DE19948665C2 - Verfahren zur Erzeugung einer gratfreien Hinterschnitt-Ausbildung in einem durch Spritzgießen hergestellten Kunststoff-Bauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer gratfreien Hinter­ schnitt-Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zum techni­ schen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 42 19 675 A1 verwiesen.

Es ist bekannt, daß sog. Hinterschnitt-Ausbildungen (wobei dieser Begriff allgemein zu verstehen ist und bspw. auch ein Sackloch oder dgl. im zu er­ zeugenden Bauteil umfassen soll) an einem Kunststoff-Spritzguß-Bauteil durch sog. Schieber erzeugt werden können, die sich während des Spritz­ gießens dieses Bauteiles im Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges be­ finden. Zumeist müssen diese Schieber nach dem Erstarren der in den Formhohlraum eingespritzten Kunststoffmasse aus dem Formhohlraum ent­ fernt und hierzu zumeist in einer der Werkzeughälften des Spritzgießwerk­ zeuges versenkt werden, um das fertige Bauteil aus dem Spritzgießwerk­ zeug entnehmen zu können. Üblicherweise werden diese Schieber vor dem Herstellprozess eines derartigen Kunststoff-Spitzguß-Bauteiles vor dem Ein­ bringen der Kunststoffmasse in den Formhohlraum hinein verschoben.

Insbesondere bei Verwendung relativ niedrigviskoser Kunststoffmaterialien zur Herstellung eines Spritzguß-Bauteiles kann es in Kantenbereichen die­ ses Bauteiles zu unerwünschter Gratbildung kommen. Dies ist insbesondere auch an durch Schieber hergestellten Hinterschnitt-Ausbildungen zu beo­ bachten, d. h. im Übergangsbereich von der sog. Hinterschnitt-Ausbildung (bspw. einem im Bauteil erzeugten Sackloch) zur benachbarten bzw. umge­ benden Bauteil-Oberfläche bildet sich ein Grat heraus, der in einer aufwen­ digen Nacharbeit entfernt werden muß, insbesondere wenn auf eine qualita­ tiv hochwertige Bauteil-Oberfläche Wert gelegt wird.

Ferner wird in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auf die US 4,840,557, welche eine vertikale Kunststoff-Einspritzeinrichtung betrifft, so­ wie auf die US 5,476,629, betreffend ein Herstellungsverfahren für eine Kunststoff-Karte, verwiesen.

Zwar beschreibt die US 5,476,629 ein Verfahren zur Erzeugung einer Grat­ freien Hinterschnitt-Ausbildung in einem durch Spritzgießen hergestellten Kunststoff-Bauteil, jedoch ist es nicht möglich, im Kantenbereich des Hinter­ schnittes unterschiedlich große Radien zu erzeugen. Es besteht also keine Möglichkeit, das Design der Hinterschnitt-Ausbildung gezielt zu beeinflussen.

Gemäß der US 4,840,557 umfasst der Schieber neben weiteren Funktionen auch die Funktion eines Auswerfers für das fertige Bauteil aus der Form. Jedoch kann eine unerwünschte Gratbildung am Rand der Hinterschneidung nicht wirksam verhindert werden.

Aufzuzeigen, wie an einem durch Spritzgießen hergestellten Kunststoff- Bauteil, an welchem eine Hinterschnitt-Ausbildung durch einen gegenüber einer der Werkzeughälften in den Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges verfahrbaren Schieber erzeugt wird, die geschilderte unerwünschte Gratbil­ dung vermieden werden kann, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Weiterhin umfasst die Aufgabe der Erfindung ein gezielte Beeinflussung des Kantenradius im Randbereich der Hinterschnitt-Ausbildung und somit deren Designs.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei gemäß der zugrundliegenden Idee die Größe eines die Gratfreiheit bestim­ menden Radius über die Verschiebegeschwindigkeit des Schiebers einge­ stellt wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird das Kunststoffbauteil zunächst quasi ohne die Hinter­ schnitt-Ausbildung geformt, wobei jedoch, solange die Kunststoffmasse noch viskos bzw. weich ist, der die Hinterschnitt-Ausbildung formende Schieber in die Kunststoffmasse hinein verfahren wird. Die Hinterschnitt-Ausbildung wird sozusagen nachträglich, jedoch noch innerhalb des Spritzgießwerkzeuges ausgeformt. Bei diesem Einfahren des Schiebers in die noch weiche Kunst­ stoffmasse wird das den Schieber direkt umgebende Kunststoffmaterial mit der Verschiebebewegung des Schiebers mitgenommen, wodurch sich im Übergangsbereich zwischen der Hinterschnitt-Ausbildung und der Oberflä­ che des Kunststoff-Bauteiles ein Radius ausbildet. Durch dieses beschriebe­ ne Mitziehen von Kunststoffmaterial aus dem Umfangsbereich des Schie­ bers wird somit jegliche Gratbildung im Übergangsbereich zwischen der Hinter­ schnitt-Ausbildung und der Bauteil-Oberfläche vermieden.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines lediglich abstrakt darge­ stellten Ausführungsbeispieles, wobei in den beigefügten Fig. 1, 2 zwei aufeinander folgende Verfahrensschritte dargestellt sind, während Fig. 3 den Ausschnitt X aus Fig. 2 vergrößert zeigt.

Mit der Bezugsziffer 1 ist ein in einem Spritzgießwerkzeug 2 zu fertigendes Kunststoff-Bauteil bezeichnet. Dabei besteht dieses Spritzgießwerkzeug 2 wie üblich aus zumindest zwei Werkzeughälften 2a, 2b, die zwischen sich den sog. Formhohlraum einschließen, in den auf nicht näher dargestellte Weise eine Kunststoffmasse eingespritzt wird, die nach Aushärten das Bau­ teil 1 bildet. In diesem Bauteil 1 soll mit dessen Herstellung eine sog. Hinter­ schnitt-Ausbildung 3 ausgeformt werden, die hier in Form eines Sackloches ausgebildet ist. Ausgeformt wird diese Hinterschnitt-Ausbildung 3 dabei durch einen gegenüber der (hier oberen) Werkzeughälfte 2a in bzw. gegen Pfeilrichtung 4 verfahrbaren Schieber 5.

Der Herstellvorgang für dieses Bauteil 1 mit seiner Hinterschnitt-Ausbildung 3 ist nun wie folgt: Zunächst wird bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug 2 mit in die zugeordnete Werkzeughälfte 2a zurückgefahrenem Schieber 5, in welcher Position dieser mit seiner Stirnseite 5a im wesentlichen bündig zur dem Formhohlraum zugewandten Oberfläche der Werkzeughälfte 2a liegt, dieser Formhohlraum im wesentlichen vollständig mit flüssiger Kunststoff- Masse befüllt, die im weiteren ebenfalls mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet wird, wobei dieser erste Verfahrensschritt in Fig. 1 dargestellt ist. Daraufhin wird im zweiten Verfahrensschritt der Schieber 5 in seine in Fig. 2 darge­ stellte Sollposition in den Formhohlraum hinein verfahren. Zu diesem Zeit­ punkt ist die eingespritzte Kunststoffmasse 1 noch flüssig, d. h. sie darf selbstverständlich noch nicht ausgehärtet sein, so daß der Schieber 5 somit in die noch weiche Kunststoffmasse 1 hinein verfahren wird. Auf diese Weise wird nunmehr die Hinterschnitt-Ausbildung 3 (hier: das Sackloch) ausge­ formt.

Wie die vergrößerte Darstellung des Ausschnittes X aus Fig. 2 in Fig. 3 zeigt, wird bei diesem Einfahren des hier stempelartigen Schiebers 5 in die noch weiche Kunststoffmasse 1 das den Schieber 5 direkt umgebende Kunststoffmaterial, d. h. das sog. Randmaterial dieser Kunststoffmasse 1 mit der Verschiebebewegung des Schiebers 5 gemäß Pfeilrichtung 4 mitge­ nommen, wodurch sich im Übergangsbereich zwischen dieser Hinterschnitt- Ausbildung 3 und der der oberen Werkzeughälfte 2a zugewandten Oberflä­ che des Kunststoff-Bauteiles 1 der mit dem Buchstaben R bezeichnete Ra­ dius R ausbildet. Durch dieses beschriebene Mitziehen von Kunststoffmate­ rial aus dem Umfangsbereich des Schiebers 5 wird somit jegliche Gratbil­ dung im Bereich des Radius' R vermieden.

Dabei können mit unterschiedlichen Verschiebegeschwindigkeiten des Schiebers 5 unterschiedlich große Radien erzeugt werden, d. h. mit dieser Maßnahme wird nicht nur die Qualität des Bauteils 1 gesteigert (da nunmehr gratfrei ausgeformt), sondern es kann zugleich das Design dieser Hinter­ schnitt-Ausbildung 3 auf einfache Weise gezielt beeinflußt werden. Selbst­ verständlich kann vor einer Entnahme des ausgehärteten Bauteiles 1 aus dem Spritzgießwerkzeug 2 der Schieber 5 zunächst wieder in die ihm zuge­ ordnete Werkzeughälfte 2a zurückgefahren werden, wobei noch darauf hin­ gewiesen sei, daß selbstverständlich eine Vielzahl von Details durchaus ab­ weichend von dieser Beschreibung gestaltet sein können, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (3)

1. Verfahren zur Erzeugung einer gratfreien Hinterschnitt-Ausbildung in einem durch Spritzgießen hergestellten Kunststoff-Bauteil, wobei die Hinterschnitt-Ausbildung durch einen gegenüber einer der Werkzeug­ hälften in den Formhohlraum des Spritzgießwerkzeuges mit einer Verschiebegeschwindigkeit verfahrbaren Schieber erzeugt wird und zunächst bei in die Werkzeughälfte zurückgefahrenem Schieber der Formhohlraum im wesentlichen vollständig mit flüssiger Kunststoff­ masse befüllt wird und dass daraufhin der Schieber in seine Sollposi­ tion in den Formhohlraum und somit in die noch weiche Kunststoff­ masse hinein verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe eines die Gratfreiheit be­ stimmenden Radius (R) über die Verschiebegeschwindigkeit des Schiebers (5) eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (5) in seiner in die Werk­ zeughälfte (2a) zurückgefahrenen Position mit seiner Stirnseite (5a) im wesentlichen bündig zur Oberfläche der Werkzeughälfte (2a) liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Schieber (5) eine als Sackloch ausgebildete Hinterschnitt-Ausbildung (3) erzeugt wird.