DE10234059B4

DE10234059B4 - Druck- oder Spritzgusswerkzeug

Info

Publication number: DE10234059B4
Application number: DE2002134059
Authority: DE
Inventors: Andreas Winkler; Wilhelm Fischer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2022-07-27
Also published as: DE10234059A1

Abstract

Druck- oder Spritzgusswerkzeug,
– mit einer festen Formhälfte und einer relativ dazu von einer Offenstellung in eine geschlossene Gussstellung gesteuert bewegbaren Formhälfte, wobei in den aufeinander zugerichteten Formhälfteninnenseiten Ausnehmungen und/oder Erhebungen zur Formgebung eines zu giessenden Gussteils angebracht sind,
– mit einem Schieber, der gesteuert von einer Außenstellung außerhalb des Werkzeugbereichs in eine Innenstellung mit einer Schieberrichtung senkrecht zur Werkzeug-Schließrichtung in den Werkzeugbereich verschiebbar und in einem Schieberkanal des Werkzeugs aufnehmbar ist dergestalt, dass zwischen Schieberaußenflächen des Schiebers in dessen Innenstellung und Formhälfteninnenseitenflächen der Formhälften in deren Gussstellung Freiräume zur Einbringung von Gießmaterial und damit zur Herstellung eines Gussteils gebildet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schieber (8) in seinem im Werkzeug (1) aufnehmbaren Längsbereich unterschiedliche Querschnittsformen aufweist, wobei auf eine in Einschubrichtung (9) liegende größere Querschnittsform (11) wenigstens eine in Ausschubrichtung (20) liegende kleinere Querschnittsforni (12) folgt dergestalt, dass die kleinere Querschnittsform (12) gegenüber der...

Description

Die Erfindung betrifft ein Druck- oder Spritzgusswerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der gattungsbildenden DE 200 22 711 U1 ist eine Vorrichtung zum Gießen eines Formteils mit Hinterschneidungen bekannt, wobei aus einer oberen beweglichen Formhälfte für den Gussvorgang zur Ausbildung von Hinterschneidungen Schieberelemente ausschiebbar sind. Diese werden dann nach dem Gießvorgang, um eine Entformung und Abhebung des oberen Formteils zu ermöglichen, wieder eingefahren. Nachteilig bei diesem Druck- oder Spritzgusswerkzeug ist, dass der von der größten Querschnittsform des Schiebers überfahrbare Bereich des Schieberkanals des Werkzeugs, bezüglich der Formgebung des Gussteiles einen Totbereich darstellt, da ein Ausschieben des Schiebers nach der Herstellung des Gussteiles nur möglich ist, wenn im Ausschubbereich des Schieberkanals kein die Ausschubbewegung blockierender Gussteilbereich oder ein Eingriff der bewegbaren Formhälfte ggf. in Hinterschneidungsbereiche des Schiebers vorliegt. Aufgrund dieser zwingend einzuhaltenden Bedingungen sind die Möglichkeiten der Formgebung für das herzustellende Gussteil eingeschränkt.

Aus der DE 198 05 466 A1 ist es bekannt, zur Ausbildung von Hinterschneidungen zusätzlich zu einem Innenformteil aus- und einziehbare Formteile am Innenformteil anzubringen. In einer alternativen Ausführungsform kann das Innenformteil zuerst aus der Form genommen werden und die anderen Formteile werden dann über den durch das Innenformteil freigegebenen Raum aus dem Gussstück entnommen. Die Formteile bilden nur Hinterschneidungen in deren Ein- und Ausziehrichtung aus.

Weiter ist aus der DE 3621 607 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Käfigen für Wälzlager bekannt, wobei über Keilflächen aufspreizbare, geteilte Kerne für die Entformung aus den Hinterschneidungen durch Lösen der Keile im Durchmesser reduzierbar sind.

Aus der WO 83/03067 A1 ist ein metallischer Kernzug bekannt, der entlang einer schrägen Ebene in zwei Hälften geteilt ist. Die Ausbildung von Hinterschneidungen ist hier nicht vorgesehen.

Zerlegbare Kerne zur Ausführung von Hinterschneidungen sind auch aus Frommer/Lieby: „Druckgieß-Technik", Band 1, 2. Auflage, Springer-Verlag Berlin/Heidelberg/New York 1965, Seite 164 bekannt. Bewegliche Kerne zur Ausbildung von Hinterschneidungen sind ferner auch aus E. Brunhuber: „Praxis der Druckgussfertigung", Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin, 1981, Seite 164, bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Druck- oder Spritzgusswerkzeug mit größeren gestalterischen Möglichkeiten bei der Formgebung für ein herzustellendes Gussteil im Bereich eines Schieberkanals des Werkzeuges zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 weist der Schieber in seinem im Werkzeug aufnehmbaren Längsbereich unterschiedliche Querschnittsformen auf, wobei auf eine in Einschubrichtung liegende größere Querschnittsform wenigstens eine in Ausschubrichtung liegende kleinere Querschnittsform folgt dergestalt, dass die kleinere Querschnittsform gegenüber der größeren Querschnittsform und bezüglich der Schieberrichtung wenigstens eine Hinterschneidung darstellt, je doch bezüglich der Werkzeug-Schließrichtung eine durchgehende Schieberaussparung ist. Freiräume zur Einbringung von Gießmaterial liegen nur außerhalb des Bereichs der wenigstens einen hinterschnittenen Schieberaussparung, so dass der Schieber nach dem Gießvorgang unbehindert durch ein hergestelltes Gussteil in seine Außenstellung verschiebbar ist. Die beweglich Formhälfte weist in Schließrichtung eine der Schieberaussparungen entsprechende und diese ausfüllbare Aussparungs-Eingriffform auf. Zur Herstellung der Gussbereitschaft wird zuerst der Schieber gesteuert in seine Innenstellung geschoben und anschließend die bewegbare Formhälfte in ihre Gussstellung verlagert, wobei die Aussparungs-Eingriffform in die Schieberaussparung eingreift. Nach dem Gießvorgang wird das Werkzeug in umgekehrter Reihenfolge wieder geöffnet, so dass im Gegensatz zum Stand der Technik zuerst die bewegliche Formhälfte zurück in die Offenstellung bewegt wird, wodurch deren Eingriff in die hinterschnittene Schieberaussparung freigegeben und der Schieber unbehindert in die Außenstellung verschiebbar ist.

Zur Herstellung eines Gussteiles mit dem erfindungsgemäßen Druck- oder Spritzgusswerkzeug wird zuerst in einem ersten Arbeitsschritt bei in der Oftenstellung befindlichen bewegbaren Formhälfte der Schieber von seiner Außenstellung in seine Innenstellung in Schieberrichtung entlang bzw. in den Schieberkanal des Werkzeuges eingeschoben. Anschließend wird die bewegbare Formhälfte von der Oftenstellung in die geschlossene Gussstellung in Werkzeug-Schließrichtung verlagert und Gießmaterial zur Herstellung des Gussteiles in das Druck- oder Spritzgusswerkzeug eingebracht. Zur Entnahme des fertigen Gussteiles wird zuerst die bewegbare Formhälfte zurück in seine Offenstellung verlagert und anschließend der Schieber in Ausschubrichtung von seiner Innenstellung in seine Außenstellung verschoben.

Vorteilhaft bei diesem Druck- oder Spritzgusswerkzeug ist, dass mit nur einem Schieber ein Gussteil mit wenigstens einer Hinterschneidung im Schieberbereich einfach herstellbar ist. Die Schieberaussparung kann je nach gewünschten Gussteil unterschiedlichste geometrische Formen aufweisen oder es können auch mehrere am Schieber angeordnete Schieberaussparungen vorhanden sein. Damit können auch relativ komplizierte Formen von Gussteilen einfach und mit nur einem Schieber hergestellt werden.

Für eine weitere Möglichkeit der Formgebung des Gussteiles weist gemäß Anspruch 2 die Aussparungs-Eingriffform an der bewegbaren Formhälfte wenigstens einen in Werkzeug-Schließrichtung abstehenden Formgebungsfortsatz auf, dem eine entsprechende Formgebungsstruktur an der festen Formhälfte zugeordnet ist. Der für die Formgebung des Gussteils ausschlaggebende Bereich ist der an die Schieberaussparung in Werkzeug-Schließrichtung anschließende Bereich des Druck- oder Spritzgusswerkzeugs, der beim Ausschieben des Schiebers vom Schieber überfahren wird. Damit ist dieser Bereich für weitere potentielle Formgebungen des Gussteils ungehindert nutzbar.

In einer konkreten Ausführungsform ist gemäß Anspruch 3 der Formgebungsfortsatz als Stempel ausgebildet, der in eine Wannenform an der festen Formhälfte in der Gussstellung der Formhälften eingreift, so dass dadurch am übrigen Gussteil ein Wannenteil anformbar ist. Grundsätzlich sind unterschiedlichste Geometrieausformungen des Formgebungsfortsatzes möglich, sofern die Ausschubbewegung des Schiebers nach der Herstellung des Gussteils dadurch nicht behindert ist.

Gemäß Anspruch 4 ist das Gussteil in seiner Grundform als L-förmiger Hohlkörper ausgebildet, wobei ein erster L-Schenkel im Stirnbereich des Schiebers quer zur Schieberrichtung und quer zur Werkzeug-Schließrichtung liegt und ein zweiter L-Schenkel demgegenüber die schmälere hinterschnittene Schieberaussparung bildet. Im durch die beiden L-Schenkel begrenzten L-Bereich liegen keine Wände des Gussteils. Damit ist eine einfache Grundform des Gussteiles geschaffen, die trotz des Hinterschneidungsbereichs einfach herstellbar ist. Die Bauteilform muss so gewählt sein, dass im durch die beiden L-Schenkel begrenzten L-Bereich keine Wände des Gussteiles liegen. Damit ist nach der Verlagerung der bewegbaren Formhälfte in die Offenstellung ein ungehindertes Ausschieben des Schiebers gewährleistet.

Für eine sichere Positionierung des Schiebers sind gemäß Anspruch 5 am Schieber und an der bewegbaren Formhälfte einander zugeordnete Verriegelungsteile angebracht. Bei einer Verlagerung der bewegbaren Formhälfte in die Gussstellung mit dem bereits in der Innenstellung. befindlichen Schieber wirken die einander zugeordneten Verriegelungsteile für eine lagegenaue und druckabstützende gegenseitige Verriegelung zusammen. Damit ist mit dem Arbeitsschritt der Verlagerung der bewegbaren Formhälfte von seiner Offenstellung in seine geschlossene Gussstellung zugleich die Verriegelung des Schiebers bewerkstelligt, so dass bei der Einbringung von Gießmaterial der Schieber lagegenau und druckabstützend gehalten ist. Eine im Stand der Technik übliche, in einem separaten Arbeitsschritt durchzuführende Verriegelung des Schiebers in seiner Innenstellung ist vorteilhaft nicht notwendig.

Für einen funktionssicheren Ablauf der Herstellung des Gussteils erfolgen gemäß Anspruch 6 die Verlagerungen und/oder die Verriegelung der bewegbaren Formhälfte und des Schiebers mittels einer Steuerschaltung, welche eine Sicherheitsschaltung aufweist, die sicherstellt, dass der Schieber erst nach dem Öffnen der bewegbaren Formhälfte aus dem Formhälftenbereich verschiebbar ist. Mit der Sicherheitsschaltung ist eine Fehlfunktion des Druck- oder Spritzgusswerkzeuges ausgeschlossen, so dass ein funktionssicherer Ablauf der einzelnen Arbeitsschritte Einschieben des Schiebers, Schließen des Werkzeugs, Herstellung des Gussteiles, Öffnen des Werkzeugs und Ausschieben des Schiebers gewährleistet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Druck- oder Spritzgusswerkzeuges in einer ersten Arbeitsstellung,
2 eine schematische, perspektivische Darstellung des Druck- oder Spritzgusswerkzeuges in einer zweiten Arbeitsstellung,
3 eine schematische, perspektivische Darstellung eines hergestellten Gussteiles, und
4 eine schematische Draufsicht auf eine feste Formhälfte des Druck- oder Spritzgusswerkzeuges mit einem Schieber in einer Innenstellung.
In 1 ist schematisch, perspektivisch ein Druck- oder Spritzgusswerkzeug 1 dargestellt. Das Druck- oder Spritzgusswerkzeug umfasst eine feste Formhälfte 2 und eine relativ dazu von einer Offenstellung in eine geschlossene Gussstellung in einer Werkzeug-Schließrichtung 3 (siehe 2) gesteuert bewegbare Formhälfte. In der der festen Formhälfte 2 zugerichteten Formhälfteninnenseite 5 der bewegbaren Formhälfte 4 ist eine Ausnehmung 6 zur Formgebung eines zu gießenden Gussteils 7 (siehe 3) angebracht. Ein Schieber 8 ist gesteuert von einer Außenstellung in eine Innenstellung mit einer Schieberrichtung 9 senkrecht zur Werkzeug-Schließrichtung 3 in den Werkzeugbereich verschiebbar und in einem Schieberkanal 10 des Werkzeugs 1 aufnehmbar. Zwischen den Schieberaußenflächen des Schiebers 8 in dessen Innenstellung und den Formhälfteninnenseitenflächen der Formhälften 2 und 4 in deren Gussstellung sind Freiräume zur Einbringung von Gießmaterial und damit zur Herstellung des Gussteils 7 gebildet.
Die Arbeitsweise des Druck- oder Spritzgusswerkzeugs 1 stellt sich wie folgt dar: Die bewegbare Formhälfte 4 befindet sich zu Beginn des Arbeitsablaufes in der Offenstellung und der Schieber 8 in der Außenstellung. Dies ist in 1 dargestellt. Als erster Arbeitsschritt wird der Schieber 8 in Schieberrichtung 9 in seine Innenstellung verlagert, was in 2 dargestellt ist. Als nächsten Arbeitsschritt wird die bewegbare Formhälfte 4 in Werkzeug-Schließrichtung 3 zur festen Formhälfte 2 hin verlagert, so dass zwischen den beiden Formhälften 2 und 4 bzw. dem Schieber 8 Freiräume zur Einbringung von Gießmaterial gebildet sind. Nach der Herstellung des Gussteils 7 wird das Druck- oder Spritzgusswerkzeug 1 in umgekehrter Reihenfolge wieder geöffnet, d. h., dass zuerst die bewegbare Formhälfte 4 entgegen der Werkzeug-Schließrichtung 3 in die Offenstellung angehoben wird und im Anschluss daran der Schieber 8 entgegen der in 1 eingezeichneten Schieberrichtung 9 ausgeschoben wird. Somit kann das Gussteil 7 aus dem Druck- oder Spritzgusswerkzeug 1 entnommen werden.
Der Schieber 8 ist L-förmig ausgebildet dergestalt, dass in seinem im Werkzeug 1 aufnehmbaren Längsbereich eine größere Querschnittsform 11 und eine in Ausschubrichtung liegende kleinere Querschnittsform 12 gebildet sind. Die Anordnung der beiden Querschnittsformen 11 und 12 stellt bezüglich der Schieberrichtung 9 eine Hinterschneidung dar, ist jedoch bezüglich der Werkzeug-Schließrichtung 3 eine durchgehende Schieberaussparung 13. An der bewegbaren Formhälfte 4 ist in Werkzeug-Schließrichtung 3 eine der Schieberausparung 13 entsprechende und diese ausfüllbare Aussparungs-Eingriffform 14 ausgebildet. An der Aussparungs-Eingriffform 14 ist in Werkzeug-Schließrichtung 3 ein abstehender Formgebungsfortsatz als Stempel 15 ausgebildet, der in eine Wannenform 16 an der festen Formhälfte 2 in der Gussstellung der Formhälften 2 und 4 eingreift, so dass dadurch am übrigen Gussteil 7 ein Wannenteil 17 anformbar ist. Die geometrische Ausbildung des Wannenteils 17 muss so gestaltet sein, dass das Ausschieben des Schiebers 8 unbehindert durchgeführt werden kann. D. h., dass die Freiräume zur Einbringung von Gießmaterial nur außerhalb des Bereichs der hinterschnittenen Schieberaussparung 13 liegen.
In 3 ist schematisch, perspektivisch das Gussteil 7 mit angeformtem Wannenteil 17 dargestellt. Das Gussteil 7 ist in seiner Grundform als L-förmiger Hohlkörper ausgebildet, wobei ein erster L-Schenkel 18 im Stirnbereich des Schiebers quer zur Schieberrichtung 9 und quer zur Werkzeug-Schließrichtung 3 liegt und ein zweiter L-Schenkel 19 demgegenüber die schmälere hinterschnittene Schieberaussparung 13 bildet. Im durch die beiden L-Schenkel 18 und 19 begrenzten L-Bereich liegen keine Wände des Gussteils 7. Das angeformte Wannenteil 17 ist in seiner Ausdehnung in Werkzeug-Schließrichtung 3 ausgebildet, so dass ein Ausschieben des Schiebers 8 unbehindert durchführbar ist.
In 4 ist schematisch eine Draufsicht auf die feste Formhälfte 2 des Druck- oder Spritzgusswerkzeuges 1 dargestellt, wobei der Schieber 8 sich in seiner Innenstellung befindet. Der im Werkzeug 1 aufgenommene Längsbereich des Schiebers 8 weist in Schieberrichtung 9 gesehen am Ende die größere Querschnittsform 11 und in Ausschubrichtung 20 dahinterliegend die kleinere Querschnittsform 12 auf. Damit ist bezüglich der Schieberrichtung 9 bzw. der Ausschubrichtung 20, die entgegengesetzt der Schieberrichtung 9 verläuft, eine Hinterschneidung gebildet, die bezüglich der Werkzeug-Schließrichtung 3 die durchgehende Schieberaussparung 13 darstellt. Im Bereich der Schieberaussparung 13 können an das Gussteil 7 anformbare Formgebungen, wie z. B. das Wannenteil 17, ausgebildet sein.

Claims

Druck- oder Spritzgusswerkzeug, – mit einer festen Formhälfte und einer relativ dazu von einer Offenstellung in eine geschlossene Gussstellung gesteuert bewegbaren Formhälfte, wobei in den aufeinander zugerichteten Formhälfteninnenseiten Ausnehmungen und/oder Erhebungen zur Formgebung eines zu giessenden Gussteils angebracht sind, – mit einem Schieber, der gesteuert von einer Außenstellung außerhalb des Werkzeugbereichs in eine Innenstellung mit einer Schieberrichtung senkrecht zur Werkzeug-Schließrichtung in den Werkzeugbereich verschiebbar und in einem Schieberkanal des Werkzeugs aufnehmbar ist dergestalt, dass zwischen Schieberaußenflächen des Schiebers in dessen Innenstellung und Formhälfteninnenseitenflächen der Formhälften in deren Gussstellung Freiräume zur Einbringung von Gießmaterial und damit zur Herstellung eines Gussteils gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (8) in seinem im Werkzeug (1) aufnehmbaren Längsbereich unterschiedliche Querschnittsformen aufweist, wobei auf eine in Einschubrichtung (9) liegende größere Querschnittsform (11) wenigstens eine in Ausschubrichtung (20) liegende kleinere Querschnittsforni (12) folgt dergestalt, dass die kleinere Querschnittsform (12) gegenüber der größeren Querschnittsform (11) und bezüglich der Schieberrichtung (9) wenigstens eine Hinterschneidung darstellt, jedoch bezüglich der Werkzeug-Schließrichtung (3) eine durchgehende Schieberaussparung (13) ist, dass Freiräume zur Einbringung von Gießmaterial nur außerhalb des Bereichs der wenigstens einen hinterschnittenen Schieberaussparung (13) liegen, so dass der Schieber (8) nach dem Gießvorgang unbehindert durch ein hergestelltes Gussteil (7) in seine Außenstellung verschiebbar ist, und dass die bewegbare Formhälfte (4) in Werkzeug-Schließrichtung (3) eine der Schieberaussparung (13) entsprechende und diese ausfüllbare Aussparungs-Eingriffform (14) aufweist, wobei zur Herstellung der Gussbereitschaft zuerst der Schieber (8) gesteuert in seine Innenstellung geschoben wird und anschließend die bewegbare Formhälfte (4) in ihre Gussstellung verlagert wird, wobei die Aussparungs-Eingriffform (14) in die Schiebberaussparung (13) eingreift und wobei in umgekehrter Reihenfolge das Werkzeug (1) wieder geöffnet wird.
Druck- oder Spritzgusswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungs-Eingriffform (14) an der bewegbaren Formhälfte (4) wenigstens einen in Werkzeug-Schließrichtung (3) abstehenden Formgebungsfortsatz (15) aufweist, dem eine entsprechende Formgebungsstruktur (16) an der festen Formhälfte (2) zugeordnet ist.
Druck- oder Spritzgusswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formgebungsfortsatz als Stempel (15) ausgebildet ist, der in eine Wannenform (16) an der festen Formhälfte (2) in der Gussstellung der Formhälften (2, 4) eingreift, so dass dadurch am übrigen Gussteil (7) ein Wannenteil (17) anformbar ist.
Druck- oder Spritzgusswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussteil (7) in seiner Grundform als L-förmiger Hohlkörper ausgebildet ist, wobei ein erster L-Schenkel (18) im Stirnbereich des Schiebers (8) quer zur Schieberrichtung (9) und quer zur Werkzeug-Schließrichtung (3) liegt und ein zweiter L-Schenkel (19) demgegenüber die schmälere hinterschnittene Schieberaussparung (13) bildet, und dass im durch die beiden L-Schenkel (18, 19) begrenzten L-Bereich keine Wände des Gussteils (7) liegen.
Druck- oder Spritzgusswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Schieber (8) und an der bewegbaren Formhälfte (4) einander zugeordnete Verriegelungsteile angebracht sind, die bei einer Verlagerung der bewegbaren Formhälfte (4) in die Gussstellung mit dem bereits in der Innenstellung befindlichen Schieber (8) für eine lagegenaue und druckabstützende gegenseitige Verrieglung zusammenwirken.
Druck- oder Spritzgusswerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerungen und/oder die Verrieglung der bewegbaren Formhälfte (4) und des Schiebers (8) mittels einer Steuerschaltung erfolgten, welche eine Sicherheitsschaltung aufweist, die sicherstellt, dass der Schieber (8) erst nach dem Öffnen der bewegbaren Formhälfte (4) aus dem Formhälftenbereich verschiebbar ist.