DE2336789B2

DE2336789B2 - Verfahren und Werkzeug zur Entformung eines Kerns aus einem hinterschnittenen Kanalprofil aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2336789B2
Application number: DE2336789A
Authority: DE
Inventors: Albrecht 5380 Bad Nauheim Nickold
Original assignee: Stapla Hans Dieter Golde GmbH and Co KG
Current assignee: Stapla Hans Dieter Golde GmbH and Co KG
Priority date: 1973-07-19
Filing date: 1973-07-19
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2336789A1; BR7405946D0; US3987144A; IT1015622B; DE2336789C3

Description

formung von hinterschnittenen Kanalprofilen in einem Arbeitsgang bei wirtschaftlich kurzen Taktzeiten.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein typisches Kanalprofil,

F i g. 2 in einem kleineren Maßstab eine abgebrochene Ansicht eines beispielsweisen Verlaufs des in F i g. 1 gezeigten Kanalprofils,

Fig.3 eine abgebrochene Ansicht eines anderen Kanalprofilverlaufs,

F i g. 4 in schematischer abgebrochener Darstellungsweise die unmittelbar an der Formgebung des Kanalprofils gemäß F i g. 1 beteiligten Elemente eines Spritzwerkzeugs im Querschnitt bei geschlossenem spritzbereitem Werkzeug,

F i g. 5 bis 7 der F i g. 4 ähnliche Querschnittsdarstellungen, die sich auf einzelne Phasen des Entformungsvorgangs beziehen und

F i g. 8 in schematischer Darstellung den Querschnitt durch ein vollständiges Spritzwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das in F i g. 1 gezeigte Kanalprofil — ein Führungsrohr für Kabelfensterheber — besitzt einen hinterschnittenen Führungskanal 1, der zur Führung des darin zur Übertragung der Stellbewegungen eines Fensterhebers längsverschiebbar gelagerten Gewindekabels (nicht dargestellt) bestimmt ist Der durchgehende Längsschlitz 2 ist für den Durchgriff eines mit dem jo Gewindekabel fest verbundenen Mitnehmers (nicht dargestellt) vorgesehen, welcher seinerseits mit dem zu verstellenden Teil, beispielsweise einem Fahrzeugschiebefenster, in Verbindung steht Die Seitenwände 3, die mit ihren oberen Enden den Längsschlitz 2 begrenzen, gehen an ihrem unteren Ende kontinuierlich, d. h. ohne Stufen, in zwei seitliche Flansche 4 über. Die das Führungsrohr versteifenden Flansche 4 erleichtern zugleich die nachfolgend näher beschriebene Entformung des Spritzlings und dienen darüber hinaus der Befestigung des Führungsrohres am Ort seiner Anbringung. Die Flansche 4 verfügen über eine gemeinsame ebene Fußfläche 5. Der stufenlose Übergang der Seitenwände 3 in die Flansche 4 ist für den Kern-Entformungsvorgang bedeutungsvoll, weil dadurch nachteilige Kerbwirkungen ausgeschaltet werden.

Der in F i g. 2 dargestellte Führungsrohrverlauf setzt sich im wesentlichen aus zwei unterschiedlich großen kreisbogenförmigen Abschnitten 6 und 7 sowie aus zwei so geraden Strecken 8 und 9 zusammen. Ein derartig geformtes Führungsrohr läßt auch bei mehrteiligem Kern eine axiale Entformung des Kerns nicht zu. Entsprechendes gilt für den in Fig.3 gezeigten Führungsrohrverlauf, der sich im wesentlichen aus einem von der Kreisform abweichenden Kurvenzug 10 und einer geraden Strecke 11 zusammensetzt.

Das in F i g. 4 in spritzbereiter geschlossener Stellung gezeigte Spritzwerkzeug besteht aus einem Werkzeugoberteil 12 und einem Werkzeugunterteil 13. Das bo Werkzeugoberteil 12 und das Werkzeugunterteil 13 umschließen einen dem Querschnitt des Führungsrohres nach F i g. 1 entsprechenden Profilraum 14, der über die im Werkzeugunterteil 13 gestrichelt angedeutete Spritzbohrung 15 mit Hilfe eines Extruders mit einem schmelzflüssigen Kunststoff ausgespritzt werden soll. Das Werkzeugoberteil umfaßt das Kernteil 16 und die schieberartigen Formglieder !7. Das Kernteil 16 ist über den Steg 18, dessen Wanddicke e'wa der Weite des Längsschlitzes 2 entspricht, mit dem im Querschnitt im wesentlichen kreisförmigen Kern 19 einstückig verbunden. Die schieberartigen Formglieder 17 liegen im geschlossenen Zustand des Spritzwerkzeuges mit Stirnflächen 20 dem Steg 18 dicht an. Außerdem stehen die schieberartigen Formglieder 17 bei geschlossenem Spritzwerkzeug an ihren Berührungsflächen mit diesen Teilen in einem ebenen und dichten Flächenkontakt Die schieberartigen Formglieder i7 entsprechen mit ihren den Profilraum 14 begrenzenden Wänden den von der Oberseite der Flansche 4 bis zu dem Längsschlitz 2 reichenden Außenkonturen des fertigen Führungsrohres.

In der in Fig.4 gezeigten Stellung der Teile des Spritzwerkzeugs wird der Profilraum 14 mit einem geeigneten schmelzflüssigen Kunststoff, im Falle der Herstellung von Führungsrohren für Kabelfensterheber beispielsweise mit einem Acetalcopoiymerisat ausgespritzt

Nach einer von der Art des gespritzten Kunststoffs, dem Spritzvolumen im Verhältnis zur Oberfläche des Spritzlings und der Wanddicke des Spritzlings abhängenden kurzen Abkühlzeit des wie üblich vorgeheizten Spritzwerkzeugs auf eine unterhalb der Erweichungstemperatur des verwendeten Kunststoffs liegende Temperatur wird das Spritzwerkzeug, wie in Fig.5 durch den Pfeil 21 dargestellt ist, geöffnet Hierbei bleibt das Werkzeugunterteil 13 ortsfest während das Werkzeugoberteil 32 im Sinne einer Trennung der Teile 12 und 13 verschoben wird. Gleichzeitig oder aber im Anschluß an die durch den Pfeil 21 charakterisierte Verschiebebewegung werden die schieberartigen Formglieder 17 ohne Aufhebung des Flächenkontaktes mit dem Kernteil 16 in Richtung der Pfeile 22 und 23 um übereinstimmende kurze Wegstrecken nach außen verschoben. Die Länge dieser Wegstrecke ist so bemessen, daß einerseits der Abstand der Stirnflächen 20 an den schieberartigen Formgliedern 17 den späteren Durchtritt des Kerns 19 gestattet und andererseits die schieberartigen Formglieder 17 den Flanschen 4 des Spritzlings noch aufsitzen. Wie F i g. 5 verdeutlicht ist in dieser Stellung des Spritzwerkzeugs die Entformung der beiden zusammenhängenden Flansche 4 aus der zugehörigen Formvertiefung 24 schon erfolgt

In der nächsten, in F i g. 6 gezeigten Bewegungsphase tritt eine Trennung zwischen dem Kernteil 16 und den schieberartigen Formgliedern 17 ein, indem beispielsweise die schieberartigen Formglieder 17 nach einer bestimmten Wegstrecke des Abhebens vom Werkzeugunterteil 13 daran gehindert werden, die formöffnende Verschiebung des Werkzeugoberteils 12 weiter mitzumachen, so daß sich nur noch das Kernteil 16 in Richtung des Pfeils 25 verschiebt Wegen der Auflage der schieberartigen Formglieder 17 auf den Flanschen 4 ist der Kern 19 daher gezwungen, aus dem Führungskanal 1 des Spritzlings auszutreten. Hierbei biegt er die Seitenwände 3 des Spritzlings unter gleichzeitiger Biegung der Fußfläche 5 des Spritzlings auseinander. Die Pfeile 26 bezeichnen die dabei auf die Flansche 4 ausgeübten Reaktionskräfte.

Bei fortgesetzter Verschiebungsbewegung des Kernteils 16 gegenüber den schieberartigen Formgliedern 17 tritt üer Kern 19 unter weiterer elastischer Verformung des Spritzlings im Bereich seiner Seitenwände und des die Seitenwände miteinander verbindenden Fußsteges immer weiter aus dem Führungskanal 1 aus, bis der größte Querschnittsdurchmesser des Kerns 19 über die

den Längsschlitz 2 des späteren Führungsrohres begrenzenden Kanten der Seitenwände 3 hinausgerät. Mit Erreichen dieser Stellung kann sich die im Spritzling aufgebaute elastische Rückstellkraft auswirken, wodurch die den Längsschlitz 2 begrenzenden Kanten am Kern 19 abgleiten. Infolge dieses Vorgangs springt der Spritzling gewissermaßen vom Kern 19 und von den schieberartigen Formgliedern 17 ab, wie es schematisch in F i g. 7 dargestellt ist. Dabei nimmt der Spritzling seine durch den Profilraum 14 vorgegebene ursprüngliche Gestalt wieder an. Der Spritzling kann nunmehr aus dem Spritzwerkzeug entnommen werden bzw. fällt selbsttätig aus dem Spritzwerkzeug heraus. Die Teile des Spritzwerkzeugs kehren nun wieder in der gegenüber der beschriebenen umgekehrten Reihenfolge in ihre in F i g. 4 gezeigte spritzbereite Ausgangslage zurück.

Der vorstehend beschriebene Entformungsvorgang und die dafür erforderlichen Bewegungen der Spritzwerkzeugteile finden natürlich gleichzeitig über die ganze axiale Ausdehnung des Spritzlings statt.

In Fig.8 ist an einem Vorrichtungsbeispiel gezeigt, wie die zuvor beschriebenen Bewegungsvorgänge der einzelnen Teile des Spritzwerkzeugs herbeigeführt werden können. Das Werkzeugunterteil 13 wird mit Hilfe der Bohrungen 27 am Spritzkopf eines Extruders od. dgl. (nicht dargestellt) befestigt. Gleichachsig damit wird das Werkzeugoberteil 12 an einem hydraulisch verschiebbaren Support (nicht gezeigt) der Spritzmaschine mit Hilfe der Bohrungen 28 befestigt

Die schieberartigen Formglieder 17 sind auf zweierlei Weise am Werkzeugoberteil 12 geführt. Zur Ermöglichung der quer zur Bewegungsrichtung des Werkzeugoberteils 12 verlaufenden Bewegung sind die schieberartigen Formglieder 17 jeweils mit einem Langloch 29 ausgestattet, durch welches ein Schiebebolzen 30 geführt ist Der Schiebebolzen 30 ist mit einer Ringschulter 31 versehen, welcher das schieberartige Formglied 17 anliegt. Auf der gegenüberliegenden Seite liegt dem Formglied 17 eine Scheibe 32 an, die auf einen Schraubenfortsatz 33 des Schiebebolzens 30 aufgesteckt und durch eine Mutter 34 gesichert ist. Der lichte Abstand zwischen der Ringschulter 31 und der Scheibe 32 wird so eingestellt, daß sich das schieberartige Formglied 17 zwischen der Ringschulter 31 und der Scheibe 32 geführt verschieben kann.

Quer zu dem Langloch 29 ist in jedem schieberartigen Formglied 17 eine Sackbohrung 35 vorgesehen, in welche eine Schraubendruckfeder 36 eingesetzt ist, die sich einerseits am Boden der Sackbohrung 35 abstützt und andererseits am Schiebebolzen 30. Es ist ersichtlich, daß die Schraubendruckfeder 36 die Tendenz hat, das schieberartige Formglied 17 in Richtung einer vom Kern 19 weggerichteten Bewegung zu verschieben, sobald sich das Werkzeugoberteil 12 vom Werkzeugunterteil 13 trennt. Der Schiebeweg wird begrenzt durch Anschlag an der Wand 37 des Langlochs 29 an den Schiebebolzen 30. Die auswärts gerichtete Verschiebung der schieberartigen Formglieder 17 beginnt infolge der unter 45° abgeschrägten Enden 38 der Formglieder 17 und der entsprechend abgeschrägten gegenüberliegenden Flächen im Werkzeugunterteil 13 unmittelbar bei Beginn der Werkzeugoberteil 12 und Werkzeugunterteil 13 trennenden Relativbewegung. In F i g. 8, in welcher das geschlossene Spritzwerkzeug dargestellt ist, liegen die Enden 38 den entsprechenden Flächen im Werkzeugunterteil 13 an. In dieser Stellung besorgen die Enden 38 und die entsprechend abgeschrägten Flächen eine Schließung des Spritzwerkzeuges durch Verschiebung der schieberartigen Formglieder 17 bis zum Anschlag ihrer Stirnflächen 20 an den Steg 18(vgl.Fig.4).

Die bisher beschriebene Verschiebbarkeit der schieberartigen Formglieder 17 dient der Entformung der seitlichen Außenkonturen des Spritzlings. Der Abschluß dieser Entformungsphase ist in F i g. 5 dargestellt.

ίο Die schieberartigen Formglieder 17 sind außerdem für eine Verschiebung parallel zur Bewegungsrichtung des Werkzeugoberteils 12 ausgerüstet. Hierfür sind die Schiebebolzen 30 in Bohrungen 39 im Werkzeugoberteil verschiebbar geführt. An den Enden der Schiebebolzen 30 befinden sich daran befestigte Anschläge 40, denen von innen jeweils eine Schraubendruckfeder 41 anliegt, die sich andererseits am Werkzeugoberteil 12 abstützt. Die Schraubendruckfeder 41 haben normalerweise die Tendenz, die schieberartigen Formglieder 17 an die zugeordneten Flächen des Werkzeugoberteils 17 anzudrücken. Der Kontakt zwischen den schieberartigen Formgliedern 17 und den zugeordneten Flächen am Werkzeugobertti! 12 wird gegen den Widerstand der Schraubendruckfederr» 41 aufgehoben, wenn die Anschlage 40 während der Öffnungsverschiebung des Werkzeugoberteils Ui₁ an welcher die Schiebebolzen 30 zunächst teilnehmen, an ortsfeste maschinenseitige Anschläge (nicht dagestellt) anschlagen. Nach dem Anschlagen bewegt sich nur noch das Werkzeugoberteil 12 in seiner das Werkzeug öffnenden Bewegung, während die Schiebebolzen 30 und die schieberartigen Formglieder 17 unter zunehmender Spannung der Schraubendruckfedern 41 stehen bleiben. Es ist ersichtlich, daß hierbei das Kernteil 16 von den schieberartigen Forrngliedern 17 in der in den Fig.6 und 7 gezeichneten und mit Bezug auf diese Figuren beschriebenen Weise abhebt Nach Entfernung des Spritzlings wird das Spritzwerkzeug durch Bewegungsumkehr des Werkzeugoberteils 12 wieder geschlossen.

Hierbei bewegt sich zunächst nur das Werkzeugoberteil 12, bis es auf die schieberartigen Formglieder 17 auftrifft, so daß diese an der Schließbewegung teilnehmen. Bei fortgesetzter Schließbewegung gleiten die abgeschrägten Enden 38 auf den zugehörigen entsprechend abgeschrägten Flächen im Werkzeugunterteil 13, wodurch die schieberartigen Formglieder 17 in Richtung des Kerns 19 bis zum Schließen des Werkzeugs verschoben werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nicht nur die Entformung des Kerns eines entsprechend F i g. 1 ausgebildeten Kanalprofils möglich. Es können auch solche Kanalprofile entformt werden, bei denen die Flansche 4 nicht am Fuß der Seitenwände 3 angebracht sind, sondern irgendwo zwischen dem Fuß und den oberen Enden der Seitenwände.

Eine Entformung ist auch für solche Kanalprofile, insbesondere Schlitzrohre möglich, die über keinerlei Flansche 4 verfügen. Zu diesem Zweck sind dann im Spritzwerkzeug in an sich bekannter Weise auf die Seitenwände 3 einwirkende Auswerferstifte vorzusehen. Solche Auswerferstifte können auch zusätzlich für das beschriebene Ausführungsbeispiel erforderlich werden, wenn infolge sehr geringer Krümmungsradien des Führungsrohres die schieberartigen Formglieder 17

h^r> an den Krümmungnstellen die Flansche 4 nicht mehr oder nicht mehr hinreichend überlappen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entformung eines Kerns aus einem hinterschnittenen und durchgehend geschlitzten Kanalprofil aus Kunststoff, insbesondere aus einem gespritzten Schlitzrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil bis unter die Erweichungstemperatur des eingesetzten Kunststoffs abgekühlt wird, zumindest die seitlichen bis zum Schlitz reichenden Außenkonturen des Profils entformt werden und der Kern durch eine Relativbewegung zwischen Kern und sich am Profil abstützenden Formgliedern aus dem Kanal durch den Schlitz herausgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil während der Relativbewegung ortsfest gehalten und der Kern gezogen wird.

3. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einem Werkzeugunterteil und einem demgegenüber beweglichen Werkzeugoberteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugoberteil (12) zu beiden Seiten des mit ihm verbundenen Kerns (19) mit schieberartigen Formgliedern (17) zum Formen der seitlichen bis zum Schlitz (2) reichenden Außenkonturen des Kanalprofils verbunden ist, die einerseits quer zur Bewegungsrichtung (21) des Werkzeugoberteils (12) durch Federn (36) verschiebbar sind und andererseits parallel zur Bewegungsrichtung (21) des Werkzeugoberteils (12) gegen die Kraft von die Formglieder (17) an das Werkzeugoberteil (12) andrückenden Federn (41) verschiebbar geführt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entformung eines Kerns aus einem hinterschnittenen und durchgehend geschlitzten Kanr.lprofil aus Kunststoff, insbesondere aus einem gespritzten Schlitzrohr, und schließt auch ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens ein.

Bei der Entformung von hinterschnittenen Kanalprofilen aus Kunststoff wird bisher — sofern die Profile nicht kernlos im Strangpreßverfahren hergestellt werden können — der ein- oder auch mehrteilige Kern in axialer Richtung aus dem Kanal gezogen. Dieses Verfahren läßt sich bei geradem oder annähernd geradem Verlauf des Kanals ohne größere Schwierigkeiten durchführen. Wenn jedoch der Kanal kurvenförmig verläuft oder sich aus geraden und kurvenförmigen Bereichen zusammensetzt, ist die axiale Entformung der Kerne, auch bei mehrteiligen Kernen, sehr schwierig wenn nicht gar unmöglich.

Aus diesem Grund konnten bisher für verschiedene Anwendungsgebiete die aus metallischen Werkstoffen hergestellten hinterschnittenen Kanalprofile nicht aus Kunststoff gespritzt werden. Beispielsweise galt eine Spritzformung der geschlitzten Führungsrohre für Kabelfensterheber an Kraftfahrzeugen bisher als ausgeschlossen, weil diese stark hinterschnittenen Führungsrohre häufig in sehr engen Bögen in den Kraftfahrzeugtüren verlegt werden.

Außerdem ist in vielen Fällen, beispielsweise bei den erwähnten Führungsrohren für IKabelfensterheber, die Verwendung mehrteiliger Kerne wegen der dabei unvermeidbaren aber sehr unerwünschten Gratbildung an den Kernstößen mit erheblichen Nachteilen verbun-

den. Wenn die Kanalprofile zur Führung eines darin verschiebbaren Stellgliedes vorgesehen sind, wie es bei den Führungsrohren für Kabelfensterhebel der Fall ist, so stören derartige Gratbildungen die Funktion und müssen, wenn überhaupt möglich, nachträglich entfernt werdeii.

Bei einem bekannten Verfahren (DT-PS 8 34 140) zur Herstellung von Spritzteilen mit Hinterschneidungen, das jedoch nicht die Entformung hinterschnittener Kanalprofile, sondern die Entformung von Dosendekkeln mit umlaufender Hinterschneidung betrifft, wird der die Hinterschneidung bewirkende Teil der Preßform sofort nach dem öffnen der Form entfernt Die Entformung erfolgt hierbei möglichst noch solange das Werkstück von den übrigen Teilen der Form beheizt wird, d. h., die Auslösung der Hinterschneidung erfolgt im heißesten Zustand. Bei dem bekannten Verfahren wird davon ausgegangen, daß die Entformung nur möglich ist, solange eine Abkühlung so wenig wie möglich eingetreten ist Das bekannte Verfahren führt zu bleibenden Formänderungen des Werkstücks beim Entformen der umlaufenden Hinterschneidungen, die bei hinterschnittenen und durchgehend geschlitzten Kanalprofilen nicht toleriert werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Gattung bereitzustellen, mit dessen Hilfe auch kurvenförmig verlaufende Kanalprofile unter Verwendung eines einteiligen Kerns entformt werden können ohne daß bleibende Formänderungen auftreten.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Profil bis unter die Erweichungstemperatur des eingesetzten Kunststoffs abgekühlt wird, zumindest die seitlichen bis zum Schlitz reichenden Außenkonturen des Profils entformt werden und der Kern durch eine Relativbewegung zwischen Kern und sich am Profil abstützenden Formgliedern aus dem Kanal durch den Schlitz herausgezogen wird.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die sich von den hergebrachten Spritzformverfahren völlig lösende und überraschende Erkenntnis zugrunde, daß der Kern auch aus hinterschnittenen Kanälen kurz nach der Spritzformung aus dem Schlitz unter Anwendung einer entsprechenden Kraft herausgezogen werden kann ohne daß es dabei zu einer unerwünschten bleibenden Verformung der Spritzlinge kommt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ohne weiteres die Spritzformung der bisher aus Metallblechen gerollten und anschließend gebogenen Führungsrohre der Kabelfensterheber.

In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Profil während der Relativbewegung ortsfest gehalten und der Kern gezogen.

Ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gut geeignetes aus einem Werkzeugunterteil und einem demgegenüber beweglichen Werkzeugoberteil bestehendes Werkzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugoberteil zu beiden Seiten des mit ihm verbundenen Kerns mit schieberartigen Formgliedern zum Formen der seitlichen bis zum Schlitz reichenden Außenkonturen des Kanalprofils verbunden ist, die einerseits quer zur Bewegungsrichtung des Werkzeugoberteils durch Federn verschiebbar sind und andererseits parallel zur Bewegungsrichtung des Werkzeugoberteils gegen die Kraft von die Formglieder an das Werkzeugoberteil andrückenden Feder verschiebbar geführt sind. Dieses Werkzeug erlaubt die Spritz-