, but which emerge from the explained embodiments or can be derived from them are therefore also to be considered to be included in the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
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1 eine schematische erste Darstellung eines Projektils in einer ersten Ausführungsform, -
2 eine schematische zweite Darstellung des Projektils in der ersten Ausführungsform, -
3 eine schematische erste Darstellung des Projektils in einer zweiten Ausführungsform, -
4 eine schematische zweite Darstellung des Projektils in der zweiten Ausführungsform, sowie -
5 eine schematische dritte Darstellung des Projektils in der zweiten Ausführungsform.
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1 a schematic first representation of a projectile in a first embodiment, -
2 a schematic second representation of the projectile in the first embodiment, -
3 a schematic first representation of the projectile in a second embodiment, -
4 a schematic second representation of the projectile in the second embodiment, as well -
5 a schematic third representation of the projectile in the second embodiment.
Die
Vor seinem Verlagern entlang des Verlagerungspfads wird das Projektil 1 derart in der Spritzgießkavität 4 angeordnet, dass der Fluidinjektor 3 in eine Führungsausnehmung 6 des Projektils 1 eingreift. Der Fluidinjektor 3 und die Führungsausnehmung 6 sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass der Fluidinjektor 3 in radialer Richtung bezüglich einer Längsachse 7 formschlüssig gehalten ist. Um die Positionierung des Projektils 1 weiter zu verbessern, liegt in dem Spritzgießwerkzeugs 5 eine Vertiefung 8 vor, in die das Projektil 1 vor seinem Verlagern entlang des Verlagerungspfads eingesetzt wird.Before being displaced along the displacement path, the
Das Projektil 1 weist einen Schwerpunkt 9 auf, der hier als geometrischer Schwerpunkt in einem Querschnitt einer Rückseite 10 des Projektils 1 vorliegt. Der Schwerpunkt 9 liegt insoweit auf der dem Fluidinjektor 3 zugewandten Seite des Projektils 1 beziehungsweise in dem entsprechenden Querschnitt bezüglich der Längsachse 7. Die Längsachse 7 verläuft durch den Schwerpunkt 9. Sie verläuft in einer Richtung, in welcher das Projektil 1 seine größten Abmessungen aufweist. Insbesondere schneidet sie sowohl die Rückseite 10 als auch eine Vorderseite 11 des Projektils 1.The
Die so ausgerichtete Längsachse 7 schneidet eine Unstetigkeitsstelle 12 des Projektils 1, welches auf seiner Vorderseite 11 vorliegt, also der dem Fluidinjektor 3 abgewandten Seite des Projektils 1. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Unstetigkeitsstelle 12 von einer Kante des Projektils 1 gebildet. Beispielsweise schneidet die Längsachse 7 diese Kante mittig. Vorzugsweise verläuft die Kante parallel zu einer Querachse des Projektils 1, in deren Richtung das Projektil 1 seine zweitgrößten Abmessungen aufweist. Die Querachse steht senkrecht auf der Längsachse 7 und zudem senkrecht auf einer Hochachse. In Richtung der Längsachse 7 weist das Projektil 1 eine Länge, in Richtung der Querachse eine Breite und in Richtung der Hochachse eine Höhe auf. Die Länge ist größer als die Breite und die Höhe, die Breite kleiner als die Länge und größer als die Höhe und die Höhe kleiner als die Länge und kleiner als die Breite.The
Das Projektil 1 verfügt über einen Grundkörper 13 sowie über einen in radialer Richtung bezüglich der Längsachse 7 über den Grundkörper 13 überstehenden Führungssteg 14. Der Führungssteg 14 ist in radialer Richtung außenseitig von einer Führungsfläche 15 begrenzt, welche hier als Mantelfläche eines geraden Zylinders vorliegt. Der Führungssteg 14 ist vorzugsweise an der Rückseite 10 des Projektils 1 angeordnet beziehungsweise bildet diese mit aus. Insoweit umgreift die Führungsfläche 15 in Umfangsrichtung den Schwerpunkt 9.The
Die
Die
Insbesondere ist der Führungssteg 14 insgesamt gesehen trapezförmig oder zumindest nahezu trapezförmig. Die Unstetigkeitsstelle 12 ist von einer Spitze des Projektils 1 gebildet, zu welcher der Grundkörper 13 des Projektils 1 konisch zusammenläuft. Es ist erkennbar, dass die Unstetigkeitsstelle 12 einem geometrischen Schwerpunkt der Vorderseite 10 des Projektils 1 entspricht beziehungsweise in diesem liegt. Die Längsachse 7 verläuft insoweit durch diesen geometrischen Schwerpunkt. In dem gezeigten Beispiel verläuft die Längsachse 7 sowohl auf der Rückseite 10 als auf der Vorderseite 11 in einem jeweiligen Querschnitt durch den entsprechenden geometrischen Schwerpunkt. Gleichzeitig ist die Längsachse 7 parallel zu der Führungsfläche 15 ausgerichtet. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Führung bei gleichzeitig guter Abdichtung erreicht.In particular, when viewed overall, the
Es ist erkennbar, dass das Projektil sich in Richtung der Längsachse 7 aus mehreren Abschnitten zusammensetzt, die unterschiedlich geformt sind. Ein erster Bereich ist in dem Führungssteg 14 aufgenommen. Ein zweiter Bereich schließt sich unmittelbar an den ersten Bereich an und ist mehreckig. Seine Abmessungen nehmen in die von dem Führungssteg 14 in axialer Richtung abgewandter Richtung ab. An den zweiten Bereich schließt sich unmittelbar ein dritter Bereich ein, welcher im Querschnitt rund ist. Beispielsweise ist der dritte Bereich kegelförmig beziehungsweise konisch oder er ist - wie dargestellt - im Querschnitt durchgehend rund und weist in radialer Richtung Abmessungen auf, die über seine Erstreckung hinweg mit zunehmendem Gradient abnehmen.It can be seen that the projectile is composed of several sections in the direction of the
Die
BEZUGSZEICHENLISTE:REFERENCE SYMBOL LIST:
- 11
- Projektilprojectile
- 22
- HerstellungseinrichtungManufacturing facility
- 33
- FluidinjektorFluid injector
- 44
- SpritzgießkavitätInjection molding cavity
- 55
- SpritzgießwerkzeugInjection molding tool
- 66
- FührungsausnehmungGuide recess
- 77
- LängsachseLongitudinal axis
- 88th
- Vertiefungdeepening
- 99
- Schwerpunktmain emphasis
- 1010
- Rückseiteback
- 1111
- Vorderseitefront
- 1212
- Unstetigkeitsstellediscontinuity point
- 1313
- GrundkörperBasic body
- 1414
- FührungsstegGuide bridge
- 1515
- FührungsflächeGuide surface
- 1616
- Ausnehmungrecess
- 1717
- Randedge
- 1818
- PfeilArrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008215592 B3 [0002]DE 102008215592 B3 [0002]
- DE 102010015452 B3 [0003]DE 102010015452 B3 [0003]
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102023129227.7A DE102023129227A1 (en) | 2023-10-24 | 2023-10-24 | Method for producing a component having at least one cavity as well as a projectile and manufacturing device for this purpose |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102023129227.7A DE102023129227A1 (en) | 2023-10-24 | 2023-10-24 | Method for producing a component having at least one cavity as well as a projectile and manufacturing device for this purpose |
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ID=89809226
Family Applications (1)
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-
2023
- 2023-10-24 DE DE102023129227.7A patent/DE102023129227A1/en active Pending
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DE102010015452B3 (en) | 2010-04-17 | 2011-06-09 | Wittmann Battenfeld Gmbh | Method and device for injection molding a molded part |
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