DE2128343B2 - Spritzgießform für dünnwandige Kästen, insbesondere Batteriekästen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform für dünnwandige Kästen mit einer Mehrzahl von schmalen, im Verhältnis zur Breite tiefen Räumen, insbesondere Batteriekasten, bei denen der Kernsatz eine der Zahl der Räume entsprechende Anzahl von Einzelkernen aufweist, die je mit einem im Verhältnis zur Abmessung seiner Schmalseite langen, frei vorstehenden Kernabschnitt und mit einem Kernhals versehen sind, deren Breitseiten planparallele Berührungsflächen aufweisen und mit denen sie in einer Kernhalteplatte gehaltert sind.

Ein Batteriekasten für eine 12-V-Batterie weist sechs Zellenkammern auf. Aus Fertigungsgründen muß der Kern der Spritzgießform bei einem solchen Batteriekasten aus sechs Einzelkemen zusammengesetzt werden. Dünnwandige Batteriekasten werden heute aus Poly propylen hergestellt. Die Wandstärken liegen dabei in der Größenordnung von 1,8 mm. Zur Erzielung kurzer Fertigungszeiten versucht man, mit möglichst hoher Fließgeschwindigkeit beim Spritzgießen zu arbeiten. Hohe Fließgeschwindigkeiten sind auch von dem Material her erwünscht, da sie zu günstigen Materialorientierungen und -spannungen führen.

ίο Andererseits wird die Flächenbelastung der Kernenden umso größer, je schneller die Spritzgeschwindigkeit ist. Es ist bei hohen Fließgeschwindigkeiten daher unvermeidbar, daß sich die freistehenden Kernenden federnd abbiegen, wobei die Abfederung in der Grö-

ßenordnung von Vioo mm liegt. Da von den Batterieherstellern verlang» wird, daß die Zellenwände parallel sind, kann nicht mit entsprechend konisch ausgebildeten Kernen gearbeitet werden. Jede Abfederung des Kerns führt damit zu einer Hinterschneidung.

μ Bei einer bekannten Spritzgießform der genannten Art hat man versucht, das Problem dadurch zu lösen, daß man den Kernblock möglichst fest verkeilt, so daß er im wesentlichen die Eigenschaften eines einstückigen Blocks erhält. Auch bei einem solchen starren

*5 Kernblock tritt zwangläufig ein Abfedern der Kernenden auf. Man hat bei derartigen Spritzgießformen daher das Problem dadurch zu lösen versucht, daß man mit verlängerten Einspritzzeiten und höheren Zylindertemperaturen arbeitet. Dies führt wiederum zu ungünstigen Materialeigenschaften, insbesondere schlechten Festigkeitswerten und Verkrümmungen der dünnen Wandungen.

Es ist weiter bekannt, ein Abfedern der Kernenden dadurch zu vermeiden, daß die Kernenden vom Formgesenkboden her durch hydraulisch betätigte Zentrierstempel gehaltert werden. Diese Zentrierstempel haltern die Kerne bis nahezu zum Ende des Einspritzvorgangs. Sie werden dann im letzten Augenblick zurückgezogen, wobei dann auch diese Bereiche vollgespritzt werden. Eine derartige Spritzgießform ist einmal aufwendig und bringt auch Nachteile, da einmal die genaue Steuerung der Zentrierstempel oder -keile Schwierigkeiten bereitet und auch das nachträgliche Vollspritzen der von den Stempeln freigegebenen Räume zu einer inhomogenen Materialverteilung an diesen Stellen führt.

Es ist weiter eine Spritzgießform für Batteriekasten bekannt, bei der hintereinandergeschaltet zwei Kernhaltcplatten vorgesehen sind, wobei die Kerne jeweils abwechselnd einer an der einen und der anderen Kernhalleplatte angeordnet sind. Bei dieser Form werden über den einen Kernhalterahmen beim Entformen zunächst die Kerne 1,3 und 5 aus der ganzen Kastenhöhe zurückgezogen. Anschließend wirkt in jedem der Kerne 2, 4 und 6 ein Luftventil und Ausstoßerstift bzw. ein um das Kernpaket herum angeordneter Abstreiferrahmen dadurch, daß zunächst nur jeder zweite Kern zurückgezogen wird. Bei einer derartigen Spritzgießform wird zwar das Entformen gegenüber einem starr verspannten Kernpaket wesentlich erleichtert. Das zweistufige Lösen der Kerne erfordert jedoch zusätzliche Antriebsmittel. Darüber hinaus hat eine derartige Spritzgießform zwangläufig eine so große Einbauhöhe, daß ihr Einsatz in einer dem Schußgewicht von etwa 400 bis 500 g entsprechenden normalen Spritzgießmaschine nicht mehr möglich ist. Für derartige Spritzgießformen werden vielmehr sogenannte Mülltonnen-Maschinen benötigt. Es rruß also mit Maschinen gearbeitet

werden, die für höhere Schußgewichte ausgelegt sind, oder es müssen Spezialmaschinenkonstruktionen verwendet werden, die wiederum für das Spritzen anderer Artikel nicht geeignet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spritzgießform der eingangs erwähnten Art zu schaffen, also eine Spritzgießform, mit der in einer dem Schußgewicht entsprechenden Normalmaschine gearbeitet werden kann und bei der ein klemmfreies Abziehen der Kerne möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einzelkerne mit ihren Kernhälsen senkrecht zu deren Breitseiten beweglich in einer Aufnahme der Kernhalteplatte gehaltert sind und daß eine Spannvorrichtung vorgesehen ist, mit der bei geschlossener Spritzgießform die Kernhälse der Einzelkerne starr gegeneinander verspannt sind.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß als Spannvorrichtungen an sich bekannte Keilpaarungen vorgesehen sind. Dabei können die außenliegenden Einzelkerne auf ihrer äußeren Breitseite mit einer Keilfläche versehen sein und kann im Formgesenk jeweils eine korrespondierende Keilfläche vorgesehen sein.

Zweckmäßig ist vorgesehen, daß die Kernhälse an ihren Schmalseiten mit Keilflächen versehen sind, die mit entsprechenden Keilflächen im Formgesenk zusammenwirken.

Die Halterung der Kernhälse in der Kernhalteplatte erfolgt vorzugsweise dadurch, daß die Aufnahme der Kernhalteplatte in Längsrichtung der Schmalseiten mit durch Halteleisten gebildeten Hinterschneidungen versehen ist und daß die Kernhälse mit in die Hinterschneidungen eingreifenden Ansätzen versehen sind. Die Halteleisten können dabei mit Schrägflächen versehen sein, wobei an den Kernhälsen entsprechende Schrägflächen vorgesehen sind. Die Kernhälse können aber auch mit seitlichen Absätzen versehen sein, die von den Halteleisten übergriffen werden.

Kerne im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Formelemente, die einseitig eingespannt und frei vorstehend eine allseitig von Kunststoff begrenzte Innenkontur des Spritzlings festlegen.

Es ist eine Spritzgießform (CH-PS 4 71 670) bekannt, bei der das Formgesenk aus einer Vielzahl von Lamellen besteht, die durch Keilpaarungen zufammenpreßbar sind. In den Lamellen sind dabei jeweils die Gesenkhohlräume bildende Einschnitte vorgesehen. Die zwischen diesen Einschnitten liegenden Lamellenzungen stützen sich hierbei in voller Länge gegen die Fläche der benachbarten Lamellen ab.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Spritzgießform, F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in F i g. 1. Bei der in der Zeichnung dargestellten Spritzgießform ist das Formgesenk mit der festen Formplatte und den vier Seitenbacken 4 von üblicher Bauart. Die Seitenbacken 4 sind auf schematisch angedeuteten Säulen 6 unter einem Winkel von ~ 15° geführt, so daß sie beim Öffnen des Gesenks sich unter diesem Winkel von dem Spritzling abheben. Im Boden des feststehenden Formteils 2 ist eine Platte 8 mit beheizten Angußkanälen 10 untergebracht. Von dieser Platte 8 führt eine Mehrzahl von fpritzkanälen 12 zum Formhohlraum 14, der hier in dicken schwarzen Linien veranschaulicht ist. Das herzustellende Spritzteil ist ein Batteriekasten. Zur Vereinfachung ist dieser Batteriekasten in der Zeichnung mit vier Zellenräumen dargestellt. Normalerweise hat eine 12-V-Batterie sechs Zellenräume.

Während die äußere Gestalt des Spritzlings durch das Formgesenk bestimmt wird, wird die innere Formgebung des Spritzlings durch die Enden von vier Kernen 16 bis 22 bestimmt. Diese Kerne 16 bis 22 greifen mit ihren hinteren Enden in eine Aufnahme 24 in einer Kernhalteplatte 26. Der Boden 28 dieser Aufnahme 24 bildet mit den angrenzenden Endflächen der Kerne 16 bis 22 eine Bezugsfläche für die Stellung der Kerne 16 bis 22 bei geschlossener Spritzgießform. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind die Kerne 16 bis 22 in ihrem in die Aufnahme 24 eingreifenden Bereich mit seitlichen Ansätzen 30, 32 versehen. Diese können, wie in F i g. 2 links bei 30 veranschaulicht, als Schrägflächen ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, die Ansätze, wie rechts bei 32 in F i g. 2 dargestellt, als Stufenansätze auszubilden. Seitlich von den Ansätzen 30 bzw. 32 ist in der Aufnahme 24 eine Halleleiste 34 bzw. 36 befestigt, die mit einer mit den Vorsprüngen 30 bzw. 32 zusammenwirkenden Fläche, also einer Schrägfläche oder einem Stufenvorsprung, ausgebildet ist.

Die Halterung der Kernhälse in der Kernhalteplatte 26 erfolgt so, daß die Kerne 16 bis 22 in Längsrichtung ein geringes Spiel haben.

Die Kerne 16 bis 22 haben weiter, wie aus F i g. 2 ersichtlich, im Bereich der Kernhälse senkrecht zu ihren Breitseiten ein geringes Spiel. Die Länge der Aufnahme 24 kann beispielsweise in der Größenordnung von 0,5 mm größer sein als das Gesamtmaß der vier Kernhälse im zusammengepreßten Zustand.

Die beiden äußeren Kernhälse sind jeweils mit Keilflächen 38, 40 versehen, die mit korrespondierenden Keilflächen 42, 44 von Führungsleisten in den Seitenbacken 4 des Formgesenks zusammenwirken und beim Schließen der Spritzgießform die Kernhälse der Kerne 16 bis 22 zusammenpressen, so daß sie bei geschlossener Spritzgießform ein starres Paket bilden.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind die Kernhälse an ihren Schmalseiten gleichfalls mit Keilflächen 46 versehen, die mit Keilflächen 48 entsprechender Führungsleisten zusammenwirken, die an den in F i g. 2 nicht dargestellten Seitenbacken 4 des Formgesenks befestigt sind.

In den angrenzenden Flächen der Breitseilen der Kernhälse können jeweils einander deckende Vertiefungen 50 angeordnet sein, in denen Federn untergebracht sind, durch die beim öffnen der Spritzgießform die Kerne 16 bis 22 voneinander weggedrückt werden.

Die beschriebene Spritzgießform arbeitet wie folgt: Bei geschlossener Spritzgießform werden die einzelnen Kerne 16 bis 22, die über die Keilflächen 46 seitlich ausgerichtet sind, auf den Endflächen der Kernhälse in Anlage am Boden 28 der Aufnahme 24 der Kernhalteplatte 26 gehalten. Über die Keilflächtn 38 werden die Kernhälse mit ihren Breitseiten in Anlage gepreßt so daß das Kernpaket bei geschlossener Spritzgießform in sich starr verspannt ist. Wird der Formhohlraum 14 nun unter optimalen Bedingungen vollgespritzt, können lurch die dabei auftretenden Flächenpressungen die frei vorstehenden Kernenden wie bei bekannten Spritzgießformen federnd abgebogen werden.

Beim öffnen der Spritzgießform wird die starre Verspannung der einzelnen Kerne 16 bis 22 im Bereich der Kernhälse gelöst. Die Kerne 16 bis 22 können damit mit ihrem Kernhals rückfedern und sich damit spannungslos in Längsrichtung der tatsächlichen Achse der jeweiligen Einzelzelle einstellen. Anschließend kann

dann das gesamte Kernpaket spannungslos aus dem Spritzling herausgezogen werden. Es ist dabei gleichgültig, in welcher Richtung die freien Kernenden beim Spritzen federnd abgebogen worden sind. Auch entgegengesetzte federnde Abbiegungen können durch die Freigabe der rückwärtigen Kernenden ausgeglichen werden. Beim Herausziehen der Kerne 16 bis 22 braucht damit lediglich die Wandreibung zwischen Kern und Spritzling überwunden zu werden.

Da die Abbiegung der Kernenden im Spritzling in der Größenordnung von Vioornm liegt, genügt es, wenn die Kernhälse an ihrem rückwärtigen Ende ein entsprechendes Spiel erhalten. Es genügt damit für das gesamte Kernpaket ein Gesamtspiel in der Größenordnung von 0,5 mm.

Durch die obenerwähnten Abdrückfedern in den Ausnehmungen 50 kann die Trennung der einzelnen Kerne 16 bis 22 voneinander unterstützt werden, wenn besonders ungünstige Spritzverhältnisse vorliegen. In vielen Fällen wird man auf solche zusätzlichen Mittel verzichten können, da die Rückfederkraft im allgemeinen für das Lösen ausreichen wird.

Da beim öffnen der Spritzgießform lediglich die an sich geringe Wandreibung zwischen dem Spritzling und den Kernen 16 bis 22 überwunden zu werden braucht.

«5 wird die Spritzgießform ohne besondere Auswerfer arbeilen können. Es ist dann lediglich notwendig, in den Kernen 16 bis 22 für die Belüftung der Kammern beim Abziehen der Kerne 16 bis 22 ein Luftventil vorzusehen. Damit steht aber nahezu der gesamte Querschnitt der Kerne 16 bis 22 für die Ausbildung von Kühl- oder Heizmittelkanälen zur Verfügung, so daß optimale Kühl- und Heizbedingungen beim Spritzen eingehalten werden können, wodurch die Erzeugung verwindungs- und spannungsfreier Spritzlinge wesentlich erleichtert wird.

Die Anschlüsse für das Kühl- bzw. Heizmittel können durch seitlich aus der Kernhalleplatte 26 herausgeführte Bohrungen hindurchgeführt werden. Wie in F i g. 2 dargestellt, können in entsprechende Gewinde der Kühlmittelbohrungen in den seitlichen Ansätzen der Kerne Anschlußrohre fest eingeschraubt werden, die auf der Außenseite mit Schlauchanschlüssen verschen sind und in den Bohrungen der Kernhalteplatte frei beweglich sind.

Es sei noch einmal darauf hingewiesen, daß «Jie obige Spritzgießform auf allen normalen Spritzgießmaschinen für Schußgewichte in der Größenordnung von 500 g Verwendung finden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Spritzgießform für dünnwandige Kästen mit einer Mehrzahl von schmalen, im Verhältnis zur Breite tiefen Räumen, insbesondere Batteriekästen, bei denen der Kernsatz eine der Zahl der Räume entsprechende Anzahl von Einzelkernen aufweist, die je mit einem im Verhältnis zur Abmessung seiner Schmalseite langen, frei vorstehenden Kernabschnitt und mit einem Kernhals versehen sind, deren Breitseiten planparallele Berührungsflächen aufweisen und mit denen sie in einer Kernhalteplatte gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelkerne (16, 18, 20, 22) mit ihren Kernhälsen senkrecht zu deren Breitseiten beweglich in einer Aufnahme (24) der Kernhaiteplatte (26) gehaltert sind und daß eine Spannvorrichtung vorgesehen ist, mit der bei geschlossener Spritzgießform die Kernhälse der Einzelkerne starr gegeneinander verspannt sind.

2. Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannvorrichtung an sich bekannte Keilpaarungen vorgesehen sind.

3. Spritzgießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Einzelkerne (16, 22) auf ihrer äußeren Breitseite mit einer Keilfläche (38, 40) versehen sind und daß im Formgesenk (2, 4) jeweils eine korrespondierende Keilfläche (42,44) vorgesehen ist.

4. Spritzgießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernhälse an ihren Schmalseiten mit Keilflächen (46) versehen sind, die mit entsprechenden Keilflächen (48) im Formgesenk (2,4) zusammenwirken.

5. Spritzgießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (24) der Kernhalteplatte (26) in Längsrichtung der Schmalseiten mit durch Halteleisten (34, 36) gebildeten Hinterschneidungen versehen ist und daß die Kernhälse mit in die Hinterschneidungen eingreifenden Ansätzen (30,32) versehen sind.

6. Spritzgießform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteleisten (34) mit Schrägflächen versehen sind, und daß an den Kernhälsen entsprechende Schrägflächen ausgebildet sind.

7. Spritzgießform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernhälse mit seitlichen Absätzen (32) versehen sind, die von den Halteleisten (36) übergriffen werden.