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Mehrteilige Spritzgußform zur Herstellung von Hohikörpern aus thermoplastischem
Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrteilige Spritzgußform zur Herstellung
von aus einem geraden und einem gekrümmten Teilstück bestehenden, zur Führung von
elektrischen Leitungen dienenden rohrförmigen Hohlkörpern (Pfeifen) aus thermoplastischem
Kunststoff, insbesondere Polystyrol, deren in bezug auf den Rohrdurchmesser dünne
Wandungen einen einzigen durchlaufenden Hohlraum umschließen und dessen Austrittsöffnungen
in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen liegen.
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Es sind Herstellungsformen bekannt, mit denen jeweils die eine Hälfte
eines rohrförmigen Hohlkörpers (Pfeife) erzeugt wird, wobei dann jeweils zwei Hälften
zu dem fertigen Hohlkörper zusammengesetzt werden. Da diese Hälften nach allen Seiten
hin offen sind, lassen sie sich mit verhältnismäßig einfachen Werkzeugen herstellen,
jedoch weisen diese bekannten rohrförmigen Hohlkörper (Pfeifen) den schwerwiegenden
Nachteil auf, daß sie in nachfolgenden Arbeitsgängen miteinander vereinigt werden
müssen, wodurch sich die Fertigungskosten nicht unbeträchtlich erhöhen. Auch sind
in der Mitte geteilte Mehrfachformen aus Gips zur Herstellung von Porzellanpfeifen
bekannt. Diese besitzen trichterförmige Öffnungen, über die die dünnflüssige Porzellanmasse
in die Formen eingebracht wird. Diese Vorrichtungen arbeiten derart, daß man nach
dem Einfüllen und nach einer kurzen Standzeit die Formen umkippt.
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Der Gips hat in der Zwischenzeit den benachbarten Teilen der Gußmasse
Feuchtigkeit entzogen, während der größere Teil nicht gebunden ist, so daß er beim
Kippen wieder aus der Form herausläuft. Es entsteht so der innere Hohlraum der Pfeife.
Sofern Pfeifen mit dickeren Wandungen hergestellt werden sollen, muß man den Vorgang
ein oder mehrere Male wiederholen. Nach einer gewissen Standzeit kann man die Form
öffnen und die gegossenen Pfeifen herausnehmen. Diese werden dann anschließend an
den Nahtstellen mit einem Messer und einem feuchten Pinsel sauber gemacht. Im Anschluß
daran erfolgt das Einbringen der Rohlinge in den Ofen, wobei man Brennkeile benutzt,
um die ursprüngliche Form der Pfeife beizubehalten. Es ist auch noch ein Glasieren
der aus dem Ofen entfernten Stücke erforderlich. Die mit diesen bekannten Vorrichtungen
erzeugten Pfeifen sind verhältnismäßig teuer und können für eine wirtschaftliche
Fertigung von Pfeifen nicht in Betracht kommen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mehrteilige Spritzgußform
zur Herstellung von rohrförmigen Hohlkörpern (Pfeifen) der eingangs näher bezeichneten
Art zu schaffen, mit der in einfacher
und wohlfeiler Weise die Herstellung von solchen
rohrförmigen Hohlkörpern möglich ist. Dieses Ziel ist erfindungsgemäß im wesentlichen
dadurch erreicht, daß die Form neben einem geradlinig bewegbaren, etwa zylindrischen
Formkern weiterhin einen in entgegengesetzter Richtung schwenkbaren Kern enthält,
der die Gestalt eines Ausschnittes eines etwa zylindrischen Ringes aufweist. Mit
Hilfe dieser mehrteiligen Spritzgußform können erstmals einstückige rohrförmige
Hohlkörper (Pfeifen)) der genannten Art in wirtschaftlicher Weise geschaffen werden.
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Gegenüber den bekannten, aus zwei Hälften zusammengesetzten Hohlkörpern
hat die Einstückigkeit dieser Hohlkörper den Vorteil, daß das nachträgliche Zusammenfügen,
beispielsweise das Zusammenkleben der beiden Hälften, entfällt. Bei der bevorzugten
Ausführungsform ist der geradlinig bewegbare Kern an einem ebenso bewegbaren Schieber
befestigt, der seinerseits mittels eines Steuergliedes verschiebbar ist. Vorzugsweise
sind dabei einem Schieber mehrere, beispielsweise zwei geradlinig bewegbare Kerne
zugeordnet. Der schwenkbare, ringausschnittförmige Kern der erfindungsgemäßen mehrteiligen
Spritzgußform ist zweckmäßig an einem Drehbolzen angeordnet, der mit einem zylinderförmig
gestalteten Zapfen in ein Zahnrad eingreifen kann, das über einen Handgriff betätigbar
ist. Ein zweites Zahnrad mit einem daran angeordneten
weiteren Drehbolzen
kann mit dem ersten Zahnrad auf Mitdrehen gekuppelt sein.
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Weitere Einzelheiten der mehrteiligen Spritzgußform zur Herstellung
von rohrförmigen Hohlkörpern (Pfeifen) werden in der nachfolgenden Beschreibung
angeführt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der nach der Erfindung
ausgebildeten Spritzgußform schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine
Draufsicht auf eine mehrteilige Spritzgußform zur paarweisen Herstellung von einteiligen
rohrförmigen Hohlkörpern (Pfeifen) aus Kunststoff, insbesondere aus Polystyrol,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach
der Linie III-III der Fig. 5, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig.
5, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 2, Fig. 6 die eigentlichen Werkzeuge
zur Erzeugung einer einteiligen Pfeife in Draufsicht sowie eine Pfeife kurz nach
der Herstellung, Fig. 7 einen Drehbolzen des Werkzeuges in Draufsicht und Fig. 8
einen Drehbolzen in Seitenansicht.
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Das Werkzeug zur paarweisen Herstellung von einteiligen Pfeifen weist
eine Grundplatte 9 auf, über der eine Distanzleiste 10 angeordnet ist. Hieran schließt
sich eine untere Zwischenplatte 11 an. Es folgen das untere und das obere Einsatzstück
12 und 13. Das obere Einsatzstück 13 wird bedeckt von der oberen Zwischenplatte
14, an die sich die Deckplatte 15 anschließt.
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Die Deckplatte 15 weist insgesamt vier Bohrungen 16 auf, die sich
nach unten zu einer Aufnahmekammer 17 für eine Feder 18 verbreitern. Die Federn
stützen sich jeweils an dem oberen Bund ab, der durch die Differenz zwischen den
beiden Durchmessern 16 und 17 geschaffen ist. Auf der anderen Seite liegen die Federn
16 an der oberen Zwischenplatte 14 an. Die Länge der Bohrung 17 und damit die Länge
der Feder 16 im gespannten Zustand ist so bemessen, daß sie im wesentlichen übereinstimmt
mit der Höhe der Deckplatte 15 und der der oberen Zwischenplatte 14. Neben den vier
Bohrungen für die Federn sind in der Deckplatte 15 vier weitere Bohrungen 19 vorgesehen,
die zur Aufnahme von Distanzschrauben 20 dienen. Der Durchmesser der Bohrungen 19
stimmt im wesentlichen mit dem Durchmesser des Kopfes der Schrauben 20 überein.
In Richtung auf die obere Zwischenplatte 14 schließt sich ein verengter Teil 21
an, so daß auch hier eine Schulter 22 gebildet wird. Die Bohrung 21 endet beim Übergang
der Deckplatte 15 zur oberen Zwischenplatte 14. Der Schaftteil der Schraube 20 greift
dagegen noch ein Stück in die Zwischenplatte ein. Zu diesem Zweck ist diese mit
einer mit einem Gewinde versehenen Bohrung versehen, die nicht näher bezeichnet
ist. In der Fig. 4 der Zeichnung ist eine dieser Distanzschrauben dargestellt, während
die übrigen drei nur in der Fig. 1 der Zeichnung in Draufsicht zu sehen sind. Zweckmäßig
werden für die Distanzschrauben Innensechskantschrauben benutzt, deren Kopf bündig
mit der Oberfläche der Deckplatte 15 abschließt.
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Die Deckplatte 15 weist weiterhin eine trichterförmige Ausnehmung
23 zum Einbringen der Füllmasse auf. An das verjüngte Ende der trichterförmigen
Ausnehmung 23 schließt sich ein Einsatzstück 24
für die Spritzdüse an. Das Einsatzstück
24 besitzt an seiner Oberfläche eine mittige, flache Verbreiterung 25. In den Scheitel
dieser Verbreiterung 25 mündet eine Bohrung 26, über die der plastifizierte Kunststoff
der eigentlichen Form zugeführt wird. Die Bohrung 26 ist kegelig gestaltet, und
zwar weist der mit dem kleineren Durchmesser versehene Teil zur Verbreiterung 25
hin. Rechts und links des Einsatzstükkes 24 für die Spritzdüse sind Schrauben, im
dargestellten Ausführungsbeispiel Senkkopfschrauben 27, angeordnet, die das obere
Einsatzstück 13 mit der oberen Zwischenplatte 14 fest verbinden.
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An das obere Einsatzstück schließt sich nach unten hin das Einsatzstück
12 an. Beide Einsatzstücke sind mit Hohlräumen 28 versehen. Die Hohlräume 28 entsprechen
in ihrer äußeren Form und Gestaltung den herzustellenden Pfeifen. In diese Hohlräume
28 können die noch näher zu beschreibenden Werkzeuge, und zwar ein Drehbolzen 29
und ein Schieber 30, teilweise eingreifen.
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In dem unteren Einsatzstück 12 ist eine Bohrung für einen Auswerferstempel
31 vorgesehen. Dieser Stempel reicht etwa bis zur Trennstelle zwischen oberem und
unterem Einsatzstück und weist an seinem oberen Ende eine Ausnehmung 32 auf. An
diesen Stempel 31 schließt sich nach oben hin die Bohrung 26 an, über die der Werkstoff
eingefüllt wird. Von der Bohrung 36 gehen Querleitungen 33 aus, über die der Werkstoff
in die Hohlräume 28 in den Einsatzstücken gelangen kann.
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Der Auswerferstempel 31 ist lösbar mit einer Platte 34 verbunden.
Die Platte 34 ist in einer Ausnehmung 35 des unteren Zwischenstückes 16 angeordnet,
wobei die Ausnehmung der rechteckig gestalteten Form der Platte 34 angepaßt ist.
Die Platte 34 ist mit einer weiteren Platte 36 verbunden, die in einer ebenfalls
rechteckigen Bohrung37 der Grundplatte 9 vorgesehen ist. Die Verbindung der beiden
Platten 34 und 36 erfolgt über zwei Bolzen 38, die die Platten immer in einem bestimmten
Abstand voneinander halten. Die Platten 34 und 36 können im Bereich der Bohrungen
35 und 37 längsverschoben werden. Zu diesem Zweck ist ein Stempel 39 vorgesehen,
der eine Bohrung der Grundplatte 9 durchgreift und mit seinem vorderen, mit Gewinde
versehenen Ende in die Platte 36 eingeschraubt ist.
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Die Grundplatte 9, Distanzleiste 10 und das untere Zwischenstück
11 sind mit Hilfe von Schrauben 40 miteinander verbunden.
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Zur Erzeugung der Pfeife sind ein geradlinig arbeitendes Werkzeug,
nämlich der Schieber 30 und ein um eine Achse schwenkbares Werkzeug, nämlich der
Drehbolzen 29, vorgesehen. Die Ausbildung des Drehbolzens ist aus den Fig. 6 bis
8 erkennbar. Er besteht aus einem zylinderförmig gestalteten Zapfen 41, an den sich
ein ebenfalls im Querschnitt kreisförmig gestaltetes Mittelstück 42 anschließt,
das jedoch etwa den doppelten Durchmesser wie der Zapfen 41 aufweist. An dieses
Stück schließt sich nach oben ein im Querschnitt kreissektorförmiges Stück 43 an,
das in einen Kern 44 zur Erzeugung des Teiles der Pfeife 46 übergeht. Der Kern 44
ist derart gekrümmt, daß der Mittelpunkt des Krümmungsradius mit dem Mittelpunkt
des kreisförmig gestalteten Mittelstückes 42 zusammenfällt. Die vordere und hintere
Begrenzungslinie des Kernes 44 schließt mit dem Krümmungsmittelpunkt einen Winkel
von 900 ein. In dem Mittelstück 42 ist eine Ausnehmung 45
vorgesehen,
in die ein noch zu beschreibender Sperrstift eingreift. Mit dem Kern 44 wird der
gekrümmte Teil der Pfeife 46 erzeugt, wie dies insbesondere aus den Fig. 5 und 6
ersichtlich ist.
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Zur Erzeugung der geradlinigen Teile der Pfeifen 46 dienen Formkerne
47. Diese sind an dem Schieber 30 befestigt. Der Schieber kann derart bewegt werden,
daß die Formkerne 47 in die Hohlräume 28 eingreifen oder daraus entfernt werden.
Zur Führung des Schiebers 30 sind Führungsstücke 48 vorgesehen.
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Der Schieber 30 besitzt ebenfalls eine Ausnehmung 49, in die ein weiterer
Sperrstift eingreift. Die Bewegung des Schiebers 30 erfolgt mit einem Steuerglied
50. Das Steuerglied 50 ist fest mit der Deckplatte 15 verbunden. Von der Verbindungsstelle
aus geht ein senkrecht nach unten gerichteter Arm, der dann in einen abgewinkelten
unteren Teil übergeht. Das Steuerglied 50 durchgreift eine Öffnung 51 des Schiebers
30. Die mit der der Vorrichtung abgekehrten Seite des Steuergliedes zusammenwirkende
Fläche der Öffnung 51 verläuft geneigt zu dem oberen Teil des Steuergliedes 50,
während sie etwa parallel zu dem abgewinkelten Teil des Steuergliedes 50 verläuft.
Die diametral gegenüberliegende Begrenzungsfläche der Öffnung 51 weist einen geradlinig
verlaufenden Teil auf, der parallel zu dem oberen Teil des Steuergliedes 50 verläuft.
Diese Fläche geht dann in eine geneigte Fläche über, die etwa parallel zu dem abgewinkelten
Teil des Steuergliedes verläuft. Bei der Bewegung des Steuergliedes 50 kommt das
abgewinkelte Ende des Steuergliedes mit der abgeschrägten Fläche des Schiebers 30
in Wirkverbindung und kann diesen nach außen bewegen.
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Um den Drehbolzen 29 und den Schieber 30 nur dann zu betätigen, wenn
dieses im Verlauf der Herstellung erwünscht ist, sind mehrere Sperrstifte vorgesehen,
und zwar greifen die Sperrstifte 52 mit ihrem unteren Ende in die Ausnehmungen 45
des Drehbolzens 29 ein und verhindern normalerweise die Schwenkung, während der
Sperrstift 53 der Ausnehmung 49 des Schiebers 30 zugeordnet ist und die Bewegung
blockiert. Sämtliche Sperrstifte sind mit Hilfe von Schrauben 54 an der oberen Deckplatte
15 angeordnet.
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Die Bewegung des Drehbolzens 29 erfolgt mit Hilfe von Zahnrädern
55 und 56. Die Zapfen 41 der Drehbolzen 29 durchgreifen mittlere Ausnehmungen der
Zahnräder 55, 56 und sind dort mit Hilfe von Keilen 57 gesichert. Die Betätigung
der Zahnräder 55, 56 erfolgt mit einem Handgriff 58, der dem einen Zahnrad 55 zugeordnet
ist. Das Zahnrad 56 ist mit dem Zahnrad 55 auf Mitdrehen gekuppelt.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Beim Beginn des Einfüllens
hat die mehrteilige Spritzgußform zur Herstellung der Pfeifen die aus den Fig. 1
bis 5 ersichtliche Lage. Die Drehbolzen 29 sind derart eingeschwenkt, daß der Kern
44 in den gekrümmten Teil des Hohlraumes 28 eingreift. Desgleichen greifen die Formkerne
47 in den geradlinigen Teil dieses Hohlraumes ein. Die Formkerne 47 sind abgesetzt,
und zwar stimmt das vordere Ende im Durchmesser mit dem Durchmesser des Kernes 44
überein, während das anschließende hintere Stück der Formkerne 47 einen etwas größeren
Durchmesser aufweist. Der Raum, der begrenzt wird durch den Kern 44, den Formkern
47 und Wandungsteile des oberen und unteren Einsatzstückes 12 und 13, entspricht
der Form der herzustellenden Pfeife, und zwar
besitzt der gekrümmte Teil der Pfeife
eine etwas dickere Wandstärke als sein geradlinig gestalteter Teil, da der Zwischenraum
zwischen Formkern 47 und umgebender Wandung kleiner gehalten ist als der Abstand
zwischen dem gekrümmten Kern 44 und der umgebenden Wandung.
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In dieser Lage sind die Sperrstifte 52 und 53 im Eingriff, d. h.,
sie verhindern jede Bewegung des schwenkbaren und geradlinig bewegbaren Werkzeuges.
Über die Bohrung 26 kann nunmehr der Werkstoff eingeführt werden. Er gelangt über
die Bohrung 26 in die Querleitungen 33 und füllt den zwischen den Wandungsteilen
der Einsatzstücke und den Formkernen bzw. Kernen liegenden Raum aus.
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Zugleich sammelt sich in der Ausnehmung 32 etwas Werkstoff an. Nach
Beendigung des Füllvorganges kann eine nicht dargestellte, die mehrteilige Spritzgußform
zusammenhaltende Vorrichtung entfernt werden. Dadurch erhalten die Federn 18, die
bislang zusammengedrückt waren, die Möglichkeit, sich auszudehnen. Bei dieser Ausdehnung
wird die Deckplatte 15 von der oberen Zwischenplatte 14 abgehoben. Diese Relativbewegung
zwischen den Platten 14 und 15 erfolgt so lange, bis die Schulter 22 an den Köpfen
der Schrauben 20 zur Anlage kommt. Da die Sperrstifte 52 bzw. 53 in der Deckplatte
15 angeordnet sind, werden diese ebenfalls mit nach oben bewegt und verlassen ihre
Ausnehmungen 49 und 45.
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Bei der Bewegung der Deckplatte 15 wird zugleich der Einguß abgerissen.
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Durch das Entfernen der Sperrstifte aus ihrer Sperrstellung kann
nacheilend nunmehr der Schieber 30 betätigt werden. Das Steuerglied 50 setzt den
Schieber 30 derart in Bewegung, daß sein abgewinkeltes unteres Ende gegen die ihm
zugeordnete Steuerfläche drückt und dadurch den Schieber 30 nach außen verschiebt.
Dabei treten zugleich die Formkerne 47 aus dem Hohlraum 28 heraus. Nachdem dies
geschehen ist, kann mit Hilfe des Handgriffes 58 über die Zahnräder 55 und 56 das
Verschwenken des Drehbolzens 29 erfolgen. Durch diese Bewegung treten nunmehr auch
die gekrümmten Kerne 44 aus dem Hohlraum 28 heraus. Neben der Relativbewegung zwischen
der Deckplatte 15 und der oberen Zwischenplatte 14 erfolgt eine gemeinsame Bewegung
der beiden Teile 14 und 15, in die auch das obere Einsatzstück 13 mit eingeschlossen
ist, da dieses fest mit der oberen Zwischenplatte 14 verbunden ist. Durch diese
Bewegung der genannten Teile der Spritzgußform sind die Pfeifen teilweise freigelegt.
Lediglich ihre unteren Hälften befinden sich noch in dem unteren Einsatzstück. Nunmehr
setzt die Arbeit des Auswerfers 31 ein. In der Ausnehmung 32 hat sich ein Werkstoffbutzen
gebildet, der zum Herauswerfen des Pfeifenpaares benutzt wird. Mittels eines Stempels
39, der seinerseits mit Platten 34 und 36 zusammenwirkt, wird der stiftförmige Auswerfer
31 gehoben und nimmt zugleich das über den Stoffbutzen in Werkstoffverbindung stehende
Pfeifenpaar nach oben mit und bringt dies so ganz aus der mehrteiligen Spritzgußform
heraus, so daß es mühelos abgenommen werden kann.
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Die mehrteilige Spritzgußform kann nunmehr in die Lage gemäß den
Fig. 1 bis 5 gebracht werden, und der Vorgang kann in der geschilderten Weise von
neuem beginnen.
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Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführung nur eine beispielsweise
Verwirklichung der Erfindung
und diese nicht darauf beschränkt.
Vielmehr sind noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich.