DE202017106026U1

DE202017106026U1 - Heißverprägung für ein Kunststoffteil

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Publication number: DE202017106026U1
Application number: DE202017106026.8U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2027-10-05
Also published as: US20180099446A1; CN207825340U; US10493716B2

Abstract

Heißverprägung für ein Kunststoffteil, umfassend: einen Körper, der ein proximales Ende, einen aufgeweiteten Abschnitt und ein distales Ende aufweist, wobei das proximale Ende eine erste Querschnittsfläche A1 aufweist und der aufgeweitete Abschnitt eine zweite Querschnittsfläche A2 aufweist, wobei A1 < A2.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Dieses Dokument betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Befestigungselemente und insbesondere eine Heißverprägung für ein Kunststoffteil, wodurch Heißverprägungseinfallstellen in diesem Kunststoffteil beseitigt werden.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Es ist in der Technik wohlbekannt, dass eine Heißverprägung verwendet werden kann, um ein Kunststoffteil in einer Position zu befestigen.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht, schließt eine typische Heißverprägung S eine sich verjüngende zylindrische Seitenwand W ein, die einen hohlen Kern C aufweist. Im Besonderen verläuft die Verjüngung zu dem distalen Ende D der Heißverprägung S und ergibt sich aus einem Gestaltungsentwurf, um ein Entfernen des Kunststoffteils P aus einem Spritzgusswerkzeug zu ermöglichen. Folglich schließt die Wand W der Heißverprägung S an dem proximalen Ende E angrenzend an das Kunststoffteil P eine größere Querschnittsfläche und einen größeren Durchmesser ein als an dem distalen Ende D. Durch die vergrößerte Querschnittsfläche der Heißverprägung S an dem proximalen Ende E, wo die Heißverprägung S mit dem Kunststoffteil P verbunden ist, werden tendenziell Einfallstellen in der Fläche A des Kunststoffteils P begünstigt. Dadurch werden der Materialverbrauch, die Produktabfälle und die Kosten erhöht.
Dieses Dokument betrifft eine neue und verbesserte Heißverprägung für ein Kunststoffteil, welche die Querschnittsfläche der Heißverprägung an dem proximalen Ende, wo die Heißverprägung mit dem Kunststoffteil verbunden ist, effektiv verringert, wodurch Einfallstellen in der A-Fläche des Kunststoffteils sogar dann vermieden werden, wenn das Kunststoffteil relativ dünne Querschnitte einschließt. Vorteilhafterweise wird dies ohne eine zusätzliche Werkzeugtätigkeit in den Spritzgusswerkzeugen, um die zugehörigen Hinterschneidungsmerkmale zu formen, erreicht.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß den hierin beschriebenen Zwecken und Vorteilen wird eine Heißverprägung für ein Kunststoffteil bereitgestellt. Die Heißverprägung umfasst einen Körper, der ein proximales Ende, einen aufgeweiteten Abschnitt und ein distales Ende aufweist. Das proximale Ende weist eine erste Querschnittsfläche A₁ auf, während der aufgeweitete Abschnitt eine zweite Querschnittsfläche A₂ aufweist, wobei A₁ < A₂. Das distale Ende schließt eine zweifache Verjüngung ein, die effektiv mehr Material zum Schmelzen während des Schall-Verprägens bereitstellt, ohne dass die Größe des Lochs vergrößert wird. Dementsprechend kann ein robustere Verbindung bereitgestellt werden.
Der Körper der Heißverprägung kann außerdem einen ersten Schlitz definieren, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt. Der Körper der Heißverprägung kann außerdem einen zweiten Schlitz definieren, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt. Der Körper der Heißverprägung kann außerdem einen dritten Schlitz definieren, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt. Ferner kann der Körper einen hohlen Kern einschließen.
Der erste Schlitz, der zweite Schlitz und der dritte Schlitz können radial um den Körper angeordnet sein. Demnach kann der Körper einen ersten Abschnitt, der sich zwischen dem ersten Schlitz und dem zweiten Schlitz erstreckt, einen zweiten Abschnitt, der sich zwischen dem zweiten Schlitz und dem dritten Schlitz erstreckt und einen dritten Abschnitt einschließen, der sich zwischen dem dritten Schlitz und dem ersten Schlitz erstreckt.
Gemäß einem zusätzlichen Aspekt wird ein Kunststoffteil bereitgestellt, einschließend die Heißverprägung.
Die Heißverprägung für ein Kunststoffteil kann einen Körper umfassen, der ein proximales Ende, einen aufgeweiteten Abschnitt und ein distales Ende aufweist, wobei das proximale Ende einen ersten Durchmesser P₁ aufweist und der aufgeweitete Abschnitt einen zweiten Durchmesser P₂ aufweist, wobei P₁ < P₂. Das distale Ende schließt eine zweifache Verjüngung ein, umfassend eine innere Einführung und eine äußere Einführung. Der Körper definiert einen ersten Schlitz, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt. Der Körper kann außerdem einen zweiten Schlitz definieren, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt. Ferner kann der Körper einen dritten Schlitz definieren, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt. Ferner kann der Körper einen hohlen Kern einschließen.
Der erste Schlitz, der zweite Schlitz und der dritte Schlitz können alle radial um den Körper angeordnet sein. Demnach kann der Körper einen ersten Abschnitt, der sich zwischen dem ersten Schlitz und dem zweiten Schlitz erstreckt, einen zweiten Abschnitt, der sich zwischen dem zweiten Schlitz und dem dritten Schlitz erstreckt und einen dritten Abschnitt einschließen, der sich zwischen dem dritten Schlitz und dem ersten Schlitz erstreckt.
Gemäß noch einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Beseitigen von Heißverprägungseinfallstellen in einem Kunststoffteil bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst die folgende Schritte: (a) Formen eines Körpers der Heißverprägung mit einer ersten Querschnittsfläche A₁ an einem proximalen Ende und einer zweiten Querschnittsfläche A₂ in einem aufgeweiteten Abschnitt, wobei A₁ < A₂ und (b) Formen von mindestens einem Längsschlitz in dem Körper der Heißverprägung, der sich von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende erstreckt.
In der folgenden Beschreibung werden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Heißverprägung sowie ein Kunststoffteil, welches die Heißverprägung enthält, gezeigt und beschrieben. Es sollte angemerkt werden, dass die Heißverprägung und das Kunststoffteil zu anderen, unterschiedlichen Ausführungsformen in der Lage sind, und ihre verschiedenen Details zu einer Modifikation in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten in der Lage sind, ohne von der Heißverprägung und dem Kunststoffteil, wie sie in den folgenden Patentansprüchen dargelegt und beschrieben sind, abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen ihrem Wesen nach als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
Die beigefügten Zeichnungsfiguren, die hier aufgenommen sind und einen Teil der Patentschrift bilden, veranschaulichen verschiedene Aspekte der Heißverprägung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, bestimmte Grundsätze davon zu erläutern. In den Zeichnungsfiguren gilt:
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kunststoffteils, welches eine Heißverprägung auf dem Stand der Technik enthält, einschließend eine zylindrische Wand mit einem Entwurf, der sich von dem proximalen Ende der Heißverprägung, das an dem Körper des Kunststoffteils angebracht ist, zu dem distalen Ende der Heißverprägung verjüngt, um das Entfernen des Kunststoffteils aus einem Spritzwerkzeug oder einer Spritzform zu ermöglichen.
2 ist eine Querschnittsansicht der in 1 veranschaulichten Heißverprägung auf dem Stand der Technik.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Kunststoffteils, einschließend die neue und verbesserte Heißverprägung.
4 ist eine Querschnittsansicht durch die in 3 veranschaulichte neue und verbesserte Heißverprägung.
Die 5a–5d sind eine Reihe schematischer Veranschaulichungen, die zeigen, wie sich die neue und verbesserte Heißverprägung mit einer größeren Querschnittsfläche an dem distalen Ende davon nach innen biegt oder faltet, um das Entfernen oder Ausstoßen aus dem Spritzwerkzeug oder der Spritzform zu ermöglichen.
Nachstehend erfolgt eine detaillierte Bezugnahme auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der Heißverprägung und ein Kunststoffteil, das die Heißverprägung enthält, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungsfiguren veranschaulicht sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun wird auf 3 und 4 Bezug genommen, die ein Kunststoffteil 10 veranschaulichen, das die neue und verbesserte Heißverprägung 12 enthält. Wie veranschaulicht, schließt die Heißverprägung 12 einen Körper 14 ein, der ein proximales Ende 16, das mit der B-Fläche 18 des Kunststoffteils 10 verbunden ist und ein distales Ende 20 gegenüber dem proximalen Ende und einen aufgeweiteten Abschnitt 21 dazwischen aufweist. Das proximale Ende 16 weist eine erste Querschnittsfläche A₁ auf und der aufgeweitete Abschnitt 21 weist eine zweite Querschnittsfläche A₂ auf, wobei A₁ < A₂. Zusätzlich weist das proximale Ende 16 einen ersten Durchmesser P₁ auf und der aufgeweitete Abschnitt 21 weist einen zweiten Durchmesser P₂ auf, wobei P₁ < P₂.
In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Körper 14 einen ersten Abschnitt 22, einen zweiten Abschnitt 24 und einen dritten Abschnitt 26. Der Körper 14 definiert außerdem einen ersten Schlitz 28, einen zweiten Schlitz 30 und einen dritten Schlitz 32. Der erste Schlitz 28, der zweite Schlitz 30 und der dritte Schlitz 32 erstrecken sich alle zwischen dem proximalen Ende 16 und dem distalen Ende 20.
Insbesondere erstreckt sich der erste Abschnitt 22 zwischen dem ersten Schlitz 28 und dem zweiten Schlitz 30. Der zweite Abschnitt 24 erstreckt sich zwischen dem zweiten Schlitz 30 und dem dritten Schlitz 32. Der dritte Abschnitt 26 erstreckt sich zwischen dem dritten Schlitz 32 und dem ersten Schlitz 28. Der Körper 14 enthält einen hohlen Kern 34 in Kommunikation mit dem ersten Schlitz 28, dem zweiten Schlitz 30 und dem dritten Schlitz 32.
Ferner wird in der veranschaulichten Ausführungsform die Vergrößerung der zweiten Querschnittsfläche A₂ in dem aufgeweiteten Abschnitt 21 des Körpers 14 durch eine Vergrößerung des Außendurchmessers des Körpers 14 an dem distalen Ende (d. h. eine nach außen gerichtete Verjüngung) bereitgestellt. Folglich schließt der Körper 14 in dem aufgeweiteten Abschnitt 21 eine größere Menge an Material zum Zwecke des Verprägens des Kunststoffteils 10 auf einem anderen Werkstück ein. Dagegen schließt der Körper 14 an dem proximalen Ende 16 weniger Material ein, um während des Formungsprozesses in der A-Fläche 36 des Kunststoffteils 10 der Bildung von Einfallstellen standzuhalten.
Das zweifach verjüngte distale Ende 20 schließt eine innere Einführung 38 und eine äußere Einführung 40 ein. Folglich wird noch mehr Material für das Schallschweißen bereitgestellt. Dieses zusätzliche Material wird bereitgestellt, ohne dass der Außendurchmesser des Körpers 14 weiter vergrößert wird. Demnach ist es nicht notwendig, die Größe des Lochs zu vergrößern, in dem die Heißverprägung 10 aufgenommen wird. Infolgedessen wird mehr Material zum Schmelzen um ein Loch gleicher Größe bereitgestellt. Demnach wird eine stärkere oder robustere Verbindung mit einer verbesserten Klemmkraft bereitgestellt.
Nun wird auf 5a–5d Bezug genommen, die veranschaulichen, wie das Kunststoffteil 10, das eine Heißverprägung 12 enthält, im Anschluss an die Formung aus dem Spritzwerkzeug entfernt werden kann. 5a veranschaulicht das Kunststoffteil 10 in der Spritzform oder dem Spritzwerkzeug M unmittelbar nach dem Spritzen des Kunststoffmaterials in das Formungswerkzeug. Im Anschluss an das Härten wird der Kernformabschnitt C aus dem ersten Formabschnitt S₁ herausgezogen (siehe Wirkungspfeil A). Dadurch wird der hohle Kern 34 der Heißverprägung 12 geöffnet. Als nächstes wird das Formungswerkzeug M geöffnet, indem der zweite Formabschnitt S₂ von der A-Fläche 36 des Kunststoffteils 10 weg verschoben wird. Siehe 5c. Das Kunststoffteil wird dann aus dem ersten Formabschnitt S₁ ausgestoßen (siehe Wirkungspfeil B). Wenn dies geschehen ist, werden der erste Abschnitt 22, der zweite Abschnitt 24 und der dritte Abschnitt 26 des Körpers 14 nach innen in den Kern 34 oder einen Raum gebogen (siehe Wirkungspfeil D), der durch den Kernformabschnitt C freigemacht wird, wodurch der notwendige Spielraum ermöglicht wird, damit sich das größere distale Ende 20 der Heißverprägung 12 durch den schmalen Formungsdurchlass P bewegen kann, der den Teil mit dem kleineren Durchmesser des Körpers 14 der Heißverprägung formt. Hierbei versteht es sich, dass die nach innen gerichtete Biegung des ersten, zweiten und dritten Abschnitts 22, 24, 26 des Körpers 14 durch den ersten, zweiten und dritten Schlitz 28, 30, 32 aufgenommen wird. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Heißverprägung 12 an dem distalen Ende 20 mit einem größeren Außendurchmesser und einer Zunahme an Material für den Verprägungsprozess geformt werden kann, während außerdem die Menge an Material in dem Körper 14 an dem proximalen Ende 16 minimiert wird, um die Bildung von Einfallstellen in der A-Fläche 36 des Kunststoffteils 10 zu verhindern.
In Übereinstimmung mit der vorstehenden Beschreibung schließt ein Verfahren zum Beseitigen von Heißverprägungseinfallstellen in einem Kunststoffteil 10 den Schritt des Formens eines Körpers 14 einer Heißverprägung 10 mit einer ersten Querschnittsfläche A₁ an einem proximalen Ende 16 und einer zweiten Querschnittsfläche A₂ in einem aufgeweiteten Abschnitt 21 ein, wobei A₁ < A₂. Ferner schließt das Verfahren das Formen von mindestens einem Längsschlitz 28, 30, 32 in dem Körper 14 der Heißverprägung 10 ein, der sich von dem proximalen Ende 16 zu dem distalen Ende 20 erstreckt.
Das Vorstehende wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt. Es erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit und soll die Ausführungsformen nicht auf die genaue offenbarte Form beschränken. Naheliegende Modifikationen und Variationen sind angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Zum Beispiel schließt die Heißverprägung 10, die in den Zeichnungsfiguren 3–5d veranschaulicht ist, einen Körper 14 ein, der drei Abschnitte 22, 24, 26 und drei Schlitze 28, 30, 32 aufweist. Es ist anzumerken, dass der Körper 14 eine andere Anzahl von Schlitzen und Abschnitten einschließen kann. Ferner erstrecken sich in der veranschaulichten Ausführungsform die Abschnitte 22, 24, 26 alle durch Bögen mit der gleichen Abmessung. Es ist anzumerken, dass sich die Abschnitte 22, 24, 26 und sogar die Schlitze 28, 30, 32 alle durch Bögen mit unterschiedlicher Abmessung erstrecken können. Ferner ist anzumerken, dass die veranschaulichte Heißverprägung 10 einen im Allgemeinen zylindrisch geformten Körper aufweist, wobei der Körper jedoch andere Querschnittsformen einschließen kann. Alle derartigen Modifikationen und Variationen liegen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche, wenn diese entsprechend der Breite ausgelegt werden, zu der sie nach Recht, Gesetz und Billigkeit berechtigt sind.

Claims

Heißverprägung für ein Kunststoffteil, umfassend: einen Körper, der ein proximales Ende, einen aufgeweiteten Abschnitt und ein distales Ende aufweist, wobei das proximale Ende eine erste Querschnittsfläche A₁ aufweist und der aufgeweitete Abschnitt eine zweite Querschnittsfläche A₂ aufweist, wobei A₁ < A₂.
Heißverprägung nach Anspruch 1, wobei der Körper einen ersten Schlitz definiert, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt.
Heißverprägung nach Anspruch 2, wobei der Körper einen zweiten Schlitz definiert, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt.
Heißverprägung nach Anspruch 3, wobei der Körper einen dritten Schlitz definiert, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt.
Heißverprägung nach Anspruch 4, wobei der Körper einen hohlen Kern einschließt.
Heißverprägung nach Anspruch 5, wobei das distale Ende eine zweifache Verjüngung einschließt.
Heißverprägung nach Anspruch 6, wobei der erste Schlitz, der zweite Schlitz und der dritte Schlitz radial um den Körper angeordnet sind.
Heißverprägung nach Anspruch 7, wobei der Körper einen ersten Abschnitt, der sich zwischen dem ersten Schlitz und dem zweiten Schlitz erstreckt, einen zweiten Abschnitt, der sich zwischen dem zweiten Schlitz und dem dritten Schlitz erstreckt und einen dritten Abschnitt einschließt, der sich zwischen dem dritten Schlitz und dem ersten Schlitz erstreckt.
Heißverprägung nach Anspruch 1, wobei das distale Ende eine zweifache Verjüngung einschließt.
Kunststoffteil, einschließend die Heißverprägung nach Anspruch 1.
Heißverprägung für ein Kunststoffteil, umfassend: einen Körper, der ein proximales Ende, einen aufgeweiteten Abschnitt und ein distales Ende aufweist, wobei das proximale Ende einen ersten Durchmesser P₁ aufweist und der aufgeweitete Abschnitt einen zweiten Durchmesser P₂ aufweist, wobei P₁ < P₂.
Heißverprägung nach Anspruch 11, wobei der Körper einen ersten Schlitz definiert, der sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstreckt.
Heißverprägung nach Anspruch 12, wobei der Körper einen zweiten Schlitz und einen dritten Schlitz definiert, die sich zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende erstrecken.
Heißverprägung nach Anspruch 13, wobei der Körper einen hohlen Kern einschließt.
Heißverprägung nach Anspruch 14, wobei das distale Ende eine zweifache Verjüngung einschließt.
Heißverprägung nach Anspruch 15, wobei der erste Schlitz, der zweite Schlitz und der dritte Schlitz radial angeordnet sind.
Heißverprägung nach Anspruch 16, wobei der Körper einen ersten Abschnitt, der sich zwischen dem ersten Schlitz und dem zweiten Schlitz erstreckt, einen zweiten Abschnitt, der sich zwischen dem zweiten Schlitz und dem dritten Schlitz erstreckt und einen dritten Abschnitt einschließt, der sich zwischen dem dritten Schlitz und dem ersten Schlitz erstreckt.
Heißverprägung nach Anspruch 11, wobei das distale Ende eine zweifache Verjüngung einschließt.
Kunststoffteil, einschließend die Heißverprägung nach Anspruch 11.